Хроматические аберрации что это: Что такое хроматические аберрации и что влияет на их появление

Что такое хроматические аберрации и что влияет на их появление

Хроматические аберрации человеческим языком – это цветовые искажения, которые добавляют в оригинальное изображения разного рода паразитические искажения.

Хроматические аберрации

Если Вы любитель, и где-то услышали, что какой-то объектив дает сильные ХА (хроматические аберрации, а именно так их чаще всего обзывают для сокращения), а потом долго смотрели на фотографию и так и ничего не увидели – не расстраивайтесь. В наше время борьба над ХА в самом разгаре. Сейчас, в качественной оптике очень хорошо удается бороться с ХА и потому заметить их действительно сложно.

Бывают осевые, сферические, поперечные и другие виды, но все они сводятся к искажению картинки.

Основная суть хроматической аберрации походит от дисперсии, проще говоря, когда белый луч раскладывается на свой спектр – это связано с тем, что лучи с разной длиной волны (разного цвета) преломляются под разными углами, проходя через линзы объектива. Достаточно вспомнить урок по физике с преломлением лучей в призме, а линза – это две призмы соединенные основами. Получается слоеная картинка. Часто ХА добавляют разные цветовые пятна и полосы, особенно ярко это выражается на переходе контрастных предметов, часто приводят пример с деревьями.

Хроматические аберрации

Ниже снимок, весь заполненный аберрациями.

Пример абберации. Красные ореолы паутинки.

 

Конечно, существует ряд объективов (а именно объективы дают ХА), которые все же сильно страдают этим недугом. Но как говорится: оптимисты изобретают самолет, пессимисты – парашют, потому с ХА нужно бороться, чтобы получать качественные снимки.

Хроматические аберрации. Фрижинг

Очень часто ХА ярко выраженные в зоне нерезкости. В народе аберрации, обычно в зоне нерезкости, именуют фрижингом (‘Purple fringing’). Переходы в области перед зоной резкости окрашиваются в фиолетовый (пурпурный) цвет, а за областью резкости в зеленый. Это хорошо видно на примере выше. Очень многие объективы имеют аберрации именно в зоне нерезкости.

Сферические аберрации

Сферические аберрации – это стирание границ между контрастными элементами в зоне резкости на фото. Пример выше, белая рубашка модели плавно перетекает в темный задний фон, стирая границу. Сферическими аберрациями сильно страдают монокли. Более детально в разделе монокль.

Паразитические блики

Иногда путают фиолетовые и красные ореолы на фото с ХА. Ореолы – это просто паразитические блики от яркого источника в кадре. Пример таких бликов показан выше.

Как же быть? Как лечить от этого объектив?
В современных объективах стараются использовать низкодисперсные элементы. Nikon их обозначает как ED (Extra-Low Dispersion – супер маленькая дисперсия). Эти элементы дают меньшее преломление для лучей с разной длинной волны (для лучей разного цвета).

Также сейчас начали использовать асферические линзы, которые позволяют получить конечную картинку с меньшим количеством ХА.
В современных продвинутых камерах есть автоматический контроль аберраций – не знаю как это делают современные камеры (скорее всего по специальным алгоритмам), но удаление аберраций у них получается на ура.

Также я рекомендую просто помнить, что аберрации появляются при сильно контрастных элементах в кадре (солнце и небо, деревья и небо, темные и светлые участки), когда фотографируете действительно сильно контрастный элемент, просто помните, что фото нужно будет доработать если появятся ХА.
Больше всего ХА появляется на открытой диафрагме при использовании на широкоугольных и светосильных объективах, потому ХА видны почти на всех дешевых и объективах среднего ценового диапазона при полностью открытой диафрагме (в определенных условиях).

У телеобъективов больше всего ХА на длинном конце (максимальном допустимом фокусном расстоянии).
Очень легко (но не совсем корректно) избавиться от ХА – это сделать фотографию черно белой.

Если же нужно полностью избавиться от ХА при  непосредственной фотосъемке, то в этом помогут зеркально-линзовые объективы, в которых они отсутствуют напрочь, примером такого объектива может служить МС МТО-11 1000mm F10. 0.

Спасибо за внимание, Аркадий Шаповал

Хроматические аберрации. Что это такое. ★ Ноябрь 2022

01.09.2022 от Denis

Хроматические аберрации в фотографии — последнее, о чём вам стоит беспокоиться. Хроматическая аберрация — это свойство линзы, поэтому вы на неё никак не повлияете. А чтобы каждый раз не терзать себя сомнениями, лучше всего как следует разобраться, что это такое.

Аберрации, или искажения, бывают геометрическими и хроматическими (цветовыми). С геометрическими всё очень просто, с ними можно и нужно бороться, если это не художественная задумка. В современных объективах геометрическая аберрация, которую ещё называют дисторсией, в большей степени исправляется «асферическим» элементом. То есть, линзой, у которой не сферический профиль, а более сложный:

Остаточную дисторсию вы с успехом можете подправить в редакторе. А вот с хроматической аберрацией всё немного сложнее.

Природа хроматической аберрации в дисперсии стекла. Дисперсия — это разные коэффициенты преломления для разных длин волн:

Из рисунка хорошо видно, что лучи разных цветов фокусируются в разных плоскостях на оптической оси. Это первый вид хроматической аберрации, её ещё называют «осевой аберрацией». Осевая аберрация проявляется сильней на открытой диафрагме, приводя к нерезкости изображения. Об этом уже была речь в статье про то, как сделать резкую фотографию. Уменьшая диафрагму вы избавляетесь от осевой аберрации, это одна из причин почему не рекомендуется фотографировать на максимальной диафрагме. Осевую аберрацию нельзя исправить в редакторе, поэтому производители снабжают объектив целой системой «низкодисперсных элементов», которые в сумме компенсируют аберрации от других линз. Вы наверняка встречали картинку вроде этой и удивлялись, зачем столько элементов:

Жёлтые элементы — низкодисперсные, борющиеся с хроматической аберрацией. Синие — асферические, помогающие против дисторсии.

Низкодисперсные элементы располагаются как по отдельности, так и в составе ахроматической линзы:

Смысл в том, что ахроматическая линза склеена из двух сортов стекла: крона и флинта. Крон с низкой дисперсией, но и низким коэффициентом преломления. Флинт наоборот — коэффициент преломления и дисперсия больше. Эти стекляшки подбирают таким образом, чтобы минимизировать суммарную хроматическую аберрацию.

Помимо осевой аберрации есть «поперечная аберрация». Это фокусировка разных цветов лучей в разных точках сенсора. Поперечная аберрация не зависит от диафрагмы, бороться настройками с ней бесполезно, но её можно исправить в редакторе. Другое дело, нужно ли оно вам. Современные объективы настолько хороши, что я с трудом нашёл пример фотографии, где хроматическая аберрация заметна.

Если приглядеться к деревьям на заглавной фотографии, то можно увидеть цветную кайму вокруг контрастных контуров веток. Это и есть хроматическая аберрация:

В камерах последнего поколения хроматические аберрации автоматически исправляются процессором на этапе конвертации в JPEG, мне пришлось фотографию попросить у Кости, так как его старенький D40 про аберрации ничего не знает. Поэтому я в RAW никогда не снимаю, моя камера Nikon D700 всё делает за меня и экономит мне массу драгоценного времени, её только надо правильно настроить.

В любом случае, вам лучше думать о том, что вы фотографируете, а не о том, насколько ваша линза подвержена аберрациям. Объектив без заметных аберраций содержит большое количество дорогих низкодисперсных и асферических элементов, поэтому стоит заметно дороже собратьев с аберрациями. Кроме того, конструкция с переменным фокусным расстоянием (зумом) намного сложнее фиксированного, так как аберрации проявляются по-разному на различных фокусных расстояниях. Вот почему «фиксы» качественней и дешевле, чем «зумы».

Наличие низкодисперсных элементов в объективах Nikon отмечает буквами ED. Если в маркировке объектива вы видите ED, то о хроматических аберрациях можете забыть.

Спасибо за внимание.

Наш Телеграм

Хроматическая аберрация | Что такое хроматическая аберрация

Средний уровень

С участием Дианы Беркенфельд

Хроматическая аберрация — это явление, при котором световые лучи, проходящие через линзу, фокусируются в разных точках в зависимости от длины волны. Хроматическая аберрация бывает двух видов: осевая хроматическая аберрация и латеральная хроматическая аберрация.

Глоссарий

Хроматическая аберрация — это явление, при котором световые лучи, проходящие через линзу, фокусируются в разных точках в зависимости от длины волны. Хроматическая аберрация бывает двух видов: осевая хроматическая аберрация и латеральная хроматическая аберрация.

111of3

На этой фотографии видны хроматические аберрации листьев деревьев в правом верхнем углу изображения.

© Diane Berkenfeld

На этой фотографии видны хроматические аберрации листьев деревьев в правом верхнем углу изображения.

Стрелки на этом крупном плане указывают на хроматическую аберрацию, видимую в виде пурпурной окантовки по краям листьев.

© Diane Berkenfeld

Стрелки на этом крупном плане указывают на хроматическую аберрацию, видимую в виде пурпурной окантовки по краям листьев.

(слева) Крупный план изображения с видимой пурпурной окантовкой (хроматическая аберрация) и (справа) тот же участок фотографии после постобработки удаления хроматической аберрации с помощью программного инструмента.

© Diane Berkenfeld

(слева) Крупный план изображения с видимой пурпурной окантовкой (хроматическая аберрация) и (справа) тот же участок фотографии после постобработки удаления хроматической аберрации с помощью программного инструмента .

Осевая хроматическая аберрация представляет собой изменение длины каждой световой волны, а латеральная хроматическая аберрация представляет собой изменение увеличения различных цветов света; становятся более заметными на периферии изображения. Осевая хроматическая аберрация приводит к размытию цветов перед и за точкой фокусировки из-за различий в фокусных точках каждого цвета. Это может быть заметно на периферии очень ярких участков изображения. Боковая хроматическая аберрация является причиной цветовой окантовки. Он виден только по краям изображения.

Боковая хроматическая аберрация в некоторой степени уменьшается за счет комбинирования различных линз с разными показателями преломления, но с точки зрения оптики ее нельзя полностью устранить. В дополнение к красному и дополняющему его голубому цвету, а также синему и дополняющему его желтому цвету, некоторые линзы могут иметь сложную цветовую окантовку, сочетающую эти два основных типа. Его значительно снижает низкодисперсионное стекло ED.

Новые цифровые зеркальные фотокамеры Nikon имеют встроенную функцию автоматической коррекции боковой хроматической аберрации. Он автоматически применяется к изображениям и не может быть выбран пользователем.

Поскольку хроматические аберрации чаще наблюдаются на изображениях, снятых с широкой диафрагмой, использование меньших значений диафрагмы — это один из способов избежать хроматических аберраций на изображениях. Другой случай, когда наблюдается хроматическая аберрация, — это съемка астрофотографии с определенными объективами, такими как 58 мм, и фокусировка на объекте, находящемся не в центре кадра.

Программное обеспечение Nikon Capture NX2 имеет функцию коррекции боковой хроматической аберрации, которую можно найти в меню коррекции камеры и объектива. Щелкните здесь, чтобы получить более подробную информацию об использовании инструмента.

Осевая хроматическая аберрация применяется к изображениям JPG, TIFF и NEF в Nikon View NX (начиная с версии 1.3.0) и с NEF в Capture NX2 (начиная с версии 2.2.0). Помимо автоматической коррекции, есть ползунок ручной настройки.

Программное обеспечение Nikon Capture NX-D позволяет корректировать боковую и осевую цветовую аберрацию с помощью инструмента коррекции камеры и объектива.

Другие программы редактирования, такие как Adobe Photoshop, также имеют функцию коррекции хроматических аберраций.

Чтобы узнать больше о различиях между хроматической и боковой аберрациями, прочитайте эту статью.

111of0

Хроматическая аберрация — все, что вам нужно знать

Хроматическая аберрация — это значительный ущерб качеству изображения, но многие фотографы не знают, что это такое и как ее избежать. Здесь вы узнаете все о хроматических аберрациях в этой статье.

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация, также известная как «дисперсия», «фиолетовая окантовка» или «цветная окантовка», — это частая проблема с объективом, которая возникает, когда цвета неправильно преломляются (искажаются) объективом. Это вызывает несоответствие в точке фокусировки, когда цвета не смешиваются так, как должны. Помните, что фокальная плоскость — это точка фокусировки сенсора. Поэтому свет от вашего объектива должен сливаться, чтобы быть правильно собранным и записанным. Определенные длины волн (цвета) могут достигать положения перед или за фокальной плоскостью, в зависимости от архитектуры вашего объектива, выбранного вами фокусного расстояния и даже используемой диафрагмы.

Видео: Что такое хроматическая аберрация?

Видео: Хроматическая аберрация объектива

Источник изображения: Википедия длин волн на один и тот же фокус. Этому способствует показатель преломления стекла. Световые волны с разной длиной волны проходят через линзу с разной скоростью, что затрудняет для некоторых линз фокусировку каждого цвета в одной и той же фокальной плоскости.

Сочетание сплошной линзы из стекла с низкой дисперсией (корона) и более слабой линзы из стекла с высокой дисперсией (флинт) помогает уменьшить хроматическую аберрацию. Такая смесь называется ахроматической. Честер Холл, английский изобретатель, открыл этот метод уменьшения хроматической аберрации в 1729 году. Позже люди использовали этот метод в крошечных телескопах в конце 18 века. Ахроматизация всех компонентов системы или создание симметричной системы вокруг центральной диафрагмы может устранить дисперсию хроматического увеличения. В результате каждая высококачественная оптическая система корректирует как хроматическую аберрацию, так и боковой цвет.

Источник изображения: Википедия.

Источник изображения: Википедия. изображение – это время, которого у вас нет на фотосъемку.

Источник изображения: unplash

Причины хроматической аберрации

Хроматическая аберрация возникает из-за того, что ваш объектив работает как призма. Он преломляет свет, а цвета, проходящие через линзу, разделяются под разными углами, подобно треугольной призме, ставшей популярной благодаря Pink Floyd.

Важно помнить, что свет состоит из различных длин волн (цветов). Таким образом, датчик вашей камеры может обнаруживать комбинированный цвет света. Ваш объектив должен убедиться, что все длины волн этого конкретного луча достигают одной и той же точки на датчике.

Это может показаться простым, но разные длины волн (и, следовательно, разные цвета) воздействуют на ваш объектив одновременно, и каждая из этих длин волн будет реагировать немного по-разному в зависимости от стекла линзы, через которое она проходит.

К сожалению, здесь также проявляются хроматические аберрации. В конструкции этих элементов объектива есть дефекты — либо в стекле, либо в самом объективе, — которые при определенных условиях могут создавать хроматические аберрации на ваших изображениях.

Сейчас не подразумевается, что вам нужен профессиональный объектив. Независимо от цены, все объективы в той или иной форме страдают хроматической аберрацией. Важно то, имеет ли ваш объектив очевидную хроматическую аберрацию и является ли уровень видимой хроматической аберрации решающим для ваших нужд.

Влияние хроматических аберраций

Хроматические аберрации могут оказывать негативное влияние на качество изображения.

Дисперсия объектива

При фотографировании с высокой контрастностью разные оттенки света, движущегося с разной скоростью через объектив, могут привести к размытию фотографий или формированию видимых красных, зеленых, синих, желтых, фиолетовых и пурпурных полей вокруг объектов. .

Продольная хроматическая аберрация

Цветная окантовка появляется вокруг объектов по всему изображению, как в центре, так и по краям.

Боковая хроматическая аберрация 

По краям кадра появляется пурпурная окантовка. Пурпурная окантовка заметна только в высококонтрастных областях, но даже когда постобработка устраняет этот эффект, она все равно смягчает изображение по краям и углам.

Как избежать хроматических аберраций?

Хроматическая аберрация является серьезной проблемой, особенно с недорогими объективами. Однако хорошая новость заключается в том, что если у вас есть объектив с явной хроматической аберрацией, вы можете воспользоваться несколькими простыми приемами, чтобы стереть или уменьшить ее влияние на ваши изображения.

Избегайте высококонтрастных сцен

При съемке сильно контрастных сцен хроматические аберрации более заметны. Более темные изображения на белом фоне, пейзажи на фоне яркого восхода солнца или, как в случае с гепардом ниже, объекты с сильным контровым светом вызывают особые затруднения.

Нет простого способа избежать контраста в камере. В результате у вас часто нет другого выбора, кроме как изменить состав. Например, измените фон на что-то, что больше соответствует тону вашего объекта, или дождитесь лучшего освещения.

Источник изображения: Unsplash

Если вам действительно необходимо сделать снимок таким, какой он есть, снимайте в формате RAW и планируйте некоторые ретуши после обработки.

Изменение фокусного расстояния

Хотя широкий диапазон фокусных расстояний удобен, большинство зум-объективов страдают от хроматических аберраций на предельных значениях фокусного расстояния. В результате установка фокусного расстояния в середине диапазона объектива обычно помогает избавиться от хроматической аберрации.

Следует отметить, что использование зум-объектива в самом широком положении почти всегда привнесет в изображение множество других дефектов. Если вам нужна широкоугольная перспектива, используйте основной широкоугольный объектив или создайте панораму с большим фокусным расстоянием, а затем соедините кадры во время постобработки.

Источник изображения: Pinterest.

Следовательно, вместо использования диафрагмы f/2.8 или f/4 поэкспериментируйте с f/8 или f/11 и посмотрите, исчезла ли хроматическая аберрация.

Источник изображения: Unsplash

Расположите объект в центре

По краям кадра, а не посередине, хроматические аберрации наиболее заметны. В результате, если вы перекомпонуете свой кадр, но переместите основной объект ближе к центру, вы часто обнаружите, что ваш объект практически не имеет хроматических аберраций.

Конечно, по краям кадра может остаться CA, но его можно вырезать. Если вам нужно сохранить каждый пиксель на фотографии (например, для крупных отпечатков), вам следует рассмотреть другие профилактические методы, упомянутые выше. С другой стороны, обрезка не должна быть проблемой, если вы делаете крошечные копии или собираетесь поделиться своей фотографией в Интернете.

Оптимизация фокальной плоскости

Цветная окантовка более характерна для широкоугольных объективов с более коротким фокусным расстоянием. «У вас гораздо больше шансов столкнуться с хроматической аберрацией при съемке с фокусным расстоянием 18 миллиметров, потому что вы используете крайности стекла», — объясняет Лонг. При использовании объектива с фокусным расстоянием от 18 до 55 миллиметров поможет съемка со средним фокусным расстоянием 30 миллиметров.

Используйте ахроматическую линзу

Вы также можете использовать ахроматическую линзу, которая корректирует концентрацию двух длин волн (обычно красного и синего) в одной плоскости. Обычный ахроматический дублет состоит из двух отдельных стеклянных линз с разной степенью рассеивания. Одним из элементов дублета обычно является сверхнизкодисперсионное стекло. Еще более сильная коррекция хроматической аберрации обеспечивается апохроматическими линзами, которые могут корректировать свет с тремя отдельными длинами волн.

Использование камер со встроенными решениями

Использование камер со встроенными методами уменьшения поперечной аберрации. Например, некоторые камеры, такие как серия Panasonic Lumix и более поздние цифровые зеркальные фотокамеры Nikon и Sony, имеют специальную фазу обработки для удаления пурпурной окантовки.

Используйте высококачественные линзы

В целом используйте высококачественные линзы. Они будут иметь меньшую хроматическую аберрацию, чем дешевые объективы, светосильные объективы при использовании с широко открытой диафрагмой, старые устаревшие объективы или дешевые телеконвертеры и широкоугольные конвертеры. Следовательно, вам потребуется меньше коррекции хроматических аберраций.

Используйте линзы с низкодисперсионными стеклами

Следует использовать низкодисперсионные стекла, особенно содержащие флюорит. Они обладают способностью минимизировать хроматические аберрации.

Используйте программное обеспечение для постобработки

Как упоминалось выше, используйте программное обеспечение для постобработки, такое как Photoshop или Adobe Lightroom, для исправления боковой хроматической аберрации. Последний имеет как автоматическую, так и ручную коррекцию CA, а также «инструмент удаления бахромы» в модуле «Коррекция объектива», уменьшающий или устраняющий этот тип аберрации.

Видео: Как исправить хроматическую аберрацию?

Типы хроматических аберраций

Осевая хроматическая аберрация и боковая хроматическая аберрация — это две формы хроматической аберрации.

Осевая хроматическая аберрация: Осевая хроматическая аберрация, также известная как «продольная хроматическая аберрация» (LoCA) или «окантовка боке», представляет собой изменение длины каждой длины волны света. Напротив, боковая хроматическая аберрация изменяет увеличение отдельных светлых оттенков, что становится более заметным на периферии изображения. Из-за различий в фокусной точке каждого цвета осевая хроматическая аберрация вызывает размытие оттенков перед и за точкой фокусировки. Его можно увидеть по краям исключительно ярких областей изображения.

Боковая хроматическая аберрация: Боковая хроматическая аберрация вызывает цветовую окантовку. Он виден только на полях изображения.

Комбинация нескольких линз с разными показателями преломления помогает в некоторой степени уменьшить боковую хроматическую аберрацию. Тем не менее, вы не можете искоренить его. Некоторые линзы могут иметь сложную цветную окантовку, которая смешивает красный и его дополнительный голубой цвет, а также синий и его дополнительный желтый цвет. Низкодисперсионное стекло ED значительно его снижает.

Видео: осевая и латеральная хроматическая аберрация

Примеры хроматической аберрации

Изображение Источник: Pexels

Изображение Изображение: PEXELS

Изображение: PEXELS. pexels

Источник изображения: Pinterest0003

Источник изображения: pexels

Источник изображения: pexels

Используйте хроматические аберрации по правильным причинам цель. Например, играя с цветовой окантовкой или разделяя красный, зеленый и синий каналы, можно превратить изображение или видеоклип из обычного в творческое (разделение RGB). «Хроматическая аберрация может придать изображению ощущение неустойчивости или психологического пространства», — объясняет Лонг.

Если вы не ищете стильного настроения с целенаправленным разделением RGB, уменьшение хроматической аберрации — это простой метод улучшения качества изображения и устранения неестественных цветовых краев, которые некоторые начинающие фотографы могут не заметить. «Когда я просматриваю старые изображения, я замечаю окантовку и ужасаюсь, что она была там все это время», — добавляет Мендес. Итак, ищите хроматические аберрации на своих фотографиях и пытайтесь исправить их с помощью Lightroom.