Свойства объектива. Аберрация, а также дисперсия и дисторсия

Дата публикации: 16 июня 2011. Категория: Интересно знать.

В этой статье мы расскажем об особенностях некоторых объективов - аберрации, дисторсии и др. Что же это всё значит?

Хроматическая аберрация. Астигматизм

В фотографии аберрациями называют искажения изображений, сформированные самой системой оптики камеры. По своей природе происхождения аберрации разделяют на геометрические и хроматические. Хроматические аберрации (или, как их ещё называют цветовые) возникают по причине неидеальности оптики фотокамер. Поэтому, практически, данный вид искажений можно смело причислять к свойствам объектива, поскольку оно присуще, в той или иной мере, любому из них. Существует прямая связь между качеством используемой линзы и качеством получаемых впоследствии снимков. Чем ниже качество первого, тем больше различных цветовых искажений наблюдается на фотографиях. Наверное, вам приходилось видеть, что на снимках, произведенных с помощью обычной дешевой «мыльницы», наблюдается яркая, радужная кайма, которая обрамляет контрастные объекты. Это явление и называется хроматической аберрацией.

Для того чтобы максимально минимизировать этот вид искажений, производителями объективов были изготовлены специализированные ахроматические линзы, которые, как правило, состоят из двух разных видов стекла. Один сорт стекла – крон. Он характеризуется низким коэффициентом преломления света. Второй сорт – флинт, напротив, обладает высоким коэффициентом преломления. При условии правильного сочетания этих стекол, хроматическую аберрацию можно свести, фактически, к нулю. Собственно же оптическое явление, где световые лучи, обладающие разными длинами волн, преломляются под различными углами, называют дисперсией стекла.

Тем не менее, геометрические аберрации, являются не меньшей головной болью фотографов, только начинающих свой фотографический путь.

Астигматизмом в фотографии называются искажения, при которых точки объекта, находящиеся за границами оптической оси, в кадре отображаются в виде линий или затемнений. Объекты на снимке при астигматизме выглядят изогнутыми, искривленными и несколько размытыми. Таким образом, наряду с хроматическими аберрациями, астигматизм оказывает влияние резкость снимков (хотя и меньше, нежели при цветовых аберрациях).    

Геометрическая аберрация. Дисторсия

Дисторсией называется такой вид геометрической аберрации, где выглядящие неестественно выпуклыми либо вогнутыми контуры объектов не являются художественным замыслом фотографа. В первом случае (при вогнутых вовнутрь линиях) такое искажение называется «бочкообразным», во втором (при выпуклых) – подушкообразном.    

Причиной дисторсий является изменение линейного увеличения, обеспечиваемого оптикой, по полю кадра. Говоря иначе, лучи света, проходя сквозь центр линзы, производят слияние в точке, которая расположена дальше от линзы, в отличие от тех лучей, которые проходят по её краям. Возникновению подушкообразной дисторсии, обычно, способствует использование максимального значения зума, а бочкообразной, соответственно, минимального. Наиболее часто с подобными искажениями, сталкиваются фотографы, использующие широкоугольные объективы.

Для снижения/устранения дисторсий изготавливается асферическая оптика. За счет включения в оптическую систему объектива линзы с параболической либо эллиптической поверхностью, геометрическое подобие между изображением объекта фотографии и ним самим восстанавливается. Конечно, при этом цена изготовления асферических  линз заметно превышает стоимость производства сферической оптики.

Виды линз

Незначительное проявление дисторсии можно достаточно легко подкорректировать с помощью любого графического редактора.

Кроме подушко- и бочкообразности, есть ещё третий вид геометрической аберрации. Это явление именуется кривизной поля изображения, а появляется оно тогда, когда объектив не может сформировать плоское изображение. При подобном искажении, в фокусе камеры может находиться либо края изображения, либо его центр. 

Корректирование кривизны поля изображения производится путем внесения изменений в сборку оптики. При этом обязательным для соблюдения каноном является правило Пецвала, обуславливающее качество элементов объектива камеры. Если обратная величина произведения ФР и показателя светового преломления одного элемента, плюс общее число элементов дают ноль, тогда данный элемент является хорошим. Сумма Пецвала и есть результатом этих расчетов.  

Интересный факт: искусство исправления кривизны поля не было известно фотографам, вплоть до середины 19 столетия. Однако это ничуть не мешало им осуществлять художественную фотографию. Нечеткие края снимков, вместе с размытыми углами прикрывались вычурными виньетками. Портреты же (для минимизации искажений) устанавливались в красивые овальные рамы.     

Коматическая аберрация

Сложная аберрация, которая влияет только на лучи света, проходящие сквозь объектив под углом, именуется коматической (либо попросту комой). На фотографиях кома показывается в «хвостах» кометы, тянущихся за отдельными точками изображения. При этом «хвост» такой кометы может быть направлен к центру фото (негативная кома) или к его краю (позитивная кома). Последнее искажение тем заметнее, чем ближе находится точка изображения к краю кадра. Лучи же света, четко проходящие сквозь центр объектива, не подвержены коматической аберрации.    

Большая часть геометрических аберраций поддается корректировке за счет взаимодействия с диафрагмой - методом её регулировки. Суживая диафрагму, фотограф единовременно уменьшает и количество световых лучей, которые попадают на края линзы. Тем не менее, пользоваться данной возможностью необходимо крайне осторожно, поскольку чрезмерное дифрагмирование ведет к возрастанию величины дифракции.

Дифракция

Дифракцией является оптический эффект, который ограничивает детальность фотографии независимо от установленного разрешения. Причина возникновения дифракции – рассеивание потока света при его прохождении сквозь диафрагму. Множество новичков-фотографов, стремясь к увеличению глубины резкости, настолько прикрывают диафрагменное отверстие, что резкость, достигающаяся этой манипуляцией, полностью перекрывается дифракционным сглаживающим эффектом.

Данный эффект в фотомире называют дифракционным пределом. Знание его границ дает возможность избежать проблем детализации изображения. Рассчитать дифракционный предел может любой желающий, воспользовавшись специальным калькулятором, наличествующим на большинстве фотосайтов.

В процессе выбора фотокамеры, необходимо помнить, что объективов с отсутствующими аберрациями попросту не бывает. Во всяком случае, не было – до сегодняшнего дня. Даже самая «премиальная» и оптика обладает некоторыми искажениями изображения. Потому как, сколько производители объективов не бьются – корректировка одного вида аберраций, ведет к усилению вторых, третьих и т. д., делая процесс совершенствования объективов бесконечным. Однако для того, чтобы по праву считаться хорошим фотографом, необязательно ждать свершения невозможного – изобретения идеальной линзы. Достаточно всего лишь изучить характеристики конкретного объектива (в частности, своего «штатника») и нивелировать его недочеты собственноручно – применяя все свое мастерство.

В нашем магазине Вы можете купить объектив, штатив, штативная головка и др