70718468-300x1231У цій статті зі страшною назвою ми розберемося в особливостях оптичних спотворень об’єктивів. Ви помічали, що при зйомці на широкоугольник у вас спотворюються краю кадру?
Геометричні і хроматичні аберації об’єктивів
А при спробах зробити кадр в контровому світлі навколо предметів з’являється рожева, синя або зелена окантовка? Якщо не помічали, придивіться ще раз. А поки давайте розберемося, чому так відбувається.

 

Для початку потрібно зрозуміти і прийняти той факт, що ідеальних оптичні систем (тобто в нашому випадку — об’єктивів) не існує. Кожній оптичній системі притаманні спотворення, які вона вносить в проекцію реальності на зображення (фотографію). Спотворення оптичних систем по-навчитися прийнято називати абераціями , тобто відхиленнями від норми або від ідеалу.

Аберації різних оптичних систем можуть приймати різну форму і бути більш помітними або практично не помітними. Звичайно чим дорожче об’єктив, тим якісніше його оптична система, а значить, тим менше аберацій їй притаманне.

види аберацій

Найчастіше саме слово «аберація» в фотографії застосовується в поєднанні «хроматичні аберації». Як ви вже могли здогадатися, хроматичні аберації — це один з видів спотворень, викликаних особливостями оптичної системи об’єктива, який виражається у вигляді колірних відхилень. Типовий приклад хроматичної аберації — це нестественние кольорові контури на кордонах об’єктів зйомки.

Найяскравіше хроматичні аберації проявляються на контурах в висококонтрастних ділянках зображення. Наприклад, на кордоні гілок дерев, знятих на тлі яскравого неба, або по контуру волосся при зйомці портрета в контровому західному світі .

37904_11Причиною хроматичної аберації є таке оптичне явище як дисперсія скла, з якого виготовлені лінзи. дисперсія склаполягає в тому, що світлові хвилі різної довжини (різного колірного спектра) при проходженні через лінзу переломлюються під різними кутами.

Білий світ (який містить в собі цілий спектр світлових хвиль різної довжини, тобто різного кольору), проходячи через лінзу об’єктива, спочатку розпадається на колірний спектр, який потім знову збирається в пучок для проекції зображення на матрицю фотоапарата. В результаті через різницю кутів заломлення кольорових променів виникають відхилення при формуванні зображення.

Це виражається в погрішності при розподілі кольору на знімку. Саме тому на фотографії можуть з’явитися кольорові контури, кольорові плями або смуги, яких не було на об’єкті зйомки.

% D1% 85% d1% 80% d0% be% d0% bc% d0% b0% d1% 82% d0% b8% d1% 87% d0% b5% d1% 81% d0% ba% d0% b8% d0 % b5-% d0% b0% d0% b1% d0% b5% d1% 80% d1% 80% d0% b0% d1% 86% d0% b8% d0% b81Хроматичні аберації в тій чи іншій мірі притаманні практично всім об’єктивам. Дешева оптика «Хромат» набагато сильніше, ніж об’єктиви елітної серії. На етапі проектування оптичної системи виробники можуть мінімізувати хроматичні аберації за допомогою використання ахроматических лінз.

Секрет ахроматической лінзи в тому, що її конструкція складається з двох сортів скла: одне з низьким, а інше з високим коефіцієнтом заломлення світла. Підбір пропорції поєднання матеріалів з різними коефіцієнтами заломлення світла дозволяє знизити відхилення світлових хвиль в момент розщеплення білого світла.

Не варто сильно засмучуватися, якщо ваш об’єктив не містить ахроматических лінз — хроматичні аберації виникають в основному при зйомці в складних умовах освітлення, і сильно кидаються в очі тільки при перегляді фотографії в 80-100% збільшенні.

До того ж, ніхто не відміняв обробку в графічних редакторах, які дозволяють звести нанівець такі похибки оптики. Про те, як це зробити, читайте в наступній статті «Виправлення помилок об’єктива» (публікація скоро).

До іншого виду аберацій об’єктива відносяться геометричні спотворення, які прийнято називати дісторсией об’єктива. Дісторсия об’єктива проявляється в спотворенні пропорцій об’єктів, розташованих ближче до країв кадру. Говорячи науковою мовою, при дисторсии лінійне збільшення об’єктів, що знаходяться в полі зору, відбувається нерівномірно. В результаті предмети по краях кадру виглядають неприродно сплюсненими або витягнутими.image-distorsion-300x2171mg_2119-300x2001

За характером спотворень виділяють два види дисторсии : позитивна ( увігнута або подушкообразная) і негативна ( опукла або бочкоподібна).

Якщо в кадрі геометричних спотворень не спостерігається, то кажуть, що дисторсии немає. У цьому випадку зображення виглядає рівним і плоским, зверніть увагу на ідеально рівну лінію горизонту на знімку нижче. Зазвичай саме по лінії горизонту можна легко помітити геометричні спотворення в пейзажній зйомці.

70718468145940_11Найсильніше дисторсия проявляється при використанні ширококутних об’єктивів . Причому, чим більше кут огляду об’єктива (чим менше фокусна відстань), тим сильніше виявляються геометричні аберації . Напевно, ви помічали, що вертикальні і горизонтальні лінії при зйомці на шірік викривляються в міру наближення до країв кадру.

Найяскравіший приклад дисторсии об’єктива — це фотографії, зняті на надширококутний об’єктив «фишай» (риб’яче око). Але у випадку з Фіша дисторсия не є похибкою або недоліком оптики. Швидше, це його особливість, яка дозволяє розширити кут огляду об’єктива до 180 градусів (і навіть більше).

1299354458_441При використанні ширококутних об’єктивів (ФР <24 мм) можна спостерігати бочкообразную (увігнуту) дисторсію, при використанні довгофокусних об’єктивів (ФР> 200 мм) може з’являтися подушкообразная (опукла) дисторсия. Об’єктивам з середніми значеннями фокусних відстаней зазвичай не властиві геометричні спотворення по полю кадру.

fokus-011Саме тому кажуть, що ширококутний об’єктив спотворює пропорції, а об’єктиви з фокусною відстань 70-200 мм згладжують будь-які спотворення. І саме тому, портрети прийнято знімати на об’єктиви 70-200 мм, які не спотворюють пропорції обличчя і фігури.

А ось портрети, зняті на шірік, виглядають комічно і використовуються тільки для створення спеціального карикатурного ефекту. При цьому чим менше відстань між точкою зйомки і об’єктом зйомки, тим сильніше виявляються спотворення пропорцій.

Наприклад, як на відомому портреті Білла Клінтона (фотографія нижче) — голова виглядає непропорційно маленькою в порівнянні з великими руками і колінами. Але в даному випадку це якраз творча задумка, авторський стиль фотографа.

article_image-image-article-b87eb484-fbf3-4573-b383-93b826a3afe41Так само, як і хроматичні аберації, дисторсия можна виправити при конструюванні об’єктива. Для цього в оптичну систему вбудовується асферична лінза , а об’єктиви з виправленою дісторсией називають асферическими . Ви могли бачити такі назви (ASP) в описі технічних характеристик до об’єктиву.

Такі об’єктиви звичайно коштують дорожче сферичних аналогів, але при зйомці передають пропорції об’єктів в кадрі без спотворень. Однак є відносно не дорогий об’єктив Sigma 10-20 mm F4-5.6 EX DC HSM, який дає рівну картинку навіть при максимальному куті огляду 102 градусів.

Якщо ваш об’єктив на широкому куті дає геометричні аберації , то є два способи це виправити:

  1. Якщо ви використовуєте зум-об’єктив, можна просто виставити більшу фокусну відстань і зробити пару кроків назад. Так, у вас в кадрі виявиться та ж композиція, але за рахунок зміни фокусної відстані ви позбудетеся від спотворень.
  2. Виправити геометричні аберації дозволяють кошти графічних редакторів (перш за все, Photoshop). Але при цьому будьте готові втратити частину об’єктів на фотографії, тому що при виправленні викривлень відбувається обрізка по краях кадру. Про те, як це зробити, читайте в наступній статті.