Бесплатные карточки—шпаргалки для обучения фотографии

Что такое аберрации объектива и как это влияет на ваши фотографии?

Поделитесь статьей

Если вы собираетесь приобрести новый объектив для фотокамеры, вы можете много читать об аберрациях. Устранение аберраций линз – важная задача для разработчиков объективов.

Но что означает весь этот маркетинговый жаргон и важен ли он при покупке объектива?

В этой статье мы рассмотрим различные типы аберраций объектива и то, как производители объективов пытаются их исправить.

Человек, смотрящий через объектив фотоаппарата с выборочным фокусом
Просмотр переднего элемента объектива aa с добавлением бликов на линзах.

Что такое аберрация объектива?

Аберрация объектива фотоаппарата – это несовершенство в способе фокусировки света объективом. Свет проходит через объектив в виде волн. В идеале все волны сходятся в одной точке. Аберрации возникают, когда световые волны сходятся в разных точках. Это влияет на резкость и цвет и может даже изменить форму света на вашем изображении.

Возможны очень явные зрительные искажения. Ваш глаз может приспособиться к этим несовершенствам. Возможно, вы замечали проблемы на своих фотографиях и задавались вопросом, что вы делаете не так. Вы можете увидеть цветной ореол, который вы не помните, когда делали снимок. Или объект может выглядеть вытянутым. Искажения объектива можно использовать художественно. Но если вы пытаетесь точно передать сцену, искажения могут отвлекать внимание.

Недостатки вызваны физикой света и тем, как свет взаимодействует с линзой. С момента изобретения фотографии конструкторы объективов работали над созданием линз, контролирующих аберрации. Вот почему исправление искажений занимает такое центральное место в маркетинговой информации. Для них это очень важно!

Человек, смотрящий через объектив камеры с элементами линзы
Просмотр переднего элемента объектива.

Линза – это не просто кусочек стекла на конце тубуса. Многие элементы внутри объектива предназначены для исправления искажений линз. Эти дополнительные элементы и конструкция объектива изменяют направление света на пути к матрице.

Вы можете задаться вопросом, почему производители объективов просто не исправляют недостатки раз и навсегда и не покончат с этим. Все не так просто. Исправление одного искажения может привести к другой проблеме. Даже если бы они смогли сделать линзу, которая идеально контролирует свет, это может сделать ее большой, тяжелой и медленной. Производители объективов пытаются найти баланс между оптической четкостью и практическими соображениями.

Компании, производящие линзы, могут разрабатывать похожие линзы с разным уровнем коррекции. Объективы с большим количеством коррекций, как правило, стоят дороже, возможно, намного дороже. Давайте рассмотрим различные аберрации объектива, которые могут возникнуть при съемке. Но сначала вам нужно немного узнать о том, как свет проходит через объектив.

Свет и оптическая ось

Стеклянные элементы в ваших объективах выпуклые или изогнутые, как внешняя сторона шара или сферы. Свет попадает в объектив, переворачивается и проецируется на плоскую матрицу. Все камеры инвертируют изображение. Но вы можете этого не заметить. Современные камеры используют программное обеспечение, чтобы перевернуть изображение так, чтобы вы видели его вертикально. В прошлом пленочные фотографы создавали свои снимки в перевернутом виде.

Оптическая ось – это воображаемая прямая линия, проходящая через центр объектива к вашей матрице. Свет попадает в изогнутую линзу и сходится в фокальной точке вдоль оптической оси. По крайней мере, это то, что мы хотим, чтобы происходило в оптической системе. Когда свет не фокусируется в одной точке на оптической оси, возникают искажения.

Графический свет, попадающий в линзу, сфокусированный и расфокусированный
Цель – выровнять свет, попадающий в линзу, в одной точке фокуса (вверху). Монохроматические аберрации возникают, когда свет из разных частей линзы смещен (внизу).

Типы аберрации объектива

Два наиболее общих типа аберраций объектива – хроматические и монохроматические. Хроматические аберрации связаны с тем, как линза фокусирует световые волны разных цветов. Монохроматические аберрации – это оптические искажения. К ним относятся сферические, коматические (кома), криволинейные, полевые криволинейные аберрации и блики объектива.

Хроматическая аберрация

Компания Sony говорит о своем 12-24mm f/4 объективе:

Один элемент из стекла Super ED (со сверхнизкой дисперсией) и три элемента из стекла ED стратегически расположены для минимизации хроматических аберраций. Эффективное снижение хроматических аберраций способствует улучшению резкости и четкости по всей области изображения.

Хроматическая аберрация – это то, как линза собирает различные цветные световые волны. Белый свет состоит из цветов радуги. Призма призма разделяет цвета, чтобы вы могли их видеть. Световые волны движутся с разной скоростью через стекло линзы. Если их оставить в покое, световые волны ударяются об оптическую ось в разных точках. Это рассеивает свет и создает цветовое окаймление.

Вода и стеклянная призма радужный свет
Как только свет проходит через такую среду, как стекло или вода, цветные волны могут разделиться, потому что они движутся с разной скоростью.

Хроматические аберрации часто называют цветовым окаймлением, поскольку по краям появляется фиолетовая или зеленая дымка. Это особенно заметно по краям темных объектов на светлом фоне.

За счет изменения стекла в линзе цветные волны сходятся в одной точке. Это фокусирует свет, улучшая резкость и четкость.

Вы часто можете увидеть хроматические аберрации по краям фотографий ночного неба. В наибольшей степени этому подвержены быстрые широкоугольные объективы, предпочитаемые астрофотографами. Но вы также можете увидеть цветную кайму по краям зданий или даже лиц, если фотографируете на светлом фоне.

фиолетовый и зеленый цвет окаймления
По темным краям на светлом фоне можно увидеть фиолетовое или зеленое цветовое окаймление.

Существует два типа хроматической аберрации – продольная и поперечная. Продольная происходит по всему изображению. Поперечная возникает по краям кадра.

Монохроматические аберрации

Монохроматические аберрации – это оптические искажения. Они возникают в результате прохождения белого света через линзу с разными скоростями и под разными углами. Существуют различные типы монохроматических аберраций. Их часто называют по форме создаваемого искажения.

Сферическая аберрация

Компания Sony говорит о своем 12-24mm f/2.8 объективе:

Три элемента XA (экстремальные асферические) и один стандартный асферический элемент входят в оптическую конструкцию, которая отличается превосходной точностью поверхности для эффективного контроля над астигматизмом, кривизной поля, комой, искажением и другими сферическими аберрациями, что обеспечивает высокую резкость и точную передачу изображения.

Стеклянные элементы линзы не плоские, а изогнутые. Свет, попадающий на края линзы, преломляется сильнее, чем свет, попадающий в центр. Свет, проходящий по краям, попадает на оптическую ось в другой точке, чем свет, проходящий в центре. Это создает эффект мягкого фокуса, называемый сферической аберрацией.

Компания Sony добавила в объектив элементы специальной формы для уменьшения сферической аберрации. Эти асферические элементы помогают сфокусировать свет, поступающий с краев, в одной точке. Это делает изображение более резким. Асферические элементы позволяют уменьшить общее количество внутренних деталей, необходимых для коррекции аберрации. Это делает объектив более легким. Но поскольку асферические элементы сложнее в производстве, объектив, как правило, стоит дороже.

Коматическая аберрация

Кома или коматические аберрации похожи на сферические аберрации. Разница заключается в форме искажения. Искажение не круглое, а вытянутое, похожее на форму кометы. Это происходит, когда свет, попадающий на край линзы, проходит под углом. Кома более очевидна на краях кадра. Внешняя кома – это когда хвосты направлены в сторону от центра изображения. Когда хвосты направлены внутрь, это внутренняя кома.

lens aberration shaapes
Форма аберрации меняется в зависимости от того, куда попадает свет относительно точки фокусировки.

Искажения кривизны

Искажения кривизны возникают, когда свет, проходящий через изогнутую линзу, проецируется на плоскую матрицу. Существует два основных типа криволинейных искажений: бочка и подушкообразная. Они названы по форме искажения. При бочкообразном искажении центр изображения выпуклый в центре и выглядит меньше по краям. Как будто изображение обернуто вокруг бочки.

А объектив “рыбий глаз” преувеличивает бочкообразную дисторсию для достижения художественного эффекта. При подушкообразной дисторсии центр заваливается внутрь. Изображение выглядит больше по краям. Линзы могут иметь оба основных типа криволинейных искажений. В результате получается сложное искажение в форме волны, называемое искажением усов.

городская линза
Линза “рыбий глаз” создает бочкообразное искажение для художественного эффекта.

Кривизна поля

Искажения кривизны изгибают линии, которые должны быть прямыми, но не влияют на резкость или фокус. Кривизна поля касается качества фокусировки по всему кадру. Изображение может быть резким в центре и терять фокус к краям. Некоторые разработчики объективов добавляют кривизну поля для получения вихревого боке художественного эффекта.

кривизна поля цветов
Искажения кривизны поля могут создать художественное боке по краям кадра.

Блеск объектива

Компания Sony говорит о своем 12-24mm f/4 объективе:

Оригинальное покрытие Nano AR компании Sony подавляет случайные отражения, которые могут вызывать блики и призраки при контровом свете и других сложных условиях освещения, обеспечивая неизменно высокую контрастность и четкость изображения. Отсутствие бликов в широком диапазоне углов падения света обеспечивает большую гибкость при кадрировании и составлении композиций.

Линзовые блики возникают из-за отражения света от стеклянных элементов внутри линзы. Производители линз уменьшают отражение с помощью тонких покрытий на отражающих поверхностях. Уменьшение бликов объектива и других световых эффектов обычно желательно. Однако некоторые фотографы художественно включают блики объектива в свои снимки.

lens flare
Блики создаются, когда свет отражается от элементов объектива.

Виньетирование по краям кадра

При виньетировании края кадра оказываются темнее центра. Виньетирование вызвано тем, что сама оправа объектива и элементы внутри объектива блокируют часть света, поступающего с краев.

Многие фотографы добавляют виньетирование для художественного эффекта. Но лучше всего, если форму виньетки и то, насколько темными должны быть края, контролируете вы, а не объектив.

виньетирование пейзажа
Виньетирование объектива – это затемнение краев кадра, вызванное тем, что элементы объектива блокируют часть света.

Уменьшение аберраций объектива

Многие аберрации проявляются на быстрых объективах при самых широких диафрагмах. В некоторых случаях сужение диафрагмы уменьшает аберрацию.

При использовании зум-объектива попробуйте разные фокусные расстояния. При зуммировании элементы объектива перемещаются и меняют свое соотношение. Вы можете обнаружить искажения на одном фокусном расстоянии, но не на других. Например, на самом широком фокусном расстоянии вы можете увидеть бочкообразные искажения. Или вы можете увидеть искажение в виде игольчатой подушки, когда объектив находится на самом большом фокусном расстоянии.

Современные программы редактирования фотографий также корректируют многие искажения. Adobe Lightroom включает панель Коррекция объектива в модуле Develop. Adobe программирует уникальный профиль каждого объектива в Lightroom. Известные искажения корректируются, когда это возможно, в программе.

Lightroom screenshots lens correction panel
Скриншоты Lightroom, демонстрирующие коррекцию объектива в панели Lens Correction. Lightroom автоматически определит ваш объектив и применит профиль (слева) или вы можете вручную скорректировать изображение (справа).

Установите в Lightroom предустановку импорта для автоматической коррекции искажений объектива. К тому времени, когда вы будете просматривать изображения, коррекция уже будет сделана. Лучший способ уменьшить искажения – купить качественный объектив, в котором устранено большинство аберраций.

Заключение

Конструкция объективов и технология программного обеспечения улучшились, чтобы уменьшить или устранить многие оптические искажения объектива. Вы можете не заметить искажения, если только не снимаете линии или точки света. Быстрые широкоугольные объективы особенно подвержены аберрациям. Уменьшение фокусного расстояния объектива, использование более узкой f-ступени может уменьшить многие искажения.

Разработчики линз рекламируют качество своих линз. Но обозреватели объективов проводят тесты, чтобы проверить маркетинговую шумиху. Если вы хотите купить объектив, ознакомьтесь с подробным обзором, чтобы узнать, как он себя показал.

У вас есть выбор, как относиться к искажениям объектива. Купить дорогие объективы, которые устраняют как можно больше оптических искажений. Используйте программное обеспечение для редактирования фотографий, которое удаляет многие оптические искажения. Вы можете игнорировать недостатки объектива или принять их. Используйте искажения для создания художественных изображений, включающих несовершенства.

Если вы хотите узнать больше об основах фотографии, ознакомьтесь с нашей электронной книгой Фотография для начинающих.

Вам также может быть интересно

Новорожденный

Фотосъемка новорожденных с позированием или в естественных условиях: Какой вариант вам подходит?

Определение фотографии новорожденных настолько же гибкое, как и те невозможные способы, которыми новорожденные могут подтянуть каждый пальчик на руках и ногах, чтобы свернуться в тугой

Читать статью »
Туристическая фотография

Лучшие советы и места для создания отличных фотографий в Венеции

Венеция всегда олицетворяла ностальгическое и романтическое видение Европы. В сегодняшней статье вы узнаете, куда отправиться за лучшими фотографиями Венеции и когда стоит посетить одну из

Читать статью »

Скачайте бесплатные карточки—шпаргалки для быстрого обучения фотографии

Карточки – это быстрый и эффективный способ для изучения всех тонкостей фотографии