Правильное понимание хроматических аберраций в фотографии и как от них избавиться. Хроматические аберрации – что это такое


Отвечаю на вопрос Андрея Рогожникова:

Я не сторонник автоматических исправлений, но могу понять желание побыстрее с ними расправиться и заняться другими снимками, если время поджимает. Потому я расскажу об автоматической коррекции и о том, как нужно это делать в идеале, вручную.

Я выбрал хороший солнечный день и сделал вот такой снимок...

Конечно, на контрастных рамах и карнизах будут наблюдаться .

Такая коррекия легко делается в Adobe Camera Raw .

Первый способ

Шаг первый

Открываем ваш файл в Adobe Camera Raw последней версии (у меня 7.1).

Заходим в закладку «Lens Correction»

Шаг второй

Идём в закладку «Color»

Шаг третий

Пробуем устранить с помощью режима автоматической коррекции. Для этого ставим галочку «Remove Chromatic Aberration»

Иногда этого достаточно, но чаще — нет.

Смотрим, что получилось.

Вроде стало получше, но совсем ХА не исчезли.

Шаг четвёртый

Добавим параметры коррекции фиолетового и зеленого (самых частых ХА на контрастных снимках).

На моём примере видно фиолетовые ХА, потому я и добавляю параметр (величину) коррекции фиолетовых ХА.

Но если у вас зеленые ХА или одновременно зеленые и фиолетовые, то добавляйте соответственно.
Кроме того можно выбрать оттенок фиолетового и оттенок зеленого, которые идут соответственно как: «Purple Hue» и «Green Hue».

Результат в данном случае идеальный и он представлен в начале статьи.

Для наглядности я вырезал синий канал из обоих файлов, наложил друг на друга в режиме Difference, добавил контраста и показываю вам как отработала эта функция Adobe Camera Raw .

Как видите, функция отработала весьма грамотно, совсем не задев небо. Она прошлась только по контрастным объектам (а точнее их кромкам), удаляя фиолетовые каёмки. Такие каёмки были на рамах, на карнизах и на кирпичной кладке вверху.

Шаг пятый

Если же у вас есть некоторые сомнения правильно ли отработает автоматическое устранение фиолетовых окантовок, то вы всегда можете открыть две версии файла. До устранения аберраций и после. И наложить файл ПОСЛЕ на файл ДО, испольуя маску фотошопа (при нажатии на значке маски удерживайте клавишу ALT, чтобы маска сразу стала чёрной).

После чего по чёрной маске пройдитесь мягкой белой кистью со средней прозрачностью (25-50%) только в тех местах, где необходимо убрать фиолетовые окантовки. Остальное не трогайте.
«Слейте» слои вместе с помощью комбинации клавиш Ctrl+E.

Теперь у вас в наличии картинка, где функция устранения аберраций сработала только в нужных местах, проверенная визуально.

Дополнения по разделу

Adobe Camera Raw последних версий работает и с изображениями в JPG формате.

Для чего вы идёте в меню «Файл», «Открыть как...»

Выбираете файл JPG, который вы хотите скорректировать и в выпадающем списке форматов файлов выбираете CameraRAW.

У вас откроется программа Adobe Camera Raw , в которой вы сможете повторить все шаги для коррекции хроматических аберраций, также как делали для RAW формата.

Кроме того...

Второй способ коррекции хроматических аберраций

От предыдущих версий фотошопа осталась корреция хроматических аберраций, встроенная в меню фильтров.

Есть автокоррекция хроматических аберраций в соответствии в профилем объектива, если он присутствует в базе фотошопа.

Вы можете поэкспериментировать с разными профилями, если вашего в базе нет. Профили скачиваются с сайта Adobe.

Кроме того, можно внести коррекцию вручную во вкладке «Custom».

Я лично считаю эти фильтры атавизмом так как они полностью дублируют Adobe Camera Raw . Но в последнее время у Adobe много отдельных приложений, которые дублируют функции друг друга.

Способ почти ручного удаления хроматических аберраций

Способ тоже очень автоматизирован и потому я его условно назвал «ручным».

К вашему слою со снимком, открытому в фотошопе нужно добавить настроечный слой (Adjustment Layer) коррекции цвета (Hue/Saturation).

«Пипеткой» на которую указывает стрелка №1 берёте пробу цвета с самого фиолетового (или зеленого) участка с хроматическими аберрациями. У нас это участок под номером 2.

Степень влияния также можно регулировать диапазоном захватываемого цвета (на картинке указан стрелкой №4).
И «растушевку» цветов, т.е. «мягкость» эффекта ползунками, на которые указывает стрелка №5.

Кроме того, есть «пипетки» с плюсом и минусом, которые позволяют добавить цвета к регулируемым или убрать. На картинке помечены номером 6.

Способ ручного удаления хроматических аберраций

Самый «дубовый» и наглядный вариант состоит в том, чтобы работать над всем снимком в плане коррекции цвета, а потом проявлять его с помощью маски в тех местах, где нужно.

Тогда мы дублируем слой по Ctrl+J и через тот же Hue/Saturation регулируем цвета всего слоя.

Сам процесс точно такой же, как в предыдущем способе. Только файл будет весить больше из-за того, что слоя будет два, а не один. Но зато этот метод более наглядный и должен быть более понятен новичку.

Номер 2 ручной

Выбираете цвет через «Selective Colors». Переходите в «Быструю Маску» по клавише Q и растушевываете выделение через фильтр Blur.
Потом также рисуете по маске, где нужно убрать фиолетовый или зеленый.

Способ полностью автоматический, но без настроек

В Adobe Camera Raw есть вкладка коррекции цвета, про которую вы спрашивали (указана стрелкой №1).

Там заходите в насыщенность цветов (стрелка №2). Они разделены по диапазонам.
Мы регулируем фиолетовые (Стрелка №3). Так что уменьшаем насыщенность фиолетовых цветов.
Чтобы не влиять на остальные участки снимка (иначе можем затронуть небо в каких-то случаях) проводите операцию с копией оригинального слоя и проявляйте скорректированный слой через маску только в тех местах, где нужно.

Это вкратце про Adobe Photoshop и Adobe Camera Raw . Есть масса других программ и плагинов для коррекции хроматических аберраций. В том же Adobe Lightroom есть такая же точно коррекция, но я предпочитаю Adobe Camera Raw так как потом всё равно редактировать в фотошопе. Сам процесс получается короче по времени.

О природе хроматических аберраций

На самом деле если бы объективы были абсолютно скорректированы в плане хроматических аберраций, то их рисунок был бы весьма скучным. Мы часто не замечаем, что на снимках с красивым присутствуют те самые фиолетовые и зеленые разводы на заднем плане от веточек и проч. мелких элементов.

Некоторые объективы дают больше фиолетовых окантовок, а некоторые больше зеленых. Это зависит от типа коррекции конкретной хроматической аберрации. Зум-объективы слабо поддаются коррекции т.к. имеют различную степень ХА на разных фокусных расстояниях.

Фиолетовые окантовки дают такие аберрации:

1. Поперечная проявляется сильнее всего на краях кадра ввиду своей природы и может быть устранена программным способом т.к. является «хроматизмом увеличения». Если правильно изменить коэффициент масштабирования цветовых каналов, то можно их свести воедино. Что и делает функция ACR.
Многие камеры способы исправлять поперечную хроматическую аберрацию при записи файла в JPG.

2. Продольная (проявляется больше в центре кадра и может быть полностью устранена диафрагмированием т.к. при увеличении цветовые пучки начинают полностью попадать в область ГРИП).

Но проблема в том, что продольная аберрация нам мешает как раз на светосильных фикс-объективах и на них не хочется «зажимать» диафрагму. Её «страдают» многие именитые контрастные фикс-объективы. Такие как Canon EF 85/1.2 II , Carl Zeiss 100/2 ZE и т.д.

Если остались еще вопросы — задавайте в комментариях.

пример продольной хроматической аберрации

Приветствую! С вами на связи, Тимур Мустаев. В моем блоге представлено очень много актуальных для фотографов тем, во всех них нужно учиться разбираться. Статья ниже не исключение. Понятие о том, что такое хроматические аберрации, можно считать чуть ли не топовым знанием.

Возразите? Пожалуйста. Но обратите внимание на работы профессионалов: максимум продуманности кадра, четкость, насыщенность, никаких лишних линий, неэстетичных полос, пятен и прочего – полный контроль за фото! Именно такого результата мы должны добиваться.

Что такое аберрации, их виды

Начнем с общих терминов. Аберрация – это погрешность, ошибка техники, искажение в фотографии. Последствия ее появления печальны: и нерезкость картинки, и некрасивые цветные ореолы, блики и т.д.

Иными словами, аберрация характеризуется различными вида нарушений в структуре пучков лучей света, выходящих из оптической системы объектива на матрицу.

Об аберрациях можно говорить, что они существуют в монохромном и хроматическом вариантах. Все просто – черно-белая и цветная версия. Обратимся к хроматизму. По большому счету, что это такое и откуда он берется?

Хроматические аберрации, это одна из разновидностей, которая приводят к снижению чёткости изображения, а иногда также и к возникновению на нём полос, цветных контуров, пятен - артефактов.

Будь то хроматизм положения, увеличения или иной его вид, природа одна. Свет представляет собой явление, сложное по спектральному составу. Кроме этого свет не прямая линия, а волна, у которой может быть разная частота и длина, от чего, в свою очередь, зависит конкретный цвет.

Что уж говорить о том, что есть зоны видимого и невидимого для глаза света, но при этом существующего и влияющего на нас.

В идеальном случае все световые лучи попадают в объектив и фиксируются на матрице или пленке в одной точке. Действительность иная: из-за отличий структуры волны каждого оттенка один цветной объект будет более четким и реалистичным в центре, нежели в остальных местах.

Для общего кругозора, полагаю, будет не лишним проговорить о других искажениях, с которыми с большой вероятностью вы столкнетесь на практике.

  • Дисторсии, или геометрические аберрации. Особенно при съемке можно заметить, что линии предметов, зданий почему-то имеют вид кривой, вогнутой (“подушка”) или выгнутой (“бочка”).
  • : страдают детали кадра обычно в силу слишком закрытой и снижения количества необходимого света.
  • Астигматизм – фокусировка света в разных частях чувствительного слоя фотоаппарата, следовательно, появление пятна нерезкости и растягивание его в определенную сторону.
  • Виньетирование – затемнение по краям изображения, снижение яркости в этих местах. Наблюдается опять же у шириков, виной – открытая .

Борьба с искажениями

Как вы полагаете, стоит ли пытаться устранить естественные ошибки оптики? По моему опыту, это можно сделать, но требует больших или меньших усилий, в зависимости от конкретного случая и навыков фотографа.

Итак, как убрать все эти ореолы, полоски, круги...? Здесь можно выделить способы, помогающие как в процессе фотографирования, так и после.

  1. Выбирайте угол съемки. Прежде всего я имею в виду яркие сюжеты, обусловленные безоблачной погодой. Прямые солнечные лучи вредны для оптики, а также съемка против солнца наверняка проявится на изображении в массе всевозможных недостатков.
  2. В некоторых случаях стоит отказаться от светофильтров. Например, защитный фильтр прекрасно выполняет свои функции, однако, порой, он не только ограничивает прохождение в объектив нежелательных лучей, но становится причиной появления на фото цветных кругов. Опять же на это влияет положение солнца относительно фотокамеры.
  3. Избегать контрастов в кадре, то есть “встречи” слишком темных и светлых объектов. Очень часто на их границе при более детальном рассмотрении оказывается, во-первых, нежелательное свечение, например, фиолетового оттенка, во-вторых, размытость.
  4. Адекватные параметры экспозиции. В борьбе с хроматическими и другими проблемами играет важную роль диафрагма, которая как раз регулирует поток света в камеру. Не рекомендуют выставлять f слишком малое или максимально большое, чтобы не порождать этих самых искажений. Еще один совет в рамках данного пункта: тщательно следите за фокусировкой, она должна быть на главном объекте. При необходимости поместите предмет по центру, увеличьте его масштаб, направьте свет на него – сделайте все, чтобы фокус не мог промахнуться.
  5. Учитывайте возможности фотокамеры. Дорогие модели сделаны качественнее; это касается и линз, и внутренней системы по работе с оптическими погрещностями.
  6. Постобработка. Многие ошибки фотокамеры можно убрать в lighroom – удобная и легкая программка для несложной коррекции картинки. В ней исправляют сам профиль объектива, регулируют отдельные цвета. Если в изображении есть более серьезные проблемы, то их стоит убрать в фотошопе, где аналогично можно работать с определенными цветовыми каналами. Уровень выраженности цвета понижается — становится менее заметна или пропадает связанная с ним аберрация.

Важно! На сегодняшний день избавиться от хроматических аберраций можно при помощи графических редакторов. Но не забывайте, что только фотографии, сделанные в , способны это исправить. Фотографирую в формате JPEG, у вам не будет возможности исправить ошибки оптики.

  1. Lightroom — незаменимый инструмент современного фотографа . Название говорит само за себя. Вы научитесь правильно обрабатывать RAW форматы фотографий. А это поверьте мне, очень интересное занятие.
  2. Фотошоп с нуля в видеоформате VIP 3.0 . Специальный курс для тех, кто в фотошопе совсем новичок. Все рассказывается таким образом, что не научиться просто не возможно!
  3. Photoshop для фотографа 3.0. VIP . Этот курс ориентирован специально для фотографов. В нем собрана, вся актуальная и полезная информация по обработке фотографий.

Для начинающих фотографов лучшими будут видеокурсы:

Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для фанатов фотоаппарата NIKON.

Моя первая ЗЕРКАЛКА — для фанатов фотоаппарата CANON.

Всем пока! Мой блог всегда открыт для старых друзей и новых гостей. Заходите, буду рад!

Всех вам благ, Тимур Мустаев.


Вы, наверное, уже знаете как сделать кадр неотразимым? Если нет - советую вам прочитать статью «Основы композиции в фотографии. 21 совет как сделать кадр неотразимым », применяя эти простые правила ваши фотографии будут притягивать взгляд зрителя как магнит, и уж точно не оставят его равнодушным.

На что обращает внимание зритель, глядя на фотографию? - Сюжет?.. Композиция?.. или еще что?..

Я знаю точно, что не последнюю роль в оценке фотографии играет техническое качество изображения.

Что нужно обывателю от фотографии?

Ему нужно просто запечатлеть момент или событие, и ему абсолютно безразлична художественная и техническая сторона фотографии. Щелк — Готово… В истории семейного архива появилась новая фотография, которую может быть никогда и не просмотрят повторно.

Что нужно начинающему фотографу?

Он обращает внимание на резкость фотографии (ее четкость), пытается передать объем, а дальше начинаются новые заморочки - его уже начинает волновать «правильный свет» — без резких теней, композиция в фотографии , а техническому качеству уделяется еще больше внимания - здесь и цифровой шум , и завал горизонта , и еще целая куча всяких тонкостей…

Вот так вот и появляются профессионалы, давайте и мы будем к этому стремиться.

Сегодня я хотел бы поговорить о том, что же такое «хроматические аберрации», и без фотошопа, точнее как не допустить их появления, а в следующий раз, вы узнаете как бороться с этой напастью в Adobe Photoshop и Lightroom.

Не будем торопить события: обо всем по порядку.



Как говорится: «С чувством, с толком, с расстановкой».

Хроматические аберрации

Начнем с непонятного забугорного слова.

Аберрация - произошло от латинского «aberratio» — уклонение, удаление, отвлечение, или «aberrare» — «ab» — «от» + «errare» — «блуждать», «заблуждаться» (а не отсюда ли произошло слово «error» — ошибаться? Ой… что-то я ухожу от темы). В общем, вы поняли идею - это отклонение от нормы, ошибки, нарушения, погрешности.

Аберрации (искажения) бывают геометрическими и хроматическими (цветовыми).

Все, наверное, слышали про объектив «рыбий глаз» (от английского «fish-eye»), так вот — в данном случае геометрические искажения — задумка.

Примерно так выглядят фотографии сделанные при помощи этого объектива.

Геометрическая аберрация, или по-другому дисторсия, исправляется асферической линзой объектива. У нее более сложный профиль, чем у сферической линзы.

Выглядит она примерно следующим образом.

Хроматические аберрации

Те искажения, которые не смогла устранить эта линза, исправляются в графических редакторах. О дисторсии я подробнее расскажу в следующий раз.

А теперь о грустном - хроматические аберрации .

С ними все сложнее.

Природа этого явления кроется в дисперсии света…

Опять он полез в скучную и занудную физику, возможно, подумали вы… К сожалению, для понимания сути вещей нам придется вспомнить школу, а может быть, и институт…

Дисперсия - разная степень преломления для различных длин волн (в нашем случае это разные цвета).

У красного цвета - максимальное преломление, у фиолетового - минимальное.

Как вы успели заметить, лучи разных цветов фокусируются в разных точках оптической оси - это первый вид хроматических аберраций - «осевая аберрация».

Вы не замечали, что на максимально открытой диафрагме изображения получаются нечеткими (к глубине резкости это не имеет отношения), а связано это с тем, что осевая аберрация проявляется сильнее всего именно на открытой диафрагме.

Осевая аберрация не поддается исправлению в графических редакторах.

Отсюда первый ответ на вопрос «как убрать хроматические аберрации без фотошопа и lightroom?» - не используйте максимально открытую диафрагму.

Производители решают эту проблему следующим образом: они используют низкодисперсные линзы.

В качестве примера приведу ахроматическую линзу, состоящую из двух сортов стекла (крон и флинт).

Хроматические аберрации

Стекла подбираются с учетом минимизации суммарной хроматической аберрации.

Второй вид хроматических аберраций - поперечная аберрация. Проявляется в том, что лучи разных цветов фокусируются в различных точках фотосенсора.

На фотографии это дефект можно увидеть в виде «бахромы» или «контура» на контрастных объектах.

Хроматические аберрации

Сразу оговорюсь, что такие фотографии достаточно сложно найти, несмотря на то, что я пользуюсь дешевым объективом «Nikon 18-105mm f/3.5-5.6G», поэтому для того, чтобы проиллюстрировать этот дефект, я пошел методом от противного — вместо того, чтобы убрать хроматические аберрации — я их усилил. Теперь вы можете наблюдать зеленую кайму по контуру дивана и менее заметную красную по линии руки модели. В реальности они менее заметны.

Дорогие объективы содержат большое количество низкодисперсных и асферических элементов, поэтому они и стоят заметно дороже, зато искажения им не страшны.

Вот и второй ответ на вопрос «как убрать хроматические аберрации без фотошопа и lightroom» — используйте дорогие объективы и вы забудете об этой проблеме.

Конструкция объективов с постоянным фокусным расстоянием менее подвержена хроматическим аберрациям, в отличие от «зумов» (переменное фокусное расстояние). Связано это с тем, что хроматические аберрации на разных фокусных расстояниях проявляются по разному, как следствие — конструкция зумов сложнее. Фиксы качественнее и дешевле зумов.

Вот и третий ответ на вопрос «как убрать хроматические аберрации без фотошопа и lightroom?» — отдавайте предпочтения объективам с постоянным фокусным расстоянием (фиксам) — они и дешевле, и картинка у них лучше. Есть правда у них один недостаток — они не такие универсальные как зумы.

Давайте подведем итог


  1. Для уменьшения осевых аберраций не используйте максимально открытую диафрагму. Помните, что этот вид искажений не убрать в графических редакторах.

  2. Если вы хотите забыть о хроматических аберрациях — используйте дорогие объективы.

  3. Отдавайте предпочтение объективам с постоянным фокусным расстоянием (фиксам).

Покупка дорогого объектива только лишь ради борьбы с хроматическими аберрациями попахивает идиотизмом, поэтому для борьбы с ними используйте графические редакторы.

Когда разные цвета света распространяются с различной скоростью в среде, показатель преломления зависит от длины волны. Это явление известно как дисперсия. Известным примером является стеклянная призма, которая рассеивает падающий луч белого света на цвета радуги.

Фотографические объективы сделаны из различных дисперсионных и диэлектрических сортов стекла. Это стекло преломляет попадающий свет не под одним и тем же углом и разработать хорошо скорректированный объектив, чтобы он сводил все цвета вместе в одну точку требует больших усилий.

Хроматическими аберрациями (ХА) называются отклонения от идеального изображения, вызванные дисперсией. Если рассмотреть , то они рассматривают отклонения в монохроме, т.е. в одном цвете. В то время как хроматические аберрации замечены только при рассмотрении полихроматического (цветного) света.

Продольная и поперечная хроматические аберрации

Выделяют два типа хроматических аберраций. , также известная как хроматизм положения, это неспособность объектива свести различные цвета в одной фокальной плоскости.

Для точки, находящейся на оптической оси фокусы для различных цветов также будут на оптической оси, но со смещением в продольном направлении (т.е. вдоль оси). Это явление для удаленного источника света показано на Рис. 1. На нем видно, что только зеленый цвет будет проецироваться на сенсор резким. Синий и красный цвета будут проецироваться на сенсор не как точки а как диски размытия, т.е. они будут нерезкими.

Рис. 1. Происхождение продольной хроматической аберрации. Фокальные планы различных цветов не совпадают.

Свет, который падает под углом, приводит к поперечной хроматической аберрации , также известной как хроматизм увеличения. Это происходит от бокового смещения фокусов разных цветов. При отсутствии хроматизма увеличения, все цвета находятся в фокусе в той же плоскости, но увеличение изображения зависит от длины волны. Это явление показано на Рис. 2.

Поперечная хроматическая аберрация зависит от длинны волны и на нее влияет , в то время как на появление продольной хроматической аберрации, фокусное расстояние не настолько влияет.

Это, кажется, нелогичным, но в объективе с исправленной продольной хроматической аберрацией не требуется совпадения фокальных планов для всех цветов. Так как фокусное расстояние определяется расстоянием от задней главной плоскости к плоскости сенсора, фокусное расстояние может зависеть от длины волны, даже если все изображения находятся в одной плоскости.

Рис. 2. Происхождение поперечной хроматической аберрации. Размер изображения изменяется от одного цвета к другому.

На рисунках 1 и 2 проиллюстрированы два упрощенных случая, но в реальности продольная и поперечная хроматические аберрации проявляются в тандеме. Цветной объект съемки, заполняющий пространство кадра состоит из различных монохроматических изображений различных размеров и позиций.

Поперечная ХА особенно явно проявляется у ретрофокусных телеобъективов (стандартных или перевернутых). Хроматические аберрации часто ухудшают качество изображения телеобъективов, которые имеют очень хорошо скорректированные оптические схемы. Именно хроматизм увеличения, а не астигматизм является причиной разделения на сагиттальную и меридиональную кривые в их функции передачи модуляции.

Примеры хроматических аберраций

В качестве объекта съемки рассмотрим крест, сделанный из двух черных спичек и вставленный в пробку. Фото сделаны объективом Canon EF 85/1.2 L USM на расстоянии около метра. Крест находится в самом центре кадра, на ярко белом фоне.

Контрастный переход и открытая диафрагма f/1.2 явились причиной появления продольной хроматической аберрации, показанной на Рис. 3. Несмотря на то, что автофокус навелся точно на крест, вокруг него наблюдается пурпурная окантовка (фрижинг). но крест еще четко различим. После легкой расфокусировки объектива вручную цвет окантовки стал зеленым.

Возможно зеленый фрижинг в отличие от пурпурного менее режет глаз, но все же еще четко виден. Так как человеческий глаз и система автофокуса частично чувствительны к зеленому цвету, то и ручная фокусировка и автофокусировка, как правило, делают в фокусе зеленый спектр, а другие цвета остаются расфокусированными и дают пурпурную кайму. По этой причине пурпурный фрижинг чаще проявляется чем зеленый.

Рис. 3. Примеры хроматизма положения (продольной хроматической аберрации). Пример снят объективом Canon EF 85/1.2 L USM. A - автофокусировка по кресту. B - легкий ручной расфокус. Диафрагма f/ 1.2, камера Canon 5D.

Тот же самый крест был сфотографирован тремя ретрофокусными широкоугольными объективами (Рис. 4). Крест был размещен по диагонали и наклонен таким образом, чтобы разместить длинную сторону в радиальном направлении. Такая компоновка размещает поперечину креста в тангенциальном направлении.

Для первых двух объективов Cosina 3.5-4.5/19-35 (рис. A) и Cosina 3.8/20 (рис. B) окантовка проявилась на поперечной линии креста, в то время как на продольной аберрации отсутствуют.

Пурпурный и зеленый фрижинг на разных сторонах тангенциально повернутой палке (рис. А) характерен для поперечной хроматической аберрации. Синий и желтый фрижинг, заметный на рис. B, проявился немного меньше. А рис. C (объектив Carl Zeiss Distagon 2.8/21) показывает хорошо скорректированные хроматические аберрации для широкоугольного объектива ретрофокусного типа. Здесь замечена только легкая подсветка пурпурного и зеленого цвета.

Рис. 4. Примеры хроматизма увеличения (поперечной хроматической аберрации), снятые объективами: A - Cosina 3.5-4.5/19-35 @ 20 mm, B - Cosina 3.8/20, C - Carl Zeiss Distagon 2.8/21. Во всех примерах используется диафрагма f/11, фотоаппарат Canon 5D.

И продольная и поперечная хроматические аберрации приводят к подкрашиванию краев, но с разными свойствами. Продольная ХА дает фрижинг вокруг объекта, а поперечная проявляется только на сторонах тангенциально повернутых деталей.

Продольная аберрация влияет на любое положения объекта, в то время как поперечная присутствует в центре кадра и увеличивается к краям. Продольная ХА лечится прикрытием диафрагмы, а поперечная ХА присутствует на всех значениях диафрагмы.

Хроматические аберрации проявляют себя как смесь продольной и поперечной ХА, и соответственно лишь частично исправляются прикрытием диафрагмы. Продольная ХА проявляется каймой одного цвета на объекте, находящимся в фокусе (Рис. 3). А поперечная хроматическая аберрация проявляется двумя окантовками разных цветов на разных сторонах объекта, тангенциально повернутого в кадре (Рис. 4).

Окантовки, происходящие от продольной хроматической аберрации особенно ясно проявляются при наложении двух объектов разных цветов, при наведении фокуса на один из них, например объект пурпурного цвета в резкости, а на заднем плане зеленый объект не в резкости или наоборот.

Хотя цветные окантовки наблюдаются только в местах с высоким контрастом, как продольных так и в поперечных хроматических аберрациях, в целом они ухудшают общее разрешение объектива.

Продольная хроматическая аберрация часто проявляется в тандеме со сферической аберрацией и влияет на формирование на открытых диафрагмах объективов. Комбинированный эффект от продольной хроматической и называют сферохроматизмом .

Вторичный спектр и апохроматические объективы

Поперечная хроматическая аберрация является проблемой в основном в объективах с ретрофокусной схемой и телеобъективах, которые заметно асимметричны, а продольная хроматическая аберрация чаще всего проявляется в светосильных объективах.

Оптическая схема у которой нескорректированы хроматические аберрации называется хроматической. Человеческий глаз наиболее чувствителен к зеленому свету и когда хроматический объектив сфокусирован на зеленую часть видимого спектра, синий и красный края получаются вне фокуса (см. Рис. 5).

Применение в оптической схеме простых ахроматических дублетов весьма эффективно в борьбе с хроматическими аберрациями. Известный пример такого дублета это комбинация выпуклого элемента из стекла «крон» и вогнутого элемента
из стекла «флинт».

Ахроматическая коррекция фотообъективов относится к двум типам волн ближе к концам синего и красного спектров. Рис. 5 показывает типичную схему ахроматической коррекции. Пересечение нулевой точки происходит для двух совместных типов волн, а остаточное смещение фокуса для других типов волн называется вторичным спектром.

Рис. 5. Принципы коррекции хроматических аберраций. Цветные участки называют вторичным спектром

Появление экзотических стекол, имеющих низкую или аномальную дисперсию обеспечили значительный прогресс в коррекции хроматических аберраций в фотообъективах. Оптическая схема, которая обеспечивает сведение всех трех типов цветов в одну точку называется апохроматической . Супер ахроматический объектив корректирует четыре или более длины волн и практически исключает ошибки цвета.

Другими словами это не число пересечений волнами нулевой отметки, которое влияет на качество изображения, а выходы в промежутках между длинами волн (вторичный спектр).

Приставка АРО (АПО) в названиях объективов используется многими производителями и означает что объектив имеет уменьшенный вторичный спектр. Но идеальный апохроматизм в оптических схемах фотографических объективах явление редкое.

Типичные кривые коррекции, показанные на рис. 5 обычно имеют "сдвиг фокуса" вдоль оси ординат, а иногда и со сдвигом "фокусного расстояния". Это можно посчитать неважным, но это имеет значение, поскольку в первом случае подразумевает коррекцию продольной ХА а во втором - поперечной ХА.

Аналогично, термин «вторичный спектр» наиболее часто встречается в отношении продольной хроматической аберрации. Тем не менее некоторые авторы используют этот термин также и для описания поперечной хроматической аберрации.

Ахроматические объективы

Ахроматическая коррекция, показанная на Рис. 5 является наиболее распространенной коррекции в фотообъективах и относится к коррекции фиолетовых и зеленых смещений, наблюдаемых на рис. 3.

Когда зеленый свет находится в фокусе на сенсоре, красный и синий будут расфокусированными и проявятся пурпурной каймой. И наоборот, когда синий свет находится в фокусе красный свет также находится в фокусе, оставляя только зеленый свет расфокусированным.

Если заменить «смещение фокуса» на «фокусное расстояние» вдоль оси ординат на рис. 5, ахроматическая схема будет иметь полосы такие как показано на рис. 4 (А) с пурпурной каймой на стороне ближе к центру кадра и с зеленой на стороне ближе к углу кадра.

Для случая с поперечной хроматической аберрацией, то чем больше фокусное расстояние объектива, тем крупнее будет фрагмент увеличения изображения. Это значит, что для ахроматической диаграммы на рис 5, синие и красные изображения одноосной детали смещены немного наружу от центра изображения, чем зеленые изображения.

На рис. 6 показан крест, где синие и красные изображения смещены вверх по отношению к зеленому. слитие этих трех монохроматических изображений приводит к изображению креста с аберрациями. Наложение синего, зеленого и красного дают белый цвет, наложение синего и красного дают фиолетовый цвет.

Рис. 6 Происхождение цветной окантовки из-за поперечной хроматической аберрации. Наложение составляющих цветов приводит к окантовке в объединенном изображении справа

Конечно, рис. 6 представляет собой упрощенную схему чистой поперечной хроматической аберрации, только с тремя цветами, и служит лишь в качестве наглядного примера. В реальности же, эти полосы находятся как внутри креста, так и за его пределами. Поперечина расширяется, но в то же время часть его продольной линии съедается аберрацией.

Хроматические аберрации в литературе

Типичным проявлением хроматических аберраций является цвет окантовки вдоль границ, разделяющих темные и светлые участки изображения. При этом, описания возникающих эффектов хроматических аберраций в литературе различаются.

Carl Zeiss Oberkochen придерживается иной точки зрения и считает продольную ХА наиболее заметной цветовой аберрацией.

Eugene Hecht описывает кумулятивный эффект хроматических аберраций как беловато-синее размытие или дымка наложения.

Warren J. Smith и Bruce H. Walker утверждают что остаточные цветовые ошибки оптической системы с неисправленной продольной ХА приводят к ореолам пурпурного цвета или размытости вокруг каждой точки изображения.

Хроматические аберрации – это нарушения цветопередачи на готовом снимке, появляющиеся из-за неравномерного распределения цветовых волн после прохождения луча через линзу. Если рассматривать подробнее, то это один из случаев дисперсии, о которой нам что-то рассказывали в школе.

Сама специфика формы линзы создает идеальные условия для преломления луча света. Но при попадании на край стекла свет распадается на цветные волны в виде радуги. И каждый цвет имеет свою длину волны. Красный и фиолетовый являются противоположностями по характеру преломления, у первого он минимальный, у второго - максимальный.

Проявляется эффект обычно:

  • Цветовыми искажениями по краям снимаемого объекта;
  • Бликами разных цветов;
  • Радужными или цветными кольцами;
  • Стиранием границ между светлыми и темными объектами;
  • Общим снижением четкости и резкости отдельных элементов на изображении;
  • Градиентными переходами от голубого к розовому на границе снимаемого объекта и другие.
  • Аберрации – это базовые свойства любой линзы, убрать их полностью невозможно! Можно только снизить их интенсивность до порога восприимчивости глаз.


Виды аберрации в фотографии

Делят аберрации на два типа – геометрические и хроматические. Первые (сферохроматизм и хроматизм наклонных пучков) появляются в результате эффекта дисторсии и легко выправляются в графическом редакторе или убираются изначально при настройке камеры. Чаще всего они проявляются в искажениях формы, размеров, пропорций или положения объекта относительно остальной картинки.

С хроматическими немного сложнее, убрать их полностью не получится, так как дисперсия – одно из базовых свойств световых лучей. Какие же бывают аберрации оптической системы:

  1. Хроматизм положения, или продольная аберрация,
  2. Хроматизм увеличения.

Чтобы понять причину этих явлений и придумать пути снижения их интенсивности, следует вспомнить базовые знания физики.

  • Важная мысль! Дисперсия и дисторсия имеют одинаковую причину, но разные проявления. Оба эффекта получаются из-за формы линзы. Но дисперсия это разложение света на цветовые волны, а дисторсия – изменение направлений линий.

Хроматизм положения

При попадании лучей света на линзу, они преломляются и распадаются на цвета, у каждого из них своя длина волны, следовательно и траектория у них будет отличаться. Так появляется понятие – коэффициент преломления, у каждого цвета он будет разным. У синего цвета он больше, следовательно эти лучи отклоняются от первоначальной траектории больше и точка фокусировки, то есть место, где они сойдутся снова, находится ближе к линзе. Красный же цвет имеет самый низкий коэффициент преломлении, что означает большее фокусное расстояние. Точка фокусировки будет максимально удалена от линзы.

Эта информация дает представление о фокусном расстоянии в общем – оно является совокупностью таких показателей для всех цветов спектра. Это усредненное значение, снижение аберрации – это процесс сведения этой разницы к минимуму. Тогда все лучи заново будут собираться в одной точке, или максимально близко к этому положению.

А хроматизм положения, или продольная аберрация является разницей между коэффициентами преломления красного и синего цветов. Если в таком случае начать фокусировку по синему, то все красные участки будут не в фокусе и наоборот.

  • Важная мысль! Хроматизм положения сложно убрать полностью. Его можно только убавить до момента, когда глаз перестанет воспринимать искажения.

Избежать такого эффекта полностью не получится, а вот снизить его интенсивность можно путем использования системы линз.

Обычно применяют пару – обычная сферическая (крон) плюс обратно вогнутая (флинт), тогда разница коэффициента преломления направляется «против» аберрации. А цвета «собираются» обратно в точке фокуса. Происходит это таким образом. Первая линза диспергирует свет и рассеивает его, отклоняя лучи от первоначальной оси. Проходя сквозь нее, цвета получают отдельно, каждый под своим углом. Вторая отрицательная, или собирающая, повторно диспергирует лучи, собирая их обратно, компенсируя действие рассеивающей линзы. На итоговом изображении будет виден нужный цвет без искажений. Эти «дуэты», позволяющие снизить эффект хроматики, называются ахроматическими линзами.


Хроматизм увеличения

Этот эффект имеет ту же природу, но проявляется по другому. Лучи попадают на линзу, преломляются (каждый цвет под своим углом) и выдают разные размеры снимаемого изображения на итоговом снимке. Хроматизм увеличения не поддается корректировке при изменениях диафрагмы, только постобработкой. Принцип корректировки основан на изменении масштаба одного из 3 компонентов цветов при неизменном третьем. Тут главное не сместить оптическую ось, чтобы изображение «не поплыло». Исправить его на стадии съемок невозможно. Чаще всего хроматизм увеличения является свойством системы линз.

Съемка в RAW формате может снизить интенсивность искажения. Но лучше всего выбирать линзы с минимальными показателями аберрации, чтобы не пришлось их править при постобработке изображения.

Если выбирать, какой эффект убрать, а какой оставить, смело оставляйте хроматизм увеличений, он легко поддается редактированию в отличии от продольного. А съемка в raw или jpeg форматах позволит убрать его на этапе конвертирования.


Как избавиться от хроматических аберраций?

Можно править возникшие неприятные искажения на стадии обработки полученного изображения, с помощью конвертеров или редакторов. Но эффективнее бороться с проблемой на уровне настроек и подготовки к съемке. Какие же основные советы можно дать начинающим фотографам, чтобы они избежали хроматической аберрации в процессе работы:

  • Закройте диафрагму. Максимально возможное значение диафрагмы позволить вам значительно снизить шанс и интенсивность появления видимого искажения на снимке. Недостаток света можно компенсировать увеличением ISO и показателя выдержки. Значения диафрагмы f/2.8 – f/4 сводят к минимуму шанс проявления аберрации.

  • Важное располагаем в центре кадра. Линза устроена таким образом, что все негативные эффекты усиливаются к периферии. Если другими способами убрать аберрацию не получается, постарайтесь расположить снимаемый объект максимально близко к центру кадра, там интенсивность искажений значительно ниже. При желании при обработке снимка можно сделать кадрирование или композиционную компоновку изображения.
  • Если не получается совсем убрать искажения на этапе подготовки, есть графические редакторы, способные сделать эффекты минимальными. Но нужно знать особенности работы программ.
  • Фокусное расстояние (ФР) zoom-объектива. Широкий диапазон фокусных расстояний – не всегда хорошая опция. Объектив с такими свойствами будет иметь значительные погрешности в крайних точках фокуса, снижающиеся к центру. На коротких и длинных концах фокуса можно получить искажения даже при соблюдении всех остальных параметров, тут проявляется не только хроматическая аберрация, но и множество других неприятных моментов.

Поэтому старайтесь снимать со среднего фокусного расстояния, так дефекты будут минимально заметные. Если это не помогает и цветовые искажения все равно присутствуют, попробуйте снять одно и то же изображения с разного фокусного расстояния, а потом совместить их в редакторе.

  • Важная мысль! Проблему можно решить, используя объективы с фиксированным фокусным расстоянием. Но это значительно снижает возможности камеры в других моментах – съемки панорам, пейзажей будут не такие интересные.
  • Высокая контрастность. На фоне яркого солнца или возле другого источника света максимально контрастные предметы будут сильно искажаться на фотографии.

Избежать этого можно, изменив угол падения освещения, сменив фон на более темный, или передвинув объект съемки. Но, к примеру, на природе при съемке пейзажа на фоне заходящего солнца сложно скомпоновать кадр. Тогда поможет только редактирование кадра при постобработке, да этого снимайте в формате RAW, что позволить вам снизить аберрации на готовом снимке уже на компьютере.

  • Высококачественные объективы. Самый дорогой, но самый действенный способ – приобретение мощной профессиональной оптики. Качественный материал, точность сборки, идеальная выверенность всех элементов, подгонка и тщательная проверка. Такой подход позволит снизить все виды искажений, известные в фотографии. Но оптика такого качества просто не может стоит дешево.

Как исправить аберрации посредством программ?

Для такого исправления хроматических аберраций применяют чаще всего 2 программы от компании Adobe:

  • Photoshop;
  • LightRoom.

Adobe Photoshop – самый популярный графический редактор растровых изображений для всех основных ОС. С его помощью можно редактировать изображения, создавать анимацию, обрабатывать медиафайлы, подготавливать изображения к печати, в том числе и в полиграфии. На базовую программу можно устанавливать дополнительные плагины и расширения, дающие практически неограниченные возможности работы с графикой. Используется Photoshop в рекламе, полиграфии, веб-дизайне, даже в создании компьютерных игр и роликов.



  • Установленный плагин Adobe Camera RAW позволяет конвертировать снимки с камеры и сводить на нет все искажения уже на первом этапе работы.

Программа Adobe Lightroom была задумана больше как проводник или софт для управления каталогами снимков. В нем удобно перемещать, компоновать, сохранять и переименовывать снимки, создавая удобную базу с понятной навигацией. Программа позволяет делать коллажи, ретушировать снимки и готовить их к печати. Но одним из дополнительных свойств стало редактирование сохраняемых снимков, снижение шумов, изменения яркости и цветности. Возможности программы к версии 3.0 развились до вполне приличного уровня.

Таким образом, Lightroom может справится с искажениями и хроматическими аберрациями своими силами. Последняя версия программы работает удивительно быстро, работает со всеми популярными форматами изображения, создает закладки и мета-теги для более комфортной навигации.

  • Важная информация! Для обработки фото на ПК существует множество различных программ, каждый фотограф выбирает самый удобный для себя вариант. Но мировое лидерство уже более 10 лет уверенно держит Photoshop и его облегченный «младший брат» LightRoom.

Революционным изобретением стало внедрение в функционал программы возможности передачи снимка с камеры на ПК или проектор в реальном времени. Называется это привязанная съемка и она позволяет демонстрировать снимки клиентам сразу же.

Благодаря программам пакета Adobe, у начинающих и опытных фотографов есть возможность не заморачиваться во время съемки насчет аберрации. А полностью погрузиться в процесс работы с клиентами или предметами, а обработкой заняться уже дома в спокойной обстановке.

Подведем итоги

Для фотографа хроматические аберрации – неизбежный попутчик. 20 лет назад они сильно отравляли жизнь и работу, так как качество линз оставляло желать лучшего, а программное обеспечение не было на таком высоком уровне, как в наше время.

Сегодня же все 3 вида аберраций (геометрические искажения, продольный хроматизм и хроматизм увеличения) можно убрать на любом этапе съемок. Качественный результат держится на трёх китах:

  • На этапе подготовки к работе выбирайте правильный объектив.
  • В процессе съемки выбирайте формат raw, держите фокус, прикрывайте диафрагму и помещайте объект съемок в центр кадра.
  • А на ПК используйте графические редакторы – Photoshop и Lightroom и их неограниченные возможности по ретуши и коррекции снимков.

Запомните, что убрать аберрации полностью невозможно – от являются естественным и обязательным условием при наличии линзы, но снизить их интенсивность легко. Тренируйтесь как можно больше, делайте снимки сериями на первых порах работы, «играйте» настройками камеры и находите оптимальные показатели, при которых неприятные эффекты незаметны глазу.









2024 © sattarov.ru.