Узнайте, что вызывает сферическую аберрацию в фотографии и 3 способа ее уменьшения

В фотографии существует множество оптических аберраций или недостатков, вызванных тем, как поверхности линз фокусируют свет, который они улавливают. Когда лучи света, проходящие через оптическую систему, не могут сходиться в одной точке, это отрицательно влияет на формирование изображения и снижает качество изображения.

как исправить дыры в джинсах

Существует два типа аберраций линз: хроматические (неспособность сфокусировать цветные волны различной длины в одной и той же точке); и монохроматический (когда линзы не могут сфокусировать свет одного цвета). Из пяти подтипов монохроматического изображения одним из наиболее распространенных является сферическая аберрация.

Перейти к разделу

• Что такое сферическая аберрация в фотографии?
• Что вызывает сферическую аберрацию?
• В чем разница между положительной и отрицательной сферической аберрацией?
• Какое влияние оказывает сферическая аберрация на фотографию?
• Как уменьшить сферическую аберрацию?

Энни приводит вас в свою студию и на свои съемки, чтобы научить вас всему, что она знает о портретной живописи и рассказывать истории через изображения.

Что такое сферическая аберрация в фотографии?

Сферическая аберрация возникает, когда входящие световые лучи проходят через линзы со сферическими поверхностями и фокусируются в разных точках сенсора камеры. Это подтип монохроматической аберрации - дефект, вызванный фокусировкой линзы на одном цвете света.

• Формировать сферические поверхности проще и дешевле, чем поверхности с асферическими поверхностями или характеристиками градиентного индекса, поэтому производители обычно производят линзы и изогнутые зеркала со сферическими поверхностями.
• Световые лучи, проходящие через сферические поверхности вблизи горизонтальной оси (параксиальные лучи), преломляются меньше, чем лучи, проходящие ближе к краю (периферийные лучи). В результате параллельные световые лучи попадают в разные точки поперек оптической оси и никогда не сходятся.
• Когда волновой фронт сферически аберрирован, периферические лучи фокусируются ближе к линзе, чем параксиальные лучи. Разница между точками фокусировки двух типов лучей - это способ измерить серьезность сферической аберрации в системе.

Что вызывает сферическую аберрацию?

Сферические аберрации вызывают три фактора: конструкция линзы, качество материала стекла линзы и расположение элементов внутри корпуса линзы. Материалы низкого качества и большие пузыри могут сильно повлиять на отражение света.

В идеальном объективе все световые лучи проходят через него и сходятся в одной точке фокусировки. На протяжении многих лет производители разработали специализированные точные методы для уменьшения эффекта сферической аберрации.

как исправить разрыв джинсов

В чем разница между положительной и отрицательной сферической аберрацией?

Положительная сферическая аберрация возникает, когда периферические лучи слишком изогнуты. Отрицательная сферическая аберрация возникает, когда периферические лучи недостаточно изогнуты. Эффект пропорционален четвертой степени диаметра и обратно пропорционален третьей степени фокусного расстояния, поэтому он гораздо более выражен при коротких фокусных соотношениях или светосильных линзах.

• Сферические линзы имеют апланатические точки (без сферической аберрации) только с радиусом, равным радиусу сферы, деленному на показатель преломления материала линзы.
• В то время как сферическая аберрация возникает в сферическом зеркале или линзе, потому что они фокусируют параллельные лучи вдоль линии, а не на точку, кривизну поля или кривизну поля Пецваля, в результате фокальная плоскость на самом деле не плоская, а сферическая.

Какое влияние оказывает сферическая аберрация на фотографию?

Существует несколько причин, по которым сферическая аберрация отрицательно влияет на качество изображения, создаваемого оптической системой.

• Если смотреть через объектив со сферической аберрацией, точка света будет иметь довольно однородный эффект ореола в центре и по краям изображения.
• Когда параллельные световые лучи не сходятся в одной точке, это снижает силу фокусировки, что, в свою очередь, ухудшает как разрешение, так и четкость изображения. Это затрудняет фотографу получение резких изображений.
• При использовании объективов с широкой диафрагмой фотографы также могут столкнуться с хроматической аберрацией, то есть неспособностью объектива сфокусировать все цвета в одной и той же точке. Несогласованная коррекция сферической аберрации между разными длинами волн может привести к появлению пурпурного оттенка для расфокусированных областей на переднем плане и зеленоватого оттенка в расфокусированной части фона или наоборот.

Мастер класс

Предлагается для вас

Онлайн-классы, которые проводят величайшие умы мира. Расширьте свои знания в этих категориях.

что происходит, когда ты трогаешь себя

Преподает фотографию

Преподает дизайн и архитектуру

Обучает созданию модного бренда

Преподает дизайн одежды

Как уменьшить сферическую аберрацию?

Думай как профессионал

Энни приводит вас в свою студию и на свои съемки, чтобы научить вас всему, что она знает о портретной живописи и рассказывать истории через изображения.

Есть два основных метода уменьшения сферической аберрации. Тот, который лучше всего подходит для вас, может зависеть от вашего бюджета.

полиэстер искусственный или натуральный

• Использование специальной асферической (несферической) поверхности линзы, которая с одной стороны изгибается наружу с целью объединения световых лучей в единую точку фокусировки, может решить проблему сферической аберрации (а также коматической аберрации и астигматизма). Если вы можете позволить себе асферические линзы, это отличный вариант.
• Хотя это не дешево, линзы с градиентным показателем преломления, которые имеют самый высокий показатель преломления в центре линзы и постепенно уменьшается ближе к краю линзы, также могут устранить сферическую аберрацию.

Фотографы также могут минимизировать эффект сферической аберрации в системах линз, используя специальную комбинацию выпуклой линзы и вогнутой линзы.

• Когда диафрагма объектива широко открыта, при максимальной диафрагме сферическая аберрация наиболее выражена. Лепестки диафрагмы блокируют внешние края сферической линзы, поэтому остановка линзы даже одним стопом может значительно снизить сферическую аберрацию. Если закрыть диафрагму, исключив большинство боковых лучей света, кажется, что область наилучшего фокуса сместится от объектива. Если вы не можете позволить себе асферическую линзу, это хороший способ улучшить ваше изображение.

Другой способ уменьшения сферической аберрации у производителей линз - использование компенсирующих пластин или пластин-корректоров. Эти одноэлементные оптические компоненты, легко вставляемые в систему, могут уменьшить размер пятна и значительно улучшить качество изображения без полной перестройки системы и без включения дорогостоящего и трудоемкого программного обеспечения и элементов управления адаптивной оптикой.

Для простых конструкций вы можете рассчитать параметры, которые минимизируют сферическую аберрацию. Если, например, у вас есть одна линза со сферическими поверхностями и заданным расстоянием до объекта, расстоянием до изображения и показателем преломления, вы можете минимизировать сферическую аберрацию, отрегулировав радиусы кривизны передней и задней поверхностей линзы.

Станьте лучшим фотографом с годовым членством MasterClass. Получите эксклюзивный доступ к видео-урокам, которые преподают мастера фотографии, в том числе Энни Лейбовтиз, Джимми Чин и другие.