Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Хроматической аберрации: Общие сведения о хроматической аберрации

Содержание

Что такое хроматические аберрации и что влияет на их появление

Хроматические аберрации человеческим языком – это цветовые искажения, которые добавляют в оригинальное изображения разного рода паразитические искажения.

Хроматические аберрации

Если Вы любитель, и где-то услышали, что какой-то объектив дает сильные ХА (хроматические аберрации, а именно так их чаще всего обзывают для сокращения), а потом долго смотрели на фотографию и так и ничего не увидели – не расстраивайтесь. В наше время борьба над ХА в самом разгаре. Сейчас, в качественной оптике очень хорошо удается бороться с ХА и потому заметить их действительно сложно.

Бывают осевые, сферические, поперечные и другие виды, но все они сводятся к искажению картинки.

Основная суть хроматической аберрации походит от дисперсии, проще говоря, когда белый луч раскладывается на свой спектр – это связано с тем, что лучи с разной длиной волны (разного цвета) преломляются под разными углами, проходя через линзы объектива. Достаточно вспомнить урок по физике с преломлением лучей в призме, а линза – это две призмы соединенные основами. Получается слоеная картинка. Часто ХА добавляют разные цветовые пятна и полосы, особенно ярко это выражается на переходе контрастных предметов, часто приводят пример с деревьями.

Хроматические аберрации

Ниже снимок, весь заполненный аберрациями.

Пример абберации. Красные ореолы паутинки.

 

Конечно, существует ряд объективов (а именно объективы дают ХА), которые все же сильно страдают этим недугом. Но как говорится: оптимисты изобретают самолет, пессимисты – парашют, потому с ХА нужно бороться, чтобы получать качественные снимки.

Хроматические аберрации. Фрижинг

Очень часто ХА ярко выраженные в зоне нерезкости. В народе аберрации, обычно в зоне нерезкости, именуют фрижингом (‘Purple fringing’). Переходы в области перед зоной резкости окрашиваются в фиолетовый (пурпурный) цвет, а за областью резкости в зеленый. Это хорошо видно на примере выше. Очень многие объективы имеют аберрации именно в зоне нерезкости.

Сферические аберрации

Сферические аберрации – это стирание границ между контрастными элементами в зоне резкости на фото. Пример выше, белая рубашка модели плавно перетекает в темный задний фон, стирая границу. Сферическими аберрациями сильно страдают монокли. Более детально в разделе монокль.

Паразитические блики

Иногда путают фиолетовые и красные ореолы на фото с ХА. Ореолы – это просто паразитические блики от яркого источника в кадре. Пример таких бликов показан выше.

Как же быть? Как лечить от этого объектив?
В современных объективах стараются использовать низкодисперсные элементы. Nikon их обозначает как ED (Extra-Low Dispersion – супер маленькая дисперсия). Эти элементы дают меньшее преломление для лучей с разной длинной волны (для лучей разного цвета).

Также сейчас начали использовать асферические линзы, которые позволяют получить конечную картинку с меньшим количеством ХА.
В современных продвинутых камерах есть автоматический контроль аберраций – не знаю как это делают современные камеры (скорее всего по специальным алгоритмам), но удаление аберраций у них получается на ура.

Также я рекомендую просто помнить, что аберрации появляются при сильно контрастных элементах в кадре (солнце и небо, деревья и небо, темные и светлые участки), когда фотографируете действительно сильно контрастный элемент, просто помните, что фото нужно будет доработать если появятся ХА.
Больше всего ХА появляется на открытой диафрагме при использовании на широкоугольных и светосильных объективах, потому ХА видны почти на всех дешевых и объективах среднего ценового диапазона при полностью открытой диафрагме (в определенных условиях).

У телеобъективов больше всего ХА на длинном конце (максимальном допустимом фокусном расстоянии).
Очень легко (но не совсем корректно) избавиться от ХА – это сделать фотографию черно белой.

Если же нужно полностью избавиться от ХА при  непосредственной фотосъемке, то в этом помогут зеркально-линзовые объективы, в которых они отсутствуют напрочь, примером такого объектива может служить МС МТО-11 1000mm F10.0.

Спасибо за внимание, Аркадий Шаповал

Хроматические аберрации. Что это такое. ⋆ top-mob.com

Хроматические аберрации в фотографии — последнее, о чём вам стоит беспокоиться. Хроматическая аберрация — это свойство линзы, поэтому вы на неё никак не повлияете. А чтобы каждый раз не терзать себя сомнениями, лучше всего как следует разобраться, что это такое.

Аберрации, или искажения, бывают геометрическими и хроматическими (цветовыми). С геометрическими всё очень просто, с ними можно и нужно бороться, если это не художественная задумка. В современных объективах геометрическая аберрация, которую ещё называют дисторсией, в большей степени исправляется «асферическим» элементом. То есть, линзой, у которой не сферический профиль, а более сложный:

Остаточную дисторсию вы с успехом можете подправить в редакторе. А вот с хроматической аберрацией всё немного сложнее. Природа хроматической аберрации в дисперсии стекла. Дисперсия — это разные коэффициенты преломления для разных длин волн:

Из рисунка хорошо видно, что лучи разных цветов фокусируются в разных плоскостях на оптической оси. Это первый вид хроматической аберрации, её ещё называют «осевой аберрацией». Осевая аберрация проявляется сильней на открытой диафрагме, приводя к нерезкости изображения. Об этом уже была речь в статье про то, как сделать резкую фотографию. Уменьшая диафрагму вы избавляетесь от осевой аберрации, это одна из причин почему не рекомендуется фотографировать на максимальной диафрагме. Осевую аберрацию нельзя исправить в редакторе, поэтому производители снабжают объектив целой системой «низкодисперсных элементов», которые в сумме компенсируют аберрации от других линз. Вы наверняка встречали картинку вроде этой и удивлялись, зачем столько элементов:

Жёлтые элементы — низкодисперсные, борющиеся с хроматической аберрацией. Синие — асферические, помогающие против дисторсии.

Низкодисперсные элементы располагаются как по отдельности, так и в составе ахроматической линзы:

Смысл в том, что ахроматическая линза склеена из двух сортов стекла: крона и флинта. Крон с низкой дисперсией, но и низким коэффициентом преломления. Флинт наоборот — коэффициент преломления и дисперсия больше. Эти стекляшки подбирают таким образом, чтобы минимизировать суммарную хроматическую аберрацию.

Помимо осевой аберрации есть «поперечная аберрация». Это фокусировка разных цветов лучей в разных точках сенсора. Поперечная аберрация не зависит от диафрагмы, бороться настройками с ней бесполезно, но её можно исправить в редакторе. Другое дело, нужно ли оно вам. Современные объективы настолько хороши, что я с трудом нашёл пример фотографии, где хроматическая аберрация заметна.

Если приглядеться к деревьям на заглавной фотографии, то можно увидеть цветную кайму вокруг контрастных контуров веток. Это и есть хроматическая аберрация:

В камерах последнего поколения хроматические аберрации автоматически исправляются процессором на этапе конвертации в JPEG, мне пришлось фотографию попросить у Кости, так как его старенький D40 про аберрации ничего не знает. Поэтому я в RAW никогда не снимаю, моя камера Nikon D700 всё делает за меня и экономит мне массу драгоценного времени, её только надо правильно настроить.

В любом случае, вам лучше думать о том, что вы фотографируете, а не о том, насколько ваша линза подвержена аберрациям. Объектив без заметных аберраций содержит большое количество дорогих низкодисперсных и асферических элементов, поэтому стоит заметно дороже собратьев с аберрациями. Кроме того, конструкция с переменным фокусным расстоянием (зумом) намного сложнее фиксированного, так как аберрации проявляются по-разному на различных фокусных расстояниях. Вот почему «фиксы» качественней и дешевле, чем «зумы».

Наличие низкодисперсных элементов в объективах Nikon отмечает буквами ED. Если в маркировке объектива вы видите ED, то о хроматических аберрациях можете забыть.

Спасибо за внимание.

Аберрации и их влияние на изображение – Д-микро


Статья описывает базовые понятия аберраций, классификацию аберраций, а также возможные методики устранения аберраций применительно к микроскопным объективам. В статье описана методика выбора микроскопных объективов исходя из задач исследователя.

Аберрации в оптических системах – погрешность изображения, вызванная любым отклонением реальных лучей от геометрических направлений по которым они должны были бы идти в идеальной оптической системе. Аберрации можно классифицировать на монохроматические (то есть присущие монохроматическим лучам – лучам одной длины волны) и хроматические.

Монохроматические аберрации

Монохроматические аберрации – погрешности, присущие любой реальной оптической системе. Возникновение связано с тем, что поверхности, преломляющие лучи неспособны собрать в точку широкие пучки лучей, падающие на них под большими углами. Монохроматические аберрации приводят к искажению изображения точки в некоторую фигуру рассеяния, что снижает четкость изображения и нарушает подобие изображения и предмета.

Монохроматические аберрации классифицируют пятью аберрациями Зейделя:

S

I – сферическая аберрация Сферическая аберрация оптической системы. Лучи, параллельные оси оптической системы сходится не в точке, а в перетяжке.

Сферическая аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света проходящих на разных расстояниях от оптической оси. Нарушает гомоцентричность пучка света, но не нарушает симметричность.
Существует несколько путей исправления сферической аберрации:
Во-первых, снижение кривизны линзы (использование стекла с большим показателем преломления в совокупности с увеличением радиусов поверхностей линзы, сохраняя, тем самым, ее оптическую силу).

Во-вторых, применением комбинации из положительных и отрицательных линз. Обычно параллельно с исправлением сферической аберрации исправляют также хроматические аберрации.
В-третьих, применяют диафрагмирование – отсечение краевых лучей широкого пучка. Способ позволяет снизить значение рассеяния, но непригоден для оптических систем требующих высокой светосилы.
Полностью избавиться от сферической аберрации невозможно, но способы снизить ее эффективно применяются в микроскопии.

S

II – кома Аберрация Кома. Лучи, приходящие под углом к оптической оси не собираются в одной точке

Аберрация Кома обусловлена тем, что лучи, приходящие под углом к оптической оси, собираются не в одной точке. Методика исправления Комы схожа с методикой исправления сферических аберраций и, в основном, строится на использовании комбинаций положительных и отрицательных линз.

S

III – астигматизм


Астигматизм оптической системы. Аберрация, при которой изображение точки, лежащей вне оси и сформированное узким пучком лучей представляет собой два перпендикулярных отрезка расположенных на разном расстоянии плоскости Гаусса (плоскости безаберрационного фокуса).
Астигматизм не может быть исправлен диафрагмированием, т.к. проявляется и на узких пучках. Для коррекции астигматизма применяют дуплеты положительных и отрицательных линз.

S

IV – кривизна поля изображения Кривизна поля оптической системы. Изображение плоского объекта перпендикулярного оси оптической системы в плоскостях F1 и F2

Аберрация, при которой изображение плоского объекта, перпендикулярного оси оптической системы лежит на выпуклой или вогнутой (обычно сферической в случае симметричной оптики) поверхности относительно объектива.
Погрешность вносимая аберрацией, очень сильно сказывается в микроскопии, так как получаемое изображение плоского объекта не находится полностью в фокальной плоскости и, таким образом, на нескорректированной системе мы не можем наблюдать полностью резкое изображение объекта по всему полю.
Кривизна поля корректируется при помощи расчета системы содержащей две и более отрицательных линз, а также использующей воздушное пространство между линзами.

S

V – дисторсия Изменение коэффициента линейного увеличения по полю зрения. Подушкообразная и бочкообразная дисторсия.

Дисторсия – изменение коэффициента линейного увеличения оптической системы по полю зрения. Дисторсия не приемлема в микроскопии, так как система, подверженная дисторсии, не обеспечивает геометрическое подобие наблюдаемого объекта и его изображения. Дисторсия исправляется подбором линз на этапе проектировки объектива. Также возможно исправление дисторсии на этапе компьютерной обработки изображения.

Хроматические аберрации (ХА)

Хроматические аберрации. Разница показателя преломления оптической системы для лучей с различной длиной волны.

Хроматические аберрации – погрешности вносимые в изображение разницей коэффициента преломления для пучков с различными длинами волн.

При прохождении света через оптические материалы наблюдается дисперсия – разложение белого света на спектр. Именно явление дисперсии запечатлено на самой знаменитой обложке музыкального альбома 20 века – Pink Floyd – The Dark Side of the Moon.
Паразитная дисперсия не позволяет лучам с различными длинами волн сфокусироваться в одной точке.
Таким образом, различают три вида хроматизма: хроматизм положения, хроматизм увеличения и хроматизм разности геометрических аберраций. В статье мы рассмотрим хроматизм положения, так как природа ХА абсолютно одинакова во всех случаях.
Для любой оптической линзы коэффициент преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому точка фокуса синих лучей Fblue расположена ближе к задней главной точке линзы, чем точка фокуса красных лучей Fred. Отсюда следует, что лучи, полученные разложением белого света, будут иметь различное фокусное расстояние. Единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний — по одному фокусу на луч каждого цвета.
Разность Fblue-Fred это и есть «хроматизм положения» (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией)
Диафрагмирование несколько уменьшает хроматизм положения. При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить оптическую систему на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.
Конструкция микроскопных объективов рассчитана на устранение хроматических аберраций. Система линз, выполняющих сближение фокусов двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической, а при сближении фокусов трёх лучей —апохроматической системой.
Основное правило при исправлении ХА является исправление ХА суммарно для всей системы. Нет необходимости исправлять хроматизм каждого элемента. Важно, чтобы суммарная положительная и отрицательная дисперсия элементов системы была равна нулю.

Критерии при выборе микроскопных объективов

Рассмотрев основные типы различных оптических аберраций мы можем описать основные критерии при выборе объективов для лабораторного микроскопа, ведь именно характеристиками объектива определяются разрешающая способность микроскопа, дисторсия, возможность проведения точных измерений, возможность качественного получения большого поля изображения при сильном увеличении путем сшивки частичных полей.
В большинстве случаев при выборе объективов работает правило, что чем качественнее и дороже объектив – тем он лучше для решения любых задач. Но на самом деле, во-первых, это не всегда абсолютно достоверно, во-вторых – экономическую составляющую вопроса это правило не затрагивает. А ведь порой именно она играет решающую роль при выборе оборудования того или иного класса.
Объективы для микроскопов делятся на различные классы в зависимости от коррекции монохроматических и хроматических аберраций. Каждый производитель имеет свою классификацию и свои уникальные названия для каждого из классов, что крайне усложняет прозрачность выбора той или иной линейки.
Все производители различают три больших класса объективов: Ахроматы, Полу-апохроматы (или Флюотары) и Апохроматы. Критерием внесения объектива в тот или иной класс будет являться сходимость фокальных плоскостей для трех основных цветов: красного, зеленого и синего.
Компания Leica Microsystems предлагает следующую оценку критериев (она может незначительно отличаться от оценки других производителей – Zeiss, Olympus, Nikon и др). Эта оценка дает максимально прозрачное представление коррекции ХА в зависимости от класса объектива.

Класс объективов Коррекция хроматических аберраций Применение
Ахроматы (Achromats) Между Fred и Fblue < 2x DoF*.
т.е. красный и синий лучи сведены в одну область, длиной менее 2 глубин резкости. Расстояние до фокуса зеленого луча не определено.
Рутинная микроскопия в видимом световом диапазоне
Полу-Апохроматы (Semi-Apochromats) Fred, Fblue и Fgreen <2,5x DoF*.
т.е. фокус красного, синего и зеленого лучей сведены в одну область шириной 2,5 глубины резкости.
Для качественной визуализации в видимом световом диапазоне, а также достижения высококонтрастного изображения.
Апохроматы (Apochromats) Fred, Fblue и Fgreen <1x DoF*.
т.е. фокус красного, синего и зеленого лучей сведены в одну точку. (Коррекция ХА по трем цветам)
Для решения задач сверхточной микроскопии, измерительной микроскопии при большом увеличении, а также для работы в УФ и ИК диапазонах.

* DoF – Depth of field – глубина резко изображаемого пространства
Каждый класс объективов делится на несколько групп в зависимости от задач применения. В основном речь идет о коррекции монохроматических аберраций, к примеру, План Ахромат и просто Ахромат будут отличаться наличием коррекции сферы, кривизны поля и дисторсии у объектива План Ахромат.
Дополнительно некоторые объективы имеют конструктивные отличия, к примеру, LD (Long distance) объективы – объективы с увеличенным рабочим расстоянием для работы с чашками Петри в биологии, или контроля объектов со сложной топографией в материаловедении. PH – объективы для фазового контраста с установленным фазовым кольцом (могут использоваться и в светлом поле, но светопропускание таких объективов ниже). OIL-объективы с использованием иммерсионного масла и т.д.

Поделиться в

Share on facebook
Share on vk
Share on telegram

Читайте также

Хроматические аберрации — это… Что такое Хроматические аберрации?

Хроматизм положения (1) и его уменьшение с помощью ахроматической линзы (2)

пример аберрации

Хромати́ческие аберра́ции заключаются в паразитной дисперсии света, проходящего через оптическую систему (фотографический объектив, бинокль, микроскоп, телескоп и т.д.). При этом белый свет разлагается на составляющие его цветные лучи, в результате чего изображения предмета в разных цветах не совпадают в пространстве изображений.

Кроме этого, к хроматическим аберрациям можно отнести хроматические разности геометрических аберраций (см. ниже).

Хроматические аберрации ведут к снижению чёткости изображения, а иногда также и к появлению на нём цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.

Хроматизм положения

Схема исправления хроматизма положения: 1 — крон, 2 — флинт, 3 — зелёный луч, 4 — точка сведе́ния синего и красного лучей

Оптическое стекло и другие оптические материалы обладают дисперсией, то есть показатель преломления отличается для лучей различного цвета.

Коэффициент преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому их фокус расположен ближе к задней главной точке линзы, чем фокус красных лучей . Отсюда следует, что для луча белого света единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний лучей всех цветов.

Разность называется хроматизмом положения (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией). Диафрагмирование несколько её уменьшает.

При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.

Хроматические аберрации у фотографических объективов тщательно устраняются. Система линз, в которой сближены фокусы двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической, а при сближении фокусов трёх лучей — апохроматической, четырёх — суперахроматической.

Хроматизм положения вызывает значительную нерезкость изображения, поэтому при чёрно-белой съёмке моноклем и перископом, у которых он не устранён, после установки на резкость нужно ввести дополнительную поправку на положение объектива относительно светочувствительного элемента , определяемую по формуле:

,

где – сопряжённое фокусное расстояние; – фокусное расстояние монокля или перископа.

Необходимость в поправке вызывается тем, что при визуальной наводке изображение из-за повышенной чувствительности глаза к жёлтым лучам устанавливается в их фокусе, а не в фокусе сине-фиолетовых лучей, к которым наиболее чувствителен чёрно-белый несенсибилизированный фотоматериал. Последние, будучи не в фокусе, образуют значительные кружки рассеяния, уменьшающие резкость изображения.

Хроматизм положения может быть исправлен путем комбинирования собирательной и рассеивающей линз из стёкол с различной дисперсией. При прохождении через первую линзу луч отклоняется к оптической оси и диспергирует; войдя во вторую линзу, он незначительно отклоняется в обратную сторону и повторно диспергирует, но в обратном направлении. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй, отрицательной, линзой, и лучи различных цветов соберутся в одной точке. Такие линзы, исправляющие хроматизм положения, называются ахроматическими линзами (ахроматами).

Ахроматические линзы используются во многих современных объективах. Ахроматизировать отдельный элемент или комбинацию далеко не всегда необходимо; достаточно, чтобы все элементы в целом компенсировали дисперсию друг друга.

На этапе конструирования хроматические аберрации также могут быть уменьшены, если в конструкции оптического прибора применяются такие оптические элементы, как линзы из особых оптических стёкол (курцфлинт, лангкрон), зеркала или зонные пластинки.

Хроматизм увеличения

Называется также хроматической разностью увеличения.

Хроматическая аберрация, при которой изображения одного и того же предмета в лучах разного цвета имеют несколько различный размер. Не уменьшается от диафрагмирования, как и от увеличения.

Для цветного изображения в цифровой форме хроматизм увеличения может быть в какой-то степени исправлен программным путём. Для точного сведения трёх компонентов изображения (красный, зелёный и синий) необходимо для двух из них изменить масштаб, оставляя неподвижной ту точку, где проходила оптическая ось (обычно это центр кадра). Во многих преобразователях RAW-файлов такая функция имеется, но оптическая корректировка предпочтительнее, так как в сложных объективах присутствуют и другие аберрации, которые простыми преобразованиями не исправляются и индивидуальны для каждой модели объектива, в результате чего становится сложно выделить хроматизм увеличения программно. Хорошая коррекция хроматизма увеличения невозможна, когда объектив плохо работает в контровом свете. Исправление хроматизма увеличения на компьютере улучшает качество изображения, но всё же предпочтительнее снимать фотографии теми объективами, которые имеют минимальные аберрации. Так, объективы с фиксированным фокусным расстоянием обычно имеют существенно меньшие аберрации, чем трансфокаторы.

Хроматические разности геометрических аберраций

Хроматические разности в общем случае, каждая геометрическая аберрация в зависимости от цвета. Так, например, сферическая аберрация может быть различной для синих и для красных лучей, в этом случае её называют «сферохроматизм»), и хроматическую разность аберраций наклонных пучков. Всё это также можно считать хроматическими аберрациями, поскольку это даёт побочные эффекты, в целом аналогичные хроматизму положения и увеличения.

Литература

  • Волосов Д.С. Фотографическая оптика. М., «Искусство», 1971.
  • Тамицкий Э. Д., Горбатов В. А. Учебная книга по фотографии. М., «Легкая индустрия», 1976
  • Краткий фотографический справочник. Под общей редакцией д.т.н. Пуськова В. В., изд. 2-е, М., Искусство, 1953.

Ссылки

Хроматическая аберрация – эффект, который вы наверняка отключаете в настройках игр. Зачем он вообще нужен? — Заметки Погорского — Блоги

Объясняем тренд.

Одна из самых часто встречающихся графических настроек в современных играх – хроматическая аберрация. По умолчанию эффект обычно включен, хотя многие геймеры отключают его при первой же возможности. Причина проста: без хроматической аберрации картинка выглядит «чище».

Так почему разработчики тратят силы, чтобы добавить в игры «лишнюю» постобработку, и кто ее придумал?

Хроматическая аберрация пришла в игры из кино

Происхождение у аберрации общее с другими неоднозначными эффектами постобработки: lens flare, motion blur, глубиной резкости, виньетированием и так далее. Изначально они появились в кинематографе.

В ремастер Mass Effect добавили омерзительный графический эффект. Он пришел в игры из кино

Реальная хроматическая аберрация возникает при использовании фотоаппаратов и видеокамер. Из-за того, что лучи света разных цветов отличаются длиной волн, они преломляются в линзе камеры по-разному. Когда объективу не удается собрать все лучи в одну точку, цвета на полученных фото и видео искажаются. Сильнее всего это заметно по краям объектов: они размываются и расслаиваются на красный, зеленый и синий цветовые каналы.

Долгое время операторам и фотографам приходилось мириться с хроматической аберрацией – ее можно было только минимизировать, используя более дорогостоящие и качественные объективы. Со временем от нежелательного побочного эффекта научились избавляться на этапе постобработки: многие современные камеры компенсируют цветовые искажения с помощью встроенного процессора, также аберрацию можно убрать в графических редакторах при работе с RAW-форматами.

В то же время хроматическая аберрация стала настолько распространенным и привычным явлением, что ее начали относить к ретро-эстетике и оставлять (или даже добавлять) намеренно, добиваясь более «винтажного» вида фотографий или фильмов. Произошло то же, что и с lens flare, только в меньших масштабах: признак непрофессионализма превратился в осознанный стилистический прием.

(Здание на одном и том же кадре без хроматической аберрации и с ее сильным проявлением)

Аберрация в играх – попытка сделать их кинематографичнее

Хотя сами геймеры часто определяют крутость игровой графики, сравнивая ее с реальной жизнью, сами разработчики ориентируются в первую очередь на кинематограф. Логика простая: сделать картинку ближе кинематографичнее проще, чем приблизить ее к «чистой» реальности.

Эффекты вроде хроматической аберрации позволяют замаскировать технические недостатки игры и стилизовать ее простым приемом, который к тому же практически не сказывается на производительности. Нет смысла отключать аберрацию, чтобы игра работала лучше – из этого получится выжать примерно один дополнительный кадр в секунду, да и то не всегда.

(В Resident Evil 7 аберрация заметна, только если присмотреться, например, к раме)

Цель у хроматической аберрации в играх простая: «смягчить» контуры объектов, чтобы они подсознательно больше напоминали фильмы (и показанную в них реальность), а не компьютерную графику.

Понятное дело, в играх физической камеры нет, поэтому хроматическая аберрация симулируется: эффект просто добавляет сине-красные края объектам в кадре. Конкретная реализация, конечно, зависит от игры: где-то эффект бросается в глаза, в других случаях он едва заметен – примерно так же отличаются дешевые и дорогостоящие объективы.

Иногда эффект лучше оставлять включенным

Хроматическая аберрация набрала популярность в прошлом поколении консолей, когда игры повсеместно стали выглядеть (или пытаться выглядеть) «как кино». Аберрацию нельзя назвать объективным улучшением или ухудшением: ей нужно уметь пользоваться, а ее восприятие – исключительно субъективно. Часть игроков совершенно не терпит эффект, поскольку из-за него картинка становится менее четкой, другим дополнительная «киношность» по душе.

Правда, в зависимости от визуального стиля самой игры аберрация чаще может просто загрязнять кадр, чем дополнять его. Например, если игра в целом выглядит не очень хорошо или стилизована под мультяшный стиль – значит, на «киношный фотореализм» она претендовать не может. Тем не менее разработчики все равно добавляют постобработку – в таком случае эффект вызовет раздражение с большей вероятностью. 

Куда уместнее использовать хроматическую аберрацию в проектах с реалистичным визуальным стилем: в The Last of Us: Part II, Red Dead Redemption 2 или, скажем, в «Сталкере 2». В них частичная нечеткость краев скорее сойдет за кинематографичность, чем за чужеродный визуальный эффект.

 

(Ползунок хроматической аберрации все чаще встречается в фоторежимах)

Другой вариант – применять хроматическую аберрацию там, где физическая (не игровая) камера используется по сюжету. Вот первая Life is Strange, например, выглядит слишком стилизованно, чтобы быть фильмом, но главная героиня увлекается фотографией, да и винтажные снимки играют ключевую роль в развитии сюжета. Поэтому здесь аберрация имеет хотя бы нарративный смысл.

Самая простая истина о хроматической аберрации в играх – по совместительству самая неочевидная. Этот эффект гораздо лучше выглядит в движении, чем в статике. Поэтому не стоит относиться к аберрации предвзято, насмотревшись скриншотов со сравнением картинки с эффектом и без него, лучше судить по собственному опыту в каждой конкретной игре.

Также, конечно, аберрацию стоит отключать в случаях, если из-за нее у вас сильнее устают глаза – такой побочный эффект тоже встречается.

* * *

У разработчиков нет объективных причин отказываться от хроматической аберрации в будущем: эффект очень просто реализовать, он не сказывается на оптимизации и зачастую делает игру визуально дороже (по крайней мере в глазах казуальных игроков, не вникающих в технологии). Главное, чтобы ее всегда можно было отключить в настройках – это логичное правило игровые студии обычно соблюдают.

Телеграм-канал / твиттер Стаса Погорского

Хайпите «секретный Silent Hill» Кодзимы? Сейчас перестанете – это провальная идея, от которой пострадают все

«Злые расы» в играх – расистское клише, от которого давно пора избавиться

Исправление хроматической аберрации в Lightroom

Исправление хроматической аберрации в Lightroom

Раньше или позже, вы столкнетесь с ситуацией, когда ряд контрастных кромок объекта съемки будут иметь окружающий их красный, зеленый или, более вероятно, пурпурный цветной ореол или кромку (известные как «цветная аберрация»). Они чаще появляются (практически, при послеполуденном освещении) при съемках дешевой цифровой камерой (или хорошей камерой с дешевым широкоугольным объективом), но подобные проблемы время от времени могут возникать даже у хороших камер (с хорошими объективами). К счастью, в Lightroom исправить их достаточно легко (описание шагов Один и Два на этой странице отличаются от оригинала и соответствуют работе в версии Lr 4.4).

Шаг Один:

Здесь я увеличил масштаб до заполнения превью одним из минаретов изображения, которое мы использовали в начале этой главы (в разделе о снимках с задней подсветкой). Здесь, на крупном плане изображения, видно, что как будто кто-то провел вдоль левой кромки тонким пурпурным маркером, а вдоль правой кромки-зеленым маркером. Если такое происходит с одним из ваших изображений, сначала зайдите в панель Lens Corrections (Коррекция объектива) и щелкните вверху кнопку Color (Цвет) (выделена красным овалом). Затем увеличьте масштаб области кромки с цветной окантовкой (я увеличил масштаб до 2:1), так чтобы вы могли видеть, как регуляторы корректируют кромку.

 

Шаг Два:

Установите галочку в окошке Remove Chromatic Aberration (Удаление хроматических аберраций), наверху панели (опция выделена здесь красным овалом). Это удаляет цветную окантовку, и я мог бы добавить, работает удивительно хорошо. Вот и все (куда проще, чем было в Lightroom 3).

Здесь приведены состояния До/После установки галочки в окошке удаления хроматических аберраций, и вы можете видеть, что пурпурно-зеленая окантовка кромок исчезла. Если цель достигнута не полностью, то используйте расположенные ниже два ползунка Amount (Интенсивность) — верхний для пурпурных, нижний для зеленых оттенков (выделены желтыми овалами). Можно также изменить положение каждой пары движков шкалы Purple Hue (Оттенок [пурпурного]) и шкалы Green Hue (Оттенок зеленого) (выделены голубыми овалами). Если и это до конца не поможет, используйте инструмент пипетка Fringe Color Selector (Выбор цвета бахромы) (выделен здесь красным кружком) в секции Defringe (Устранить бахрому). Щелкните этот инструмент, держите-нажатой клавишу мыши и наведите его на участок бахромы. Сместите его в центр выпадающей палитры оттенков бахромы и удалите ее щелчком мыши. Повторите для других участков бахромы.

Хроматические аберрации — хроматические аберрации как убрать, хроматические аберрации объектива – ФотоКто

 

В камерах последнего поколения хроматические аберрации автоматически исправляются процессором на этапе конвертации в JPEG. Поэтому я в RAW никогда не снимаю, моя камера Nikon D700 всё делает за меня и экономит мне массу драгоценного времени, её только надо правильно настроить.

В любом случае, вам лучше думать о том, что вы фотографируете, а не о том, насколько ваша линза подвержена аберрациям. Объектив без заметных аберраций содержит большое количество дорогих низкодисперсных и асферических элементов, поэтому стоит заметно дороже собратьев с аберрациями. Кроме того, конструкция с переменным фокусным расстоянием (зумом) намного сложнее фиксированного, так как аберрации проявляются по-разному на различных фокусных расстояниях. Вот почему «фиксы» качественней и дешевле, чем «зумы».

Наличие низкодисперсных элементов в объективах Nikon отмечает буквами ED. Если в маркировке объектива вы видите ED, то о хроматических аберрациях можете забыть. 

Информация для пользователей Canon:

CaF2 – Fluorite. Линзы, изготовленные из флюорита, обладают малым коэффициентом рассеяния, и, следовательно, снижают выраженность вторичных (пурпурно-зелёных) хроматических аберраций.

UD – Ultra-low Dispersion glass. Низкодисперсионное стекло имеет коэфициент рассеяния значительно меньше, нежели обычное оптическое стекло. Отдельные элементы объектива, изготовленные из UD стекла, призваны уменьшить вторичные хроматические аберрации. В силу меньшей кривизны поверхностей линзы из низкодисперсионного стекла меньше подвержены сферическим аберрациям, чем линзы из флюорита.

S-UD – Super Ultra-low Dispersion glass. Сверхнизкодисперсионное стекло ещё более низкодисперсионно по сравнению с обычным низкодисперсионным стеклом. На самом же деле между UD и S-UD нет практически никакой разницы.

AL – Aspherical Lens. Асферические линзы, включённые в оптическую схему объектива, используются для устранения сферических аберраций.

© Денис Аветисян

 

Смотрите также:

 

Хроматическая аберрация | Понимание хроматической аберрации

Осевая хроматическая аберрация — это изменение длины каждой длины волны света, а боковая хроматическая аберрация — это изменение увеличения разных цветов света; становится более заметным на периферии изображения. Осевая хроматическая аберрация приводит к нечетким цветам перед и за положением фокуса из-за различий в фокусе каждого цвета. Это может быть заметно на краях очень ярких участков изображения.Боковая хроматическая аберрация является причиной цветовой окантовки. Это видно только по краям изображения.

Боковая хроматическая аберрация в некоторой степени снижается за счет комбинирования разных линз с разными показателями преломления, но с оптической точки зрения полностью устранить ее невозможно. В дополнение к красному и дополнительному к нему голубому цвету, а также синему и дополнительному к нему желтому цвету, некоторые линзы могут иметь сложную цветовую окантовку, сочетающую эти два основных типа. Он значительно снижается за счет использования стекла ED с низкой дисперсией.

Новые цифровые зеркальные фотокамеры Nikon имеют встроенную функцию автоматической коррекции боковой хроматической аберрации. Он автоматически применяется к изображениям и не может быть выбран пользователем.

Поскольку хроматическая аберрация чаще наблюдается на изображениях, снятых с широкой диафрагмой, использование меньших диафрагм на диафрагме — это один из способов защитить свои изображения от хроматической аберрации. Другой случай, когда видна хроматическая аберрация, — это когда астрофотография фотографируется с определенными объективами, такими как 58 мм, и фокусируется на объекте не в центре кадра.

Программное обеспечение Nikon Capture NX2 имеет функцию коррекции боковой хроматической аберрации, которую можно найти в меню коррекции камеры и объектива. Щелкните здесь, чтобы узнать подробнее об использовании инструмента.

Осевая хроматическая аберрация применяется к изображениям JPG, TIFF и NEF в Nikon View NX (начиная с версии 1.3.0) и с NEF в Capture NX2 (начиная с версии 2.2.0). Помимо автоматической коррекции есть ползунок ручной регулировки.

Программное обеспечение Nikon Capture NX-D позволяет корректировать боковую и осевую цветовые аберрации с помощью инструмента коррекции камеры и объектива.

Другие программы редактирования программного обеспечения, такие как Adobe Photoshop, также имеют опцию коррекции хроматической аберрации.

Хроматическая аберрация: как использовать или избежать | Adobe

Давайте теперь посмотрим на два типа хроматической аберрации, чтобы вы могли легко распознать их, когда в следующий раз увидите недостатки на своих снимках. Тип хроматической аберрации, с которой вы имеете дело, зависит от того, что произошло, когда объектив вашей камеры попытался обработать свет.

Продольная хроматическая аберрация.


Также известна как: Осевая хроматическая аберрация

Что такое продольная хроматическая аберрация?

Продольная хроматическая аберрация, или Осевая хроматическая аберрация, часто возникает на изображениях, сделанных с широкой диафрагмой (малое число диафрагм) и при использовании больших фокусных расстояний.

Как это выглядит?

Цветные контуры (сине-желтый / красно-зеленый) по краям объектов в кадре — даже в центре кадра.Например, оконные рамы на фото дома. Вы не увидите его только на объектах традиционной формы, таких как небоскребы и рекламные щиты, — он также присутствует на краях неправильной формы, например, на ветвях деревьев и скалистых вершинах гор.

Что происходит в объективе?

Объектив вашей камеры не смог объединить различные длины волн цвета в одной фокальной плоскости.

Боковая хроматическая аберрация.

Также известна как: Поперечная хроматическая аберрация

Что такое боковая хроматическая аберрация?

Боковая хроматическая аберрация или поперечная хроматическая аберрация — это сине-желтая или красно-зеленая окантовка, которая возникает, когда световые волны различной длины фокусируются на разных расстояниях от линзы.

Как это выглядит?

Если искажение цвета присутствует только ближе к краю фотографии, вы поймете, что это боковая хроматическая аберрация.Обратите внимание на цветную окантовку красного, голубого, синего и желтого цветов по краям изображения. Если он в центре изображения, это продольная аберрация.

Что происходит в объективе?

Объектив вашей камеры сфокусировал волны разных цветов в разных положениях в фокальной плоскости.

Коррекция хроматической аберрации.

Искажение цвета может привести к тому, что фотографии будут выглядеть испорченными, но, к счастью, исправить хроматическую аберрацию относительно легко с помощью подходящего программного обеспечения и инструментов для редактирования изображений.

Цифровая фотография изменила и демократизировала монтаж после обработки. Во времена аналоговых зеркальных фотоаппаратов и традиционной пленки исправление хроматической аберрации было совсем другой задачей по сравнению с относительно простым процессом, которым он является сегодня.

Как избавиться от хроматической аберрации?

Удаление хроматической аберрации — простой способ улучшить качество изображения и устранить нереалистичные края цвета, которые некоторые начинающие фотографы могут даже не заметить.Вы можете легко сделать это с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий, такого как Adobe Photoshop и Adobe Photoshop Lightroom.

Как исправить хроматическую аберрацию в Adobe Photoshop Lightroom?


Хроматическая аберрация | Nikon’s MicroscopyU

Хроматическая аберрация

Хроматические аберрации — это артефакты, зависящие от длины волны, которые возникают из-за того, что показатель преломления каждого состава оптического стекла зависит от длины волны.Когда белый свет проходит через простую или сложную систему линз, составляющие длины волн преломляются в соответствии с их частотой. В большинстве очков показатель преломления больше для более коротких (синих) длин волн и изменяется с большей скоростью при уменьшении длины волны.

Синий свет преломляется в наибольшей степени, за ним следуют зеленый и красный свет, явление, обычно называемое дисперсией. Неспособность объектива объединить все цвета в общий фокус приводит к немного разному размеру изображения и фокусу для каждой преобладающей группы длин волн.Это приводит к появлению цветных полос вокруг изображения. Когда фокус установлен на середину диапазона длин волн, изображение приобретает зеленый оттенок с пурпурным ореолом (состоящим из смеси красного и синего) вокруг него.

Учебное пособие инициализируется изображением образца (видимого в микроскоп), которое появляется в окне в левой части апплета. Под окном изображения находится раскрывающееся меню с надписью Choose A Specimen , которое можно использовать для выбора нового образца.Положение изображения Ползунок используется для управления обучающей программой путем смещения фокальной плоскости вдоль оптической оси системы виртуальных линз, показанной в виде рисунка трассировки лучей в правой части апплета. Исходное положение ползунка — центр диапазона фокусировки. Когда ползунок перемещается влево, фокальная плоскость смещается в сторону более длинных (красных) волн, а изображение микроскопа и функции рассеяния точки одновременно изменяются, чтобы проиллюстрировать эффект хроматической аберрации.Перемещение ползунка вправо смещает фокальную плоскость в сторону более коротких (синих) длин волн и вызывает соответствующие изменения в изображении микроскопа и функциях рассеяния точки. Набор переключателей, расположенных под рисунком трассировки лучей, позволяет посетителю переключаться между нескорректированным виртуальным оптическим путем и тем, который был скорректирован для имитации ахроматических, флюоритовых или апохроматических оптических элементов. Обратите внимание, что нажатие и активация переключателя, отличного от помеченного Не исправлено , деактивирует ползунок Положение изображения .

Рисунок 1 — Осевая хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация очень характерна для одиночных тонких линз, изготовленных по классической формуле производителя линз , которая связывает образец и расстояние до изображения для параксиальных лучей. Для одиночной тонкой линзы, изготовленной из материала с показателем преломления n и радиусами кривизны r (1) и r (2) , мы можем записать следующее уравнение :

1
$$ \ frac {1} {s} + \ frac {1} {s ‘} = (n-1) \ left (\ frac {1} {r (1)} — \ frac {1} {r (2 )} \ right) $$

, где s и s ‘ определены как расстояние до объекта и изображения соответственно.В случае сферической линзы фокусное расстояние ( f ) определяется как расстояние до изображения для параллельных падающих лучей :

2
$$ \ frac {1} {f} = \ frac {1} {s} + \ frac {1} {s ‘} $$

Фокусное расстояние f изменяется в зависимости от длины волны света, как показано в окне обучения и на Рисунке 1 (a), который демонстрирует эффекты хроматической аберрации на пучке белого света, проходящем через простую линзу. Цвета компонентов (длины волн) фокусируются на разных расстояниях от линзы (рисунок 2), чтобы получить изображение с произвольным радиусом размытия приблизительно 0.Диаметр 3 миллиметра. Относительно просто продемонстрировать хроматическую аберрацию, используя толстую простую собирающуюся (двояковыпуклую, положительный мениск или плосковыпуклую) линзу, освещенную полихроматическим точечным источником, например фонариком или свечой. При наблюдении изображения, создаваемого простой линзой, периферия изображения будет казаться размытой и окрашенной оранжево-красным ореолом, когда линза находится близко к глазу. На больших расстояниях ореол станет сине-фиолетовым.

Попытки коррекции линз были впервые предприняты во второй половине 18 века, когда Джон Доллонд, Джозеф Листер и Джованни Амичи разработали способы уменьшения продольной хроматической аберрации.Эти пионеры представили ахроматические линзы для микроскопии, резко уменьшив осевую (продольную) хроматическую аберрацию, и впервые сделали бактерии видимыми в оптическом микроскопе. Объединив коронное стекло и бесцветное стекло (каждый тип имеет разную дисперсию показателя преломления), им удалось привести синие и красные лучи к общему фокусу, близкому, но не идентичному зеленому. Дисперсия бесцветного стекла примерно вдвое больше, чем у кроны, поэтому при соединении положительного элемента короны с отрицательным кремневым элементом, комбинированные дисперсии будут примерно равными и противоположными, что устранит осевое разбросание цвета (рис. 2).Обратите внимание, что увеличительная сила стекла короны в два раза больше, чем у кремня в этой комбинации, что дает чистую силу примерно вдвое меньшей, чем у одного элемента короны. Еще одним преимуществом этого сочетания линз является коррекция сферической аберрации, которая часто возникает, когда положительный и отрицательный элементы используются вместе в группе линз.

Рисунок 2 — Простая линза и ахроматические диапазоны фокусных расстояний

Комбинация корона / кремень называется дублетом линз, каждая линза имеет свой показатель преломления и дисперсионные свойства.Дублеты линз также известны как ахроматические линзы или ахроматов для краткости, производные от греческих терминов a , означающих без цвета, и chroma , означающих цвет. Эта простая форма коррекции позволяет теперь совпадать точкам изображения на 486 нанометрах в синей области и 656 нанометрах в красной области (рис. 1 (b)). Расфокусировка между центральной длиной волны (550 нанометров) и общим фокусом (синий и красный) — это остаточная аберрация, которая называется вторичным осевым цветом .Несмотря на то, что размытость уменьшается в 30 раз с помощью бихроматической коррекции с использованием кремневых и корончатых очков (рис. 1 (b)), аберрацию нельзя полностью устранить с помощью обычных стеклянных составов, что ограничивает качество изображения ахроматических объективов. Ахроматы — это наиболее широко используемые линзы объектива, которые обычно используются как в учебных, так и в исследовательских лабораторных микроскопах. Объективы, на которых нет специальной надписи, указывающей на иное, скорее всего, являются ахроматами. Ахроматы являются удовлетворительными объектами для повседневного лабораторного использования, но поскольку они не корректируются для всех цветов, бесцветная деталь образца, вероятно, будет иметь бледно-зеленый цвет в белом свете в лучшем фокусе (вторичный осевой цвет).

Правильное сочетание толщины линзы, кривизны, показателя преломления и дисперсии позволяет дублету уменьшить хроматическую аберрацию за счет объединения двух групп длин волн в общую фокальную плоскость (рис. 2). Если плавиковый шпат вводится в состав стекла, используемого для изготовления линзы, то три цвета — красный, зеленый и синий — могут быть объединены в одну точку фокусировки, что приведет к незначительной хроматической аберрации. Такие линзы известны как апохроматические линзы и используются для создания высококачественных объективов микроскопов без хроматических аберраций.

Современные микроскопы используют эту концепцию, и сегодня часто можно встретить тройные оптические линзы, состоящие из трех линз, склеенных вместе, особенно в высококачественных объективах. Для коррекции хроматической аберрации обычный объектив 10-кратного ахроматического микроскопа состоит из двух дуплетов линз. Многие флюоритовые объективы, которые занимают промежуточное положение по коррекции между ахроматами и апохроматами, построены с использованием плавикового шпата (или аналогичного состава) в сочетании с соответствующим стеклянным элементом, чтобы сформировать дублет, который ахроматизируется на трех длинах волн.Апохроматические объективы обычно содержат два дублета линз и тройку линз для расширенной коррекции как хроматических (до четырех длин волн), так и сферических аберраций.

Рисунок 3 — Продольная хроматическая аберрация

Сравнение продольной хроматической коррекции ахромата и апохроматного объектива представлено на рисунке 3. Для изготовления ахроматных объективов используются стекла с нормальной дисперсией, которые имеют почти линейное уменьшение показателя преломления с увеличением длины волны.Только две длины волны могут иметь один и тот же фокус (см. Рисунок 3), а оставшийся вторичный спектр дает зеленоватые или пурпурные полосы на изображениях с резкими краями. В более качественных апохроматных объективах используются стекла с частичной дисперсией, где показатель преломления изменяется с длиной волны быстрее в синей или красной области. В результате апохроматы обладают высокой степенью хроматической коррекции, при которой до четырех длин волн могут иметь одно и то же местоположение изображения.

С апохроматными и флюоритовыми объективами также можно практически исключить вызванное дифракцией размытие распределения интенсивности, как показано на рисунке 4.Ахромат по-прежнему имеет значительную интенсивность в первой полосе, в то время как апохромат приближается к теоретическому пределу разрешения, когда продольная хроматическая аберрация больше, чем оптическая глубина резкости.

Поскольку для апохроматических объективов требуются элементы с аномальной дисперсией, их характеристики могут не быть идеальными для некоторых конкретных приложений, таких как возбуждение флуоресценции в ближнем ультрафиолете, дифференциальный интерференционный контраст и другие формы микроскопии, использующие поляризованный свет.По этой причине часто более подходящим является флюоритовый объектив, и на рисунке 4 показано, насколько близки эти цели к характеристикам апохроматов.

В дополнение к коррекции продольной (или осевой) хроматической аберрации, объективы микроскопов обнаруживают еще один хроматический дефект. Даже когда все три основных цвета переносятся в идентичные фокальные плоскости в осевом направлении (как во флюоритовом и апохроматном объективах), точечные изображения деталей вблизи периферии поля зрения не одинакового размера.Это происходит из-за того, что внеосевые потоки лучей рассеиваются, в результате чего составляющие длины волн формируют изображения на разной высоте в плоскости изображения. Например, синее изображение детали немного больше, чем зеленое изображение или красное изображение в белом свете, что приводит к цветовому искажению деталей образца во внешних областях поля зрения. Таким образом, зависимость осевого фокусного расстояния от длины волны дает зависимость поперечного увеличения также от длины волны. Этот дефект известен как боковая хроматическая аберрация или хроматическая разность увеличения .При освещении белым светом линза с боковой хроматической аберрацией будет создавать серию перекрывающихся изображений, различающихся как по размеру, так и по цвету. В некорректируемой системе синий компонент на 436 нм может отображаться на 1,4 процента больше, чем красный компонент на 630 нм. Боковая хроматическая аберрация больше для объективов с коротким фокусным расстоянием и может составлять от 1,1 до 1,9 процента радиального расстояния от оптической оси.

Рисунок 4 — Распределение объективной интенсивности

В микроскопах с конечной длиной тубуса для коррекции боковой хроматической аберрации используется компенсирующий окуляр с хроматической разностью увеличения, противоположной разнице увеличения объектива.Поскольку этот дефект также встречается в ахроматах с большим увеличением, компенсирующие окуляры также часто используются для таких объективов. Действительно, многие производители конструируют свои ахроматы со стандартной боковой хроматической ошибкой и используют компенсирующие окуляры для всех своих целей. Такие окуляры часто имеют надпись K или C или Compens . В результате компенсирующие окуляры имеют встроенную боковую хроматическую ошибку и сами по себе не корректируются идеально.В 1976 году компания Nikon представила оптику CF, которая исправляет боковую хроматическую аберрацию без помощи окуляра. Новые микроскопы с коррекцией на бесконечность либо полностью исправляют хроматическую аберрацию в объективе, либо используют преимущества системного объектива и тубуса для визуализации полностью скорректированного промежуточного изображения.

Наконец, интересно отметить, что человеческий глаз имеет значительную хроматическую аберрацию. К счастью, мы можем компенсировать этот артефакт, когда мозг обрабатывает изображения, но можно продемонстрировать аберрацию, используя маленькую фиолетовую точку на листе бумаги.Если поднести к глазу, фиолетовая точка в центре станет синей, окруженной красным ореолом. По мере того как бумага перемещается дальше, точка становится красной в окружении синего ореола.

Назад к Введение в стереомикроскопию

Хроматическая аберрация — Ignite Pro

Хроматическая аберрация разделяет отдельные цветовые каналы изображения и немного смещает их для создания несовершенного цветового совмещения.Это эффективно для воспроизведения призматического эффекта, часто создаваемого источниками света на камере, или для создания цветного искажения или гранжа.

  • Расстояние: Регулирует расстояние между исходным местоположением и аберрацией. Положительные значения перемещают аберрацию в направлении угла, указанного ниже. Отрицательные значения перемещают аберрацию в противоположном направлении.
  • Strength: Управляет интенсивностью аберрации.При 100% используется полное значение аномального канала. При более низких значениях эффект уменьшается.
  • Использовать линзу: Включение этого параметра открывает круговой элемент управления в средстве просмотра. Перетащите радиус круга, чтобы отрегулировать аберрацию.
  • Угол: Задает направление смещения аберрации.
  • Каналы: Выберите каналы для смещения. Канал, не внесенный в список, остается в исходном положении.
    • Красный и Синий: Смещение красного и синего каналов в противоположных направлениях.
    • Красный и зеленый: Смещение красного и зеленого каналов в противоположных направлениях.
    • Зеленый и синий: Смещение зеленого и синего каналов в противоположных направлениях.

Радиус

Каждый канал можно размыть независимо. Эти элементы управления определяют радиус размытия, применяемого к каждому каналу.

  • Красный: Укажите радиус размытия, применяемого к красному каналу.
  • Зеленый: Укажите радиус размытия, применяемого к зеленому каналу.
  • Синий: Укажите радиус размытия, применяемого к синему каналу.
  • Альфа: Укажите радиус размытия, применяемого к альфа-каналу.

Размер

Выберите размер, в котором применяется размытие. Размер можно настроить для каждого канала или для всех каналов сразу.

  • Переключить все размеры: Синхронизирует все каналы с одинаковой настройкой, затем изменяет настройку, применяемую ко всем каналам вместе, для их синхронизации.
  • Красный: Регулирует размер размытия красного канала.
  • Зеленый: Регулирует размер размытия зеленого канала.
  • Синий: Регулирует размер размытия синего канала.
  • Alpha: Регулирует размер размытия на альфа-канале.
    • По горизонтали и вертикали: Выбор этого параметра для любого канала размывает канал в обоих измерениях.
    • По горизонтали: Выбор этого параметра для любого канала размывает канал слева направо по оси X.
    • По вертикали: Выбор этого параметра для любого канала размывает канал сверху вниз по оси Y.

Что такое хроматическая аберрация? (И как это исправить в Photoshop или Lightroom)

Последнее обновление: среда, 10 февраля 2021 г. 21:09

Изображение предоставлено: Barbulat через iStock

Хроматическая аберрация — распространенная проблема в фотографии, но многие фотографы не совсем уверены, что это, не говоря уже о том, как это исправить.

В этом уроке вы не только узнаете, что такое хроматическая аберрация, но также узнаете ее различные типы, как она влияет на внешний вид ваших изображений и как вносить коррективы в Photoshop или Lightroom, чтобы ваши конечные изображения были четкими и четкими без уродливых изображений. артефакты.

Приступим!

Что такое хроматическая аберрация?

Известная как цветная окантовка или пурпурная окантовка , хроматическая аберрация — это оптическая проблема, которая возникает, когда происходит одно из двух.

Во-первых, это происходит, когда линза не может сфокусировать все длины волн цвета в одной плоскости. Во-вторых, проблема также может возникать, когда цветовые волны фокусируются на разных областях фокальной плоскости.

Снимок экрана YouTube / Пророчество пикселей

На изображении выше вы можете увидеть, насколько ярко выражена эта окантовка.

Бахрома обычно возникает чаще всего на высококонтрастных изображениях и проявляется в виде зеленых, синих, красных, пурпурных, пурпурных или желтых артефактов по краям объектов на фотографии.

Это явление вызвано дисперсией объектива , которая возникает при прохождении разных цветов с разной скоростью через объектив камеры.

Чтобы получить полное представление о хроматической аберрации, включая обсуждение того, почему важно знать, что это такое и как она влияет на ваши изображения, посмотрите видео выше от Pixel Prophecy.

Типы хроматической аберрации

Изображение предоставлено: Stan Zurek [GFDL (http: // www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) или CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org /licenses/by-sa/2.5)], из Wikimedia Commons

Существует два типа хроматической аберрации: осевая и поперечная.

Осевые аберрации, или продольные хроматические аберрации, возникают, когда свет различных длин волн фокусируется на разных расстояниях от линзы, этот процесс называется смещением фокуса . Этот тип аберрации чаще всего возникает при использовании больших фокусных расстояний.

Результатом осевых аберраций является размытие цветов как перед, так и за точкой фокусировки. Это наиболее заметно по краям очень ярких участков изображения.

Поперечные аберрации, также известные как боковые хроматические аберрации, возникают, когда световые волны с длиной волны фокусируются в различных точках вдоль фокальной плоскости. Это вызвано увеличением линзы, а также искажением линзы, которые зависят от длины волны. Этот тип аберрации более выражен при использовании коротких фокусных расстояний и проявляется в виде цветной окантовки.

На изображении выше показано изображение, полученное с помощью высококачественного объектива без хроматических аберраций и низкокачественного объектива (внизу), который демонстрирует значительные поперечные аберрации.

Подробнее:

Как уменьшить хроматическую аберрацию?

К счастью, даже несмотря на то, что хроматическая аберрация чрезвычайно уродлива, вы можете исправить ее в Photoshop.

В видео выше Джимми Макинтайр описывает пять различных способов исправить хроматические аберрации в Photoshop.К ним относятся:

  • Adobe Camera RAW или Коррекция объектива Lightroom для уменьшения хроматической аберрации
  • Размытие по Гауссу и режим наложения цвета
  • Клонировать цвет
  • Фильтр коррекции объектива
  • Обесцвечивание

Каждый из этих методов действительно прост в реализации и почти мгновенно!

Подробнее :

Как удалить хроматическую аберрацию в Lightroom

Если вы в основном используете Lightroom, исправление хроматической аберрации также выполняется легко.

На видео выше Phillip Haumesser Photography предлагает подробный обзор процесса.

Как видите, очистка изображения и удаление цветной окантовки занимает всего пару минут.

Думаю, вы согласитесь, что конечный результат — значительное улучшение!

Тот факт, что хроматические аберрации так легко уменьшить, — это хорошо, учитывая, что большинство объективов — даже дорогих со специальными элементами со сверхнизкой дисперсией, предназначенными для уменьшения аберраций, — все еще имеют некоторую окантовку.

К счастью, с этими советами вы можете очистить свои изображения и избавиться от бахромы всего за несколько минут!

Подробнее:

Привет из PT!

Советы по постобработке фотографий

Не хватает фотографий для отработки навыков обработки фотографий?

Подарите себе бесконечную коллекцию красивых фотографий, открыв последние секреты поиска потрясающих снимков в любом месте и в любое время с нашим 30-дневным творческим испытанием глаз.

Хроматическая аберрация

Другой подход к уменьшению хроматической аберрации заключается в использовании двух положительных линз, разделенных половиной суммы их длин волн. Две одинаковые положительные линзы используются в окулярах, таких как окуляр Рамсдена, для коррекции.

В этом подходе к минимизации хроматической аберрации используются две линзы из стекла одного и того же типа, так что имеется только один показатель преломления n, а выражение для объединенной силы комбинации линз зависит от этого показателя преломления.Если вы возьмете производную выражения мощности по n и установите ее равной нулю, вы сможете найти необходимое разделение линз, которое сделает эту производную равной нулю. Изменение показателя преломления в зависимости от длины волны или цвета света называется дисперсией, а нулевая производная означает, что дисперсия равна нулю. Если мощность не зависит от показателя преломления n, вы устранили хроматическую аберрацию. Предостережение заключается в том, что эти выражения предполагают тонкие линзы и параксиальные лучи (близко к оптической оси), поэтому это не идеальное решение.

Сила пары тонких линз определяется выражением

, где сила индивидуальной линзы для тонкой линзы может быть выражена как

из формулы производителей линз. Здесь K будет использоваться для представления зависимости от радиусов поверхностей линз. Тогда мощность пары линз равна

Производная степени по n равна

Это условие отсутствия изменения оптической силы линзы по отношению к индексу n, т. Е. Нулевой хроматической аберрации.Умножение на (n-1) позволяет нам выразить это через оптическую силу линз и выход

А используя P = 1 / f, это можно выразить через фокусные расстояния.

Обратите внимание, что если f 1 = f 2 , разделение просто равно фокусному расстоянию каждой из линз, и это условие используется для окуляра Рамсдена, как упомянуто выше.

Индекс

Концепции линз

Ссылка
Meyer-Arendt, Ch 5,4th Ed.

Что такое хроматическая аберрация? (и как это исправить!)

Вы когда-нибудь слышали выражение «дьявол кроется в деталях»? В фотографии дьявол — хроматическая аберрация (CA).

Из этой статьи вы узнаете, как работать с CA. Во-первых, свернув его в камере. Затем, исправив его при постобработке с помощью Adobe Lightroom.

Вверху: Рассвет на пляже на острове Керкира (Греция). Внизу: 100% кадрирование на стыковке показывает CA по контрастным краям.

[ Примечание: ExpertPhotography поддерживается читателями. Ссылки на продукты на ExpertPhotography — это реферальные ссылки. Если вы воспользуетесь одним из них и что-то купите, мы заработаем немного денег. Нужна дополнительная информация? Посмотрите, как это все работает. ]

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация обычно проявляется в виде фиолетовых / красных / синих / голубых / зеленых полос. Их можно увидеть по краям с высокой контрастностью. С точки зрения непрофессионала, CA означает нахождение цветов там, где их не должно быть.

Каждый цвет ведет себя по-своему при прохождении через материал. Призма «разгоняет» их, и они образуют знакомую радугу.

Показатель преломления вызывает дисперсию. Это показатель материала, через который проходит свет. Преломление сильнее для света с короткими длинами волн (синий). Он менее интенсивен для длинноволнового света (красный). Различные виды очков вызывают преломление или рассеяние различной интенсивности.

Существует два типа хроматической аберрации: продольная и боковая хроматическая аберрация.

Рассеяние белого света, проходящего через призму. Кредит изображения: Википедия

Продольная хроматическая аберрация

Оптическая схема, иллюстрирующая продольную (или осевую) хроматическую аберрацию, LoCA (слева). Как это выглядит на фотографиях (справа).

Что такое продольная хроматическая аберрация?

Продольная хроматическая аберрация (LoCA) также известна как «осевая» аберрация.

Появляется, когда объектив не может сфокусироваться на всех цветах в своей фокальной плоскости (датчике).

Затем один или несколько цветов фокусируются перед фокальной плоскостью или за ней.

Как выглядит LoCA?

LoCA появляется в высококонтрастных областях и виден либо по краям, либо в центре кадра.

Он представляет собой размытую фиолетовую или зеленую кайму. Он находится либо впереди, либо за объектом в фокусе.

На изображении ниже показаны некоторые хроматические аберрации. Он проходит по всем контрастным краям, независимо от их положения в кадре.

На этом изображении представлены фиолетовые полосы, то есть хроматическая аберрация.

LoCA легко идентифицировать. Он меняет цвета, когда вы фокусируетесь перед объектом или за ним. И он исчезает на узкой диафрагме.

Взгляните на изображение ниже. Размытый фиолетовый цвет на изображении, сделанном при f / 1.4, находится перед краем окна. И не только рядом. Это затрудняет исправление при постобработке.

LoCA меняет цвет с фиолетового на зеленый при изменении фокуса (слева). Пропадает при опускании объектива (справа)

Поперечная хроматическая аберрация

Оптическая схема, иллюстрирующая поперечную (или боковую) хроматическую аберрацию, TCA (слева).Как это выглядит на фотографиях (справа).

Что такое поперечная хроматическая аберрация?

Поперечная хроматическая аберрация, TCA, также известна как боковая. Это происходит, когда цвета находятся в фокальной плоскости, но не все в одной точке.

Он больше присутствует к краям рамки и не показан в центральной части рамки.

Как выглядит поперечная хроматическая аберрация?

Поперечная хроматическая аберрация выглядит как резкая цветная окантовка.Это рядом с контрастными краями темной или светлой области.

Цветные полосы — это дополнительные цвета по противоположным краям. Левая сторона зеленая, правая красная и так далее.

Понижение линзы не исправляет TCA.

Это 100% кадрирование начального изображения демонстрирует довольно сильный TCA вдоль полюсов док-станции.

Как уменьшить хроматическую аберрацию на камере

Промышленность по производству линз прилагает большие усилия для минимизации CA в своих линзах. Они делают это с помощью оптического стекла с низкой дисперсией и оптических элементов.

Апохроматические линзы, например, исправляют хроматическую аберрацию. Но неизбежно определенное количество как LoCA, так и TCA.

Высококачественные линзы демонстрируют гораздо меньше CA, чем:

  • дешевые линзы
  • светосильные линзы при широко открытой диафрагме
  • старые устаревшие линзы
  • дешевые телеконвертеры и конвертеры широкоугольных объективов

Как избежать CA в камере:

  • Избегайте высококонтрастных сцен
  • Точная фокусировка для уменьшения размытия LoCA и уменьшения размера изображения
  • Отодвиньте линзу на 1 или 2 ступени, т.е.е., используя отверстия меньшего размера, удалить LoCA
  • Поместите объект в центр кадра, чтобы освободить его от TCA, и кадрируйте позже, чтобы восстановить лучшую композицию
  • Экспонируйте основные моменты, избегая их взрыва
  • Избегайте использования самого короткого и самого длинного фокусного расстояния на зум-объективах
  • Поэкспериментируйте с разным расстоянием между вами и объектом.

Как исправить хроматические аберрации в Adobe Lightroom

TCA обычно легче исправить при постобработке, чем LoCA.Adobe Lightroom позволяет удалить (или уменьшить) и то, и другое несколькими щелчками мыши.

Вы можете найти как автоматическую, так и ручную коррекцию CA. Он находится на панели «Коррекция линз» модуля «Разработка».

Автоматическая коррекция CA (слева) и настройки удаления границ для ручной коррекции CA.

Автоматическая коррекция хроматической аберрации

Нет ничего проще. Установите флажок Remove Chromatic Aberration на панели Lens Corrections -> Profile . Теперь позвольте Lightroom творить чудеса.

Сравнение исходного изображения с видимым TCA (вверху) и автокорректированным изображением (внизу).

Ручная коррекция хроматической аберрации

Иногда автоматическая коррекция CA не удаляет всю хроматическую аберрацию. В этих случаях вы можете перейти на панель Lens Corrections -> Manual.

Используйте глазную каплю в разделе «Устранение бровей», чтобы взять образец CA вдоль затронутых краев.

При просмотре изображения на 100%, попробуйте разные точки по краям, показывающие CA.Таким образом вы получите лучший глобальный результат.

Повторите процедуру для фиолетового / красного и синего / зеленого цветов.

Существует также способ исправить CA вручную. Это состоит из манипулирования ползунками количества и цветового тона. Вы можете найти их в разделе «Устранение бровей» на панели «Вручную».

Эти ползунки управляют шириной в пикселях цветной каймы и ее цветовым оттенком. Доступны как с фиолетовой, так и с зеленой окантовкой.

То же изображение, что и раньше, но на этот раз я исправил AC.

Вы также можете манипулировать ползунками для дальнейшего уменьшения или полного удаления CA.

При использовании ручного метода корректировки AC не сосредотачивайтесь только на краях, которые вы сэмплируете. Также проверьте остальную часть изображения.

Не заходите слишком далеко с поправкой. Это может повлиять на некоторые другие части вашего изображения.

Увеличение оттенка фиолетового цвета имело некоторые негативные последствия. Некоторые участки церкви в центре кадра затемнены.

Как проверить свой объектив на CA

Щелкните правой кнопкой мыши изображение ниже, чтобы загрузить диаграмму, которую я использую для проверки моего объектива на соответствие CA.Распечатайте его или отобразите в полноэкранном режиме на мониторе с максимальной яркостью.

Пользовательская таблица, которую я использую для тестирования своего объектива на CA. Щелкните его правой кнопкой мыши, чтобы загрузить.

Теперь вы можете начать тестирование вашего объектива на предмет хроматической аберрации. Сделайте снимок и просмотрите его.

Ниже приведен результат, полученный мной с моим Sony Rx100 Mk2, и диаграмма, отображаемая на моем компьютере.

Тестирование объектива Sony RX100 Mk2 в эквиваленте 28 мм и f / 1,8 против CA. CA был увеличен в камере и при постобработке, чтобы сделать его более заметным.

Объектив Sony RX100 Mk2 имеет TCA (корректируется программно). И по LoCA (исправлено методом глазных капель).

Я работал над увеличением количества CA в изображении. Но до полного удаления CA в постобработке Lightroom оставалось еще два клика (см. Изображение ниже).

CA исправленная версия предыдущего изображения.

Заключение

Если на ваших фотографиях видны хроматические аберрации, не паникуйте! Прочитав эту статью, вы теперь знаете несколько советов и приемов, как избавиться от CA.

Вы можете минимизировать CA на камере. И вы можете исправить это при постобработке.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *