Priečna sférická aberácia. Základný výskum. Zníženie a korekcia

Aberácie fotografického objektívu sú to posledné, na čo by mal začínajúci fotograf myslieť. Absolútne neovplyvňujú umeleckú hodnotu vašich fotografií a ich vplyv na technickú kvalitu fotografií je zanedbateľný. Ak však neviete, čo so svojím časom, prečítanie tohto článku vám pomôže pochopiť rozmanitosť optických aberácií a spôsoby ich riešenia, čo je, samozrejme, pre skutočného fotoerudovaného človeka neoceniteľné.

Aberácie optickej sústavy (v našom prípade fotografického objektívu) sú nedokonalosti obrazu, ktoré sú spôsobené odchýlkou svetelných lúčov od dráhy, po ktorej by sa mali v ideálnej (absolútnej) optickej sústave uberať.

Svetlo z akéhokoľvek bodového zdroja prechádzajúce ideálnou šošovkou by vytvorilo nekonečne malý bod v rovine matrice alebo filmu. V skutočnosti sa tak, prirodzene, nedeje a pointa sa mení na tzv. rozptylový bod, ale optickí inžinieri, ktorí vyvíjajú šošovky, sa snažia čo najviac priblížiť ideálu.

Rozlišujú sa monochromatické aberácie, ktoré sú rovnako vlastné svetelným lúčom akejkoľvek vlnovej dĺžky, a chromatické aberácie, ktoré závisia od vlnovej dĺžky, t.j. od farby.

Komatická aberácia alebo kóma nastáva, keď svetelné lúče prechádzajú šošovkou pod uhlom k optickej osi. Výsledkom je, že obraz bodových svetelných zdrojov na okrajoch rámu nadobúda vzhľad asymetrických škvŕn v tvare kvapky (alebo v závažných prípadoch v tvare kométy).

Komatická aberácia.

Pri fotení s doširoka otvorenou clonou môže byť na okrajoch rámu viditeľná kóma. Keďže zastavenie znižuje počet lúčov prechádzajúcich okrajom šošovky, má tendenciu eliminovať komatické aberácie.

Štrukturálne sa kóma rieši v podstate rovnakým spôsobom ako sférické aberácie.

Astigmatizmus

Astigmatizmus sa prejavuje tak, že pre naklonený (nie rovnobežný s optickou osou šošovky) lúč svetla, lúče ležiace v poludníkovej rovine, t.j. rovina, do ktorej patrí optická os, sú zaostrené iným spôsobom ako lúče ležiace v sagitálnej rovine, ktorá je kolmá na poludníkovú rovinu. To v konečnom dôsledku vedie k asymetrickému roztiahnutiu miesta rozmazania. Astigmatizmus je viditeľný okolo okrajov obrazu, ale nie v strede.

Astigmatizmus je ťažko pochopiteľný, preto sa ho pokúsim ilustrovať na jednoduchom príklade. Ak si predstavíme, že obraz písm A sa nachádza v hornej časti rámu, potom s astigmatizmom šošovky by to vyzeralo takto:


Meridiálne zameranie.	Sagitálne zameranie.

Keď sa snažíme dosiahnuť kompromis, skončíme s všeobecne rozmazaným obrazom.	Originálny obraz bez astigmatizmu.

Na korekciu astigmatického rozdielu medzi meridionálnym a sagitálnym ohniskom sú potrebné aspoň tri prvky (zvyčajne dva konvexné a jeden konkávny).

Zjavný astigmatizmus v moderných šošovkách zvyčajne naznačuje, že jeden alebo viac prvkov nie je paralelných, čo je jasná chyba.

Pod zakrivením obrazového poľa rozumieme jav charakteristický pre mnohé šošovky, pri ktorom vzniká ostrý obraz plochý objekt je zaostrený šošovkou nie na rovinu, ale na nejaký zakrivený povrch. Napríklad mnohé širokouhlé šošovky vykazujú výrazné zakrivenie obrazového poľa, v dôsledku čoho sa zdá, že okraje záberu sú zaostrené bližšie k pozorovateľovi ako stred. Pri teleobjektívoch je zakrivenie obrazového poľa väčšinou vyjadrené slabo, no pri makroobjektívoch je takmer úplne korigované – rovina ideálneho zaostrenia sa stáva skutočne plochou.

Zakrivenie poľa sa považuje za aberáciu, pretože pri fotografovaní plochého objektu (testovacieho stola alebo tehlovej steny) so zaostrovaním v strede obrazového poľa budú jeho okraje nevyhnutne neostré, čo sa môže omylom považovať za rozmazanie. objektív. V skutočnom fotografickom živote sa však s plochými objektmi stretávame len zriedka – svet okolo nás je trojrozmerný – a preto sa prikláňam k tomu, že zakrivenie poľa vlastné širokouhlým objektívom považujem skôr za ich výhodu ako nevýhodu. Zakrivenie obrazového poľa umožňuje, aby popredie aj pozadie boli rovnako ostré súčasne. Posúďte sami: stred väčšiny širokouhlých kompozícií je v diaľke, zatiaľ čo objekty v popredí sú umiestnené bližšie k rohom rámu, ako aj dole. Zakrivenie poľa ich robí ostrými, čím sa eliminuje potreba príliš zatvárať clonu.

Zakrivenie poľa umožnilo pri zaostrení na vzdialené stromy dostať aj ostré bloky mramoru vľavo dole.
Nejaká neostrosť na oblohe a vo vzdialených kríkoch napravo mi v tejto scéne veľmi neprekážala.

Treba však pamätať na to, že pre objektívy s výrazným zakrivením obrazového poľa je nevhodný spôsob automatického zaostrovania, pri ktorom najprv pomocou centrálneho zaostrovacieho snímača zaostríte na objekt, ktorý je vám najbližšie, a potom prekomponujete záber (viď. „Ako používať automatické zaostrovanie“). Keďže sa objekt bude pohybovať zo stredu rámčeka na okraj, riskujete zaostrenie vpredu v dôsledku zakrivenia poľa. Pre dokonalé zaostrenie budete musieť vykonať príslušné úpravy.

Skreslenie

Skreslenie je aberácia, pri ktorej šošovka odmieta zobraziť rovné čiary ako rovné. Geometricky to znamená porušenie podobnosti medzi objektom a jeho obrazom v dôsledku zmeny lineárneho zväčšenia v zornom poli šošovky.

Existujú dva najbežnejšie typy skreslenia: poduškovité a súdkovité.

O súdkové skreslenie Lineárne zväčšenie sa zmenšuje, keď sa vzďaľujete od optickej osi objektívu, čo spôsobuje, že priame čiary na okrajoch rámu sa zakrivujú smerom von, čo dodáva obrazu vypuklý vzhľad.

O poduškovité skreslenie lineárne zväčšenie sa naopak zvyšuje so vzdialenosťou od optickej osi. Priame čiary sa ohýbajú dovnútra a obraz sa javí ako konkávny.

Okrem toho dochádza ku komplexnému skresleniu, kedy lineárne zväčšenie najprv klesá so vzdialenosťou od optickej osi, no bližšie k rohom rámu sa začína opäť zvyšovať. V tomto prípade rovné čiary nadobúdajú tvar fúzov.

Skreslenie je najvýraznejšie u objektívov so zoomom, najmä pri veľkom zväčšení, ale je viditeľné aj u objektívov s pevnou ohniskovou vzdialenosťou. Širokouhlé objektívy majú tendenciu mať súdkové skreslenie (extrémnym príkladom sú objektívy typu rybie oko), zatiaľ čo teleobjektívy majú tendenciu mať poduškovité skreslenie. Normálne šošovky sú spravidla najmenej náchylné na skreslenie, ale je úplne opravené iba v dobrých makroobjektívoch.

Pri objektívoch so zoomom môžete často vidieť súdkovité skreslenie v širokouhlej polohe a poduškovité skreslenie v polohe teleobjektívu, pričom stred rozsahu ohniskovej vzdialenosti je prakticky bez skreslenia.

Závažnosť skreslenia sa môže líšiť aj v závislosti od zaostrovacej vzdialenosti: pri mnohých objektívoch je skreslenie zrejmé pri zaostrení na blízky objekt, ale pri zaostrení na nekonečno sa stáva takmer neviditeľným.

V 21. storočí skreslenie nie je velky problem. Takmer všetky konvertory RAW a mnohé grafické editory umožňujú korigovať skreslenie pri spracovaní fotografií a mnohé moderné fotoaparáty to dokonca robia samy pri fotografovaní. Softvérová korekcia skreslenia so správnym profilom poskytuje vynikajúce výsledky a takmer neovplyvňuje ostrosť obrazu.

Chcel by som tiež poznamenať, že v praxi sa korekcia skreslenia veľmi často nevyžaduje, pretože skreslenie je viditeľné voľným okom iba vtedy, keď sú na okrajoch rámu zjavne rovné čiary (horizont, steny budov, stĺpy). Pri scénach, ktoré nemajú na periférii striktne lineárne prvky, skreslenie spravidla vôbec nebolí oči.

Chromatické aberácie

Chromatické alebo farebné aberácie sú spôsobené rozptylom svetla. Nie je žiadnym tajomstvom, že index lomu optického média závisí od vlnovej dĺžky svetla. Krátke vlny majú vyšší stupeň lomu ako dlhé vlny, t.j. Modré lúče sa šošovkami lámu silnejšie ako červené. V dôsledku toho sa obrazy objektu vytvoreného lúčmi rôznych farieb nemusia navzájom zhodovať, čo vedie k vzniku farebných artefaktov, ktoré sa nazývajú chromatické aberácie.

Pri čiernobielej fotografii nie sú chromatické aberácie také badateľné ako pri farebnej, no napriek tomu výrazne zhoršujú ostrosť aj čiernobielej snímky.

Existujú dva hlavné typy chromatickej aberácie: pozičná chromatickosť (pozdĺžna chromatická aberácia) a farebnosť zväčšenia (rozdiel chromatického zväčšenia). Každá z chromatických aberácií môže byť primárna alebo sekundárna. Medzi chromatické aberácie patria aj chromatické rozdiely v geometrických aberáciách, t.j. rôznej závažnosti monochromatických aberácií pre vlny rôznych dĺžok.

Chromatizmus polohy

Polohový chromatizmus alebo pozdĺžna chromatická aberácia nastáva, keď sú svetelné lúče rôznych vlnových dĺžok zaostrené v rôznych rovinách. Inými slovami, modré lúče sú zaostrené bližšie k zadnej hlavnej rovine šošovky a červené lúče sú zaostrené ďalej ako zelené, t.j. Pre modré je predné zaostrenie a pre červené zadné zaostrenie.

Chromatizmus polohy.

Našťastie pre nás sa naučili korigovať chromatickosť situácie ešte v 18. storočí. spojením zbernej a divergujúcej šošovky vyrobenej zo skla s rôznymi indexmi lomu. Výsledkom je, že pozdĺžna chromatická aberácia pazúrikovej (konvergentnej) šošovky je kompenzovaná aberáciou korunkovej (difúznej) šošovky a svetelné lúče rôznych vlnových dĺžok môžu byť zaostrené v jednom bode.

Korekcia chromatickej polohy.

Šošovky, v ktorých je korigovaný chromatizmus polohy, sa nazývajú achromatické. Takmer všetky moderné šošovky sú achromatické, takže na pozičný chromatizmus dnes môžete pokojne zabudnúť.

Zvýšenie chromatizmu

K chromatickému zväčšeniu dochádza v dôsledku skutočnosti, že lineárne zväčšenie šošovky sa pri rôznych farbách líši. V dôsledku toho majú obrazy tvorené lúčmi rôznych vlnových dĺžok mierne odlišné veľkosti. Keďže obrazy rôznych farieb sú vycentrované na optickej osi šošovky, farebnosť zväčšenia chýba v strede rámu, ale zvyšuje sa smerom k jeho okrajom.

Chromatizmus zväčšenia sa objavuje na okraji obrazu vo forme farebného okraja okolo predmetov s ostrými kontrastnými okrajmi, ako sú tmavé konáre stromov oproti svetlej oblohe. V oblastiach, kde sa takéto predmety nenachádzajú, nemusí byť farebné lemovanie viditeľné, ale celková jasnosť aj tak klesne.

Pri navrhovaní šošovky je oveľa ťažšie korigovať chromatickosť zväčšenia ako chromatizmus polohy, takže túto aberáciu možno pozorovať v rôznej miere u mnohých šošoviek. Týka sa to predovšetkým zoomových objektívov s veľkým zväčšením, najmä v širokouhlej polohe.

Chromatizmus zväčšenia však dnes nie je dôvodom na obavy, pretože ho softvérovo pomerne ľahko koriguje. Všetky dobré RAW konvertory sú schopné automaticky eliminovať chromatické aberácie. Čoraz viac digitálnych fotoaparátov je navyše vybavených funkciou korekcie aberácií pri snímaní do formátu JPEG. To znamená, že mnohé objektívy, ktoré boli v minulosti považované za priemerné, dnes dokážu s pomocou digitálnych bariel poskytnúť celkom slušnú kvalitu obrazu.

Primárne a sekundárne chromatické aberácie

Chromatické aberácie sa delia na primárne a sekundárne.

Primárne chromatické aberácie sú chromatizmy v ich pôvodnej nekorigovanej forme, spôsobené rôznymi stupňami lomu lúčov rôznych farieb. Artefakty primárnych aberácií sú namaľované v extrémnych farbách spektra – modrofialovej a červenej.

Pri korekcii chromatických aberácií sa eliminuje chromatický rozdiel na okrajoch spektra, t.j. modré a červené lúče sa začnú zaostrovať v jednom bode, ktorý sa, žiaľ, nemusí zhodovať s bodom zaostrenia zelených lúčov. V tomto prípade vzniká sekundárne spektrum, pretože chromatický rozdiel pre stred primárneho spektra (zelené lúče) a pre jeho spojené okraje (modré a červené lúče) zostáva nevyriešený. Ide o sekundárne aberácie, ktorých artefakty sú sfarbené do zelena a fialova.

Keď sa hovorí o chromatických aberáciách moderných achromatických šošoviek, v drvivej väčšine prípadov majú na mysli sekundárny chromatizmus zväčšenia a len to. Apochromáty, t.j. Šošovky, v ktorých sú primárne aj sekundárne chromatické aberácie úplne eliminované, sú mimoriadne náročné na výrobu a je nepravdepodobné, že by sa niekedy rozšírili.

Sférochromatizmus je jediným príkladom chromatického rozdielu v geometrických aberáciách, ktorý stojí za zmienku a javí sa ako jemné sfarbenie rozostrených oblastí do extrémnych farieb sekundárneho spektra.

Sférochromatizmus sa vyskytuje, pretože sférická aberácia, diskutovaná vyššie, je zriedkavo rovnako korigovaná pre lúče rôznych farieb. V dôsledku toho môžu mať rozostrené miesta v popredí jemne fialový okraj, zatiaľ čo tie v pozadí môžu mať zelený okraj. Sférochromatizmus je najcharakteristickejší pre rýchle objektívy s dlhým ohniskom pri fotení so širokou otvorenou clonou.

Čoho by ste sa mali obávať?

Nie je potrebné sa obávať. O všetko, čoho sa treba obávať, sa už pravdepodobne postarali dizajnéri vášho objektívu.

Neexistujú žiadne ideálne šošovky, pretože korekcia niektorých aberácií vedie k posilneniu iných a dizajnér šošoviek sa spravidla snaží nájsť rozumný kompromis medzi ich vlastnosťami. Moderné zoomy už obsahujú dvadsať prvkov a netreba ich nadmieru komplikovať.

Všetky kriminálne odchýlky sú vývojármi veľmi úspešne opravené a s tými, ktoré zostali, sa dá ľahko vychádzať. Ak má váš objektív nejaké nedostatky (a väčšina šošoviek má), naučte sa ich pri svojej práci obísť. Sférická aberácia, kóma, astigmatizmus a ich chromatické rozdiely sa znížia, keď sa šošovka zastaví (pozri „Výber optimálnej clony“). Pri spracovaní fotografií je eliminované skreslenie a chromatické zväčšenie. Zakrivenie obrazového poľa vyžaduje dodatočnú pozornosť pri zaostrovaní, ale tiež nie je smrteľné.

Inými slovami, amatérsky fotograf by sa mal namiesto obviňovania z nedokonalosti zariadenia začať zdokonaľovať, a to dôkladným štúdiom svojich nástrojov a ich používaním podľa ich výhod a nevýhod.

Ďakujem za tvoju pozornosť!

Vasilij A.

Post scriptum

Ak sa vám článok zdal užitočný a poučný, môžete projekt láskavo podporiť tým, že prispejete k jeho rozvoju. Ak sa vám článok nepáčil, ale máte nápady, ako ho vylepšiť, vaša kritika bude prijatá s nemenej vďačnosťou.

Nezabudnite, že tento článok podlieha autorským právam. Opätovná tlač a citovanie sú povolené za predpokladu, že existuje platný odkaz na zdroj a použitý text nesmie byť žiadnym spôsobom zdeformovaný alebo upravený.

Obr.1 Ilustrácia nekorigovanej sférickej aberácie. Povrch na okraji šošovky má ohniskovú vzdialenosť kratšiu ako v strede.

Väčšina fotografických šošoviek pozostáva z prvkov so sférickým povrchom. Takéto prvky sa vyrábajú pomerne ľahko, ale ich tvar nie je ideálny na vytváranie obrazu.

Sférická aberácia- je to jedna z chýb pri tvorbe obrazu, ktorá vzniká v dôsledku sférického tvaru šošovky. Ryža. Obrázok 1 znázorňuje sférickú aberáciu pre pozitívnu šošovku.

Lúče, ktoré prechádzajú šošovkou ďalej od optickej osi, sú zaostrené na mieste s. Lúče, ktoré prechádzajú bližšie k optickej osi, sú zaostrené na mieste a, sú bližšie k povrchu šošovky. Poloha ohniska teda závisí od miesta, v ktorom lúče prechádzajú šošovkou.

Ak je okrajové ohnisko bližšie k šošovke ako axiálne ohnisko, ako sa to stáva pri kladnej šošovke Obr. 1, potom hovoria, že sférická aberácia neopravené. Naopak, ak je okrajové ohnisko za axiálnym ohniskom, potom sa hovorí o sférickej aberácii znovu opravené.

Obraz bodu vytvorený šošovkou so sférickými aberáciami sa zvyčajne získa bodmi obklopenými svetelnou aureolou. Sférická aberácia sa na fotografiách zvyčajne objavuje zmäkčením kontrastu a rozmazaním jemných detailov.

Sférická aberácia je rovnomerná v celom poli, čo znamená, že pozdĺžne ohnisko medzi okrajmi šošovky a stredom nezávisí od sklonu lúčov.

Z obr. 1 sa zdá, že nie je možné dosiahnuť dobrú ostrosť na šošovke so sférickou aberáciou. V akejkoľvek polohe za objektívom na fotocitlivom prvku (film alebo snímač) sa namiesto čistého bodu premietne rozmazaný disk.

Existuje však geometricky „najlepšie“ ohnisko, ktoré zodpovedá disku s najmenším rozmazaním. Tento jedinečný súbor svetelných kužeľov má minimálny prierez v polohe b.

Posun zaostrenia

Keď je clona za šošovkou, dochádza k zaujímavému javu. Ak je clona uzavretá tak, že oddeľuje lúče na okraji šošovky, ohnisko sa posunie doprava. Pri veľmi zatvorenej clone bude najlepšie zaostrenie pozorované v polohe c, to znamená, že polohy diskov s najmenším rozmazaním pri zatvorenej clone a pri otvorenej clone sa budú líšiť.

Ak chcete dosiahnuť najlepšiu ostrosť pri zatvorenej clone, matrica (film) by mala byť umiestnená do polohy c. Tento príklad jasne ukazuje, že existuje možnosť, že sa nedosiahne najlepšia ostrosť, pretože väčšina fotografických systémov je navrhnutá tak, aby fungovala so širokou clonou.

Fotograf zaostrí s úplne otvorenou clonou a premietne disk s najmenším rozmazaním v polohe na snímač. b, potom sa pri snímaní clona automaticky zatvorí na nastavenú hodnotu a nič netuší, čo v tejto chvíli nasleduje posun zaostrenia, čo mu bráni dosiahnuť najlepšiu ostrosť.

Samozrejme, uzavretá clona znižuje sférické aberácie aj v bode b, no aj tak to nebude mať najlepšiu ostrosť.

Používatelia digitálnych zrkadloviek môžu zatvoriť náhľadovú clonu a zaostriť na skutočnú clonu.

Norman Goldberg navrhol automatickú kompenzáciu posunov zaostrenia. Spoločnosť Zeiss uviedla na trh rad diaľkomerových objektívov pre fotoaparáty Zeiss Ikon, ktoré sa vyznačujú špeciálne navrhnutým dizajnom, ktorý minimalizuje posun zaostrenia pri meniacich sa hodnotách clony. Zároveň sú výrazne znížené sférické aberácie v objektívoch pre fotoaparáty s diaľkomerom. Pýtate sa, aký dôležitý je posun zaostrenia pre objektívy fotoaparátu s diaľkomerom? Podľa výrobcu objektívu LEICA NOCTILUX-M 50mm f/1 je táto hodnota asi 100 mikrónov.

Vzor rozostreného rozostrenia

Vplyv sférických aberácií na zaostrený obraz je ťažko rozoznateľný, ale dá sa jasne vidieť na obrázku, ktorý je mierne rozostrený. Sférická aberácia zanecháva viditeľnú stopu v rozostrenej oblasti.

Ak sa vrátime k obr. 1, je možné poznamenať, že distribúcia intenzity svetla v rozostrenom disku v prítomnosti sférickej aberácie nie je rovnomerná.

Tehotná c rozmazaný disk sa vyznačuje jasným jadrom obklopeným slabým halo. Kým je volič rozmazania v polohe a má tmavšie jadro obklopené jasným svetelným prstencom. Takéto anomálne rozloženie svetla sa môže objaviť v rozostrenej oblasti obrazu.

Ryža. 2 Zmeny rozostrenia pred a za bodom zaostrenia

Príklad na obr. 2 znázorňuje bod v strede obrazového poľa, nasnímaný v makro režime 1:1 s objektívom 85/1,4 namontovaným na makromechovom objektíve. Keď je snímač 5 mm za najlepším zaostrením (stredný bod), rozostrený kotúč ukazuje efekt jasného prstenca (ľavý bod), podobné rozostrené kotúče sa získajú s meniskusovými reflexnými šošovkami.

A keď je snímač 5 mm pred najlepším zaostrením (t. j. bližšie k objektívu), povaha rozostrenia sa zmenila smerom k jasnému stredu obklopenému slabým halo. Ako vidíte, šošovka má prekorigovanú sférickú aberáciu, pretože sa správa opačne ako v príklade na obr. 1.

Nasledujúci príklad ilustruje vplyv dvoch aberácií na rozostrené snímky.

Na obr. 3 ukazuje kríž, ktorý bol odfotografovaný v strede rámu pomocou rovnakého objektívu 85/1,4. Makrofutra je predĺžená približne o 85 mm, čo dáva nárast približne 1:1. Kamera (matica) sa pohybovala v krokoch po 1 mm v oboch smeroch od maximálneho ohniska. Kríž je zložitejší obrázok ako bodka a farebné indikátory poskytujú vizuálne ilustrácie jeho rozmazania.

Ryža. 3 Čísla na obrázkoch označujú zmeny vo vzdialenosti od šošovky k matrici, ide o milimetre. fotoaparát sa pohybuje od -4 do +4 mm v krokoch po 1 mm od najlepšej polohy zaostrenia (0)

Sférická aberácia je zodpovedná za tvrdý charakter rozmazania pri negatívnych vzdialenostiach a za prechod na jemné rozmazanie pri pozitívnych. Zaujímavé sú aj farebné efekty, ktoré vznikajú z pozdĺžnej chromatickej aberácie (axiálna farba). Ak je šošovka zle zostavená, potom sférická aberácia a axiálna farba sú jediné aberácie, ktoré sa objavia v strede obrazu.

Sila a niekedy aj povaha sférickej aberácie najčastejšie závisí od vlnovej dĺžky svetla. V tomto prípade sa kombinovaný efekt sférickej aberácie a axiálnej farby nazýva . Z toho je zrejmé, že jav znázornený na obr. 3 ukazuje, že tento objektív nie je určený na použitie ako makro objektív. Väčšina objektívov je optimalizovaná pre zaostrovanie na blízko a zaostrovanie na nekonečno, ale nie pre makro 1:1. Pri takomto priblížení sa bežné objektívy budú správať horšie ako makro objektívy, ktoré sa používajú špeciálne na blízke vzdialenosti.

Aj keď sa však objektív používa na štandardné aplikácie, pri bežnom snímaní sa môže objaviť sférochromatizmus v rozostrenej oblasti a ovplyvniť kvalitu.

závery
Samozrejme, ilustrácia na obr. 1 je prehnané. V skutočnosti je množstvo zvyškových sférických aberácií vo fotografických šošovkách malé. Tento efekt je výrazne znížený kombináciou prvkov objektívu na kompenzáciu súčtu protichodných sférických aberácií, použitím vysokokvalitného skla, starostlivo navrhnutej geometrie objektívu a použitia asférických prvkov. Okrem toho je možné použiť plávajúce prvky na zníženie sférických aberácií v určitom rozsahu pracovných vzdialeností.

V prípade objektívov s nekorigovanou sférickou aberáciou je účinným spôsobom zlepšenia kvality obrazu uzavretie clony. Pre nekorigovaný prvok na obr. 1 Priemer rozostrovacích kotúčov sa zmenšuje úmerne s kockou priemeru clony.

Táto závislosť sa môže líšiť pre zvyškové sférické aberácie v zložitých dizajnoch šošoviek, ale spravidla už uzavretie clony o jednu zarážku dáva viditeľné zlepšenie obrazu.

Prípadne, namiesto boja proti sférickej aberácii, ju môže fotograf zámerne zneužiť. Zmäkčovacie filtre Zeiss napriek plochému povrchu dodávajú obrazu sférické aberácie. Sú obľúbené medzi portrétnymi fotografmi na dosiahnutie jemného efektu a pôsobivého obrazu.

Zo všetkých typov aberácií je sférická aberácia najvýznamnejšia a vo väčšine prípadov jediná prakticky významná pre optickú sústavu oka. Keďže normálne oko upriamuje svoj pohľad vždy na momentálne najdôležitejší objekt, eliminujú sa aberácie spôsobené šikmým dopadom svetelných lúčov (kóma, astigmatizmus). Týmto spôsobom nie je možné eliminovať sférickú aberáciu. Ak sú refrakčné plochy optického systému oka sférické, nie je možné sférickú aberáciu žiadnym spôsobom eliminovať. Jeho skresľujúci účinok klesá so zmenšujúcim sa priemerom zrenice, preto je pri jasnom svetle rozlíšenie oka vyššie ako pri slabom svetle, kedy sa priemer zrenice zväčšuje a veľkosť škvrny, ktorá je obrazom bodového zdroja svetla, sa tiež zvyšuje v dôsledku sférickej aberácie. Existuje len jeden spôsob, ako efektívne ovplyvniť sférickú aberáciu optického systému oka – zmenou tvaru refrakčnej plochy. Táto možnosť v zásade existuje pri chirurgickej korekcii zakrivenia rohovky a pri výmene prirodzenej šošovky, ktorá stratila svoje optické vlastnosti, napríklad v dôsledku šedého zákalu, za umelú. Umelá šošovka môže mať refrakčné plochy akéhokoľvek tvaru prístupné moderným technológiám. Štúdium vplyvu tvaru refrakčných plôch na sférickú aberáciu možno najefektívnejšie a najpresnejšie vykonať pomocou počítačového modelovania. Tu diskutujeme o pomerne jednoduchom algoritme počítačového modelovania, ktorý umožňuje vykonať takúto štúdiu, ako aj o hlavných výsledkoch získaných pomocou tohto algoritmu.

Najjednoduchší spôsob výpočtu prechodu svetelného lúča cez jeden sférický lom lomu oddeľujúci dve priehľadné médiá s rôznymi indexmi lomu. Na demonštráciu javu sférickej aberácie stačí vykonať takýto výpočet v dvojrozmernej aproximácii. Svetelný lúč je umiestnený v hlavnej rovine a smeruje na refrakčný povrch rovnobežne s hlavnou optickou osou. Priebeh tohto lúča po lomu možno opísať rovnicou kružnice, zákonom lomu a zrejmými geometrickými a trigonometrickými vzťahmi. V dôsledku riešenia zodpovedajúcej sústavy rovníc možno získať výraz pre súradnicu priesečníka tohto lúča s hlavnou optickou osou, t.j. súradnice ohniska refrakčnej plochy. Tento výraz obsahuje parametre povrchu (polomer), indexy lomu a vzdialenosť medzi hlavnou optickou osou a bodom dopadu lúča na povrch. Závislosť ohniskovej súradnice od vzdialenosti medzi optickou osou a bodom dopadu lúča je sférická aberácia. Tento vzťah sa dá ľahko vypočítať a graficky znázorniť. Pre jeden guľový povrch vychyľujúci lúče smerom k hlavnej optickej osi sa ohnisková súradnica vždy znižuje so zväčšujúcou sa vzdialenosťou medzi optickou osou a dopadajúcim lúčom. Čím ďalej od osi dopadá lúč na lámavý povrch, tým bližšie k tomuto povrchu os po lomu pretína. Ide o pozitívnu sférickú aberáciu. V dôsledku toho sa lúče dopadajúce na povrch rovnobežne s hlavnou optickou osou nezhromažďujú v jednom bode v rovine obrazu, ale vytvárajú v tejto rovine rozptylovú škvrnu konečného priemeru, čo vedie k zníženiu kontrastu obrazu, t.j. k zhoršeniu jej kvality. V jednom bode sa pretínajú len tie lúče, ktoré dopadajú na povrch veľmi blízko hlavnej optickej osi (paraxiálne lúče).

Ak sa do dráhy lúča umiestni zberná šošovka tvorená dvoma sférickými plochami, potom pomocou vyššie popísaných výpočtov možno ukázať, že takáto šošovka má aj kladnú sférickú aberáciu, t.j. lúče dopadajúce rovnobežne s hlavnou optickou osou ďalej od nej pretínajú túto os bližšie k šošovke ako lúče pohybujúce sa bližšie k osi. Sférická aberácia prakticky chýba tiež len pre paraxiálne lúče. Ak sú oba povrchy šošovky konvexné (ako šošovka), potom je sférická aberácia väčšia, ako keď je druhý refrakčný povrch šošovky konkávny (ako rohovka).

Pozitívna sférická aberácia je spôsobená nadmerným zakrivením refrakčného povrchu. Keď sa človek vzďaľuje od optickej osi, uhol medzi dotyčnicou k povrchu a kolmicou na optickú os sa zväčšuje rýchlejšie, ako je potrebné na nasmerovanie lomeného lúča do paraxiálneho ohniska. Na zníženie tohto efektu je potrebné spomaliť odchýlku dotyčnice k povrchu od kolmice k osi, keď sa od nej vzďaľuje. Na to sa musí zakrivenie povrchu zmenšovať so vzdialenosťou od optickej osi, t.j. povrch by nemal byť guľový, v ktorom je zakrivenie vo všetkých bodoch rovnaké. Inými slovami, zníženie sférickej aberácie je možné dosiahnuť len použitím šošoviek s asférickými refrakčnými plochami. Môžu to byť napríklad plochy elipsoidu, paraboloidu a hyperboloidu. V zásade je možné použiť aj iné povrchové formy. Príťažlivosť eliptických, parabolických a hyperbolických tvarov je len v tom, že sú, podobne ako sférický povrch, opísané pomerne jednoduchými analytickými vzorcami a sférickú aberáciu šošoviek s týmito povrchmi je možné celkom ľahko teoreticky študovať pomocou vyššie opísanej techniky.

Vždy je možné zvoliť parametre sférických, eliptických, parabolických a hyperbolických plôch tak, aby ich zakrivenie v strede šošovky bolo rovnaké. V tomto prípade budú pre paraxiálne lúče takéto šošovky od seba nerozoznateľné, poloha paraxiálneho ohniska bude pre tieto šošovky rovnaká. Ale keď sa budete vzďaľovať od hlavnej osi, povrchy týchto šošoviek sa budú odchyľovať od kolmice k osi rôznymi spôsobmi. Sférická plocha sa bude vychyľovať najrýchlejšie, eliptická pomalšie, parabolická ešte pomalšie a hyperbolická najpomalšie (z týchto štyroch). V rovnakom poradí sa sférická aberácia týchto šošoviek bude čoraz výraznejšie znižovať. U hyperbolickej šošovky môže sférická aberácia dokonca zmeniť znamienko - stať sa negatívnou, t.j. lúče dopadajúce na šošovku ďalej od optickej osi ju budú pretínať ďalej od šošovky ako lúče dopadajúce na šošovku bližšie k optickej osi. Pre hyperbolickú šošovku môžete dokonca zvoliť parametre refrakčných plôch, ktoré zaistia úplnú absenciu sférickej aberácie - všetky lúče dopadajúce na šošovku rovnobežne s hlavnou optickou osou v akejkoľvek vzdialenosti od nej budú po lomu zhromaždené v jednom bod na osi - ideálna šošovka. Na to musí byť prvá lomná plocha plochá a druhá konvexná hyperbolická, ktorej parametre a indexy lomu musia byť spojené určitými vzťahmi.

Použitím šošoviek s asférickými povrchmi sa teda dá sférická aberácia výrazne znížiť a dokonca úplne eliminovať. Možnosť samostatného ovplyvnenia refrakčnej sily (poloha paraxiálneho ohniska) a sférickej aberácie je spôsobená prítomnosťou asférických plôch rotácie dvoch geometrických parametrov, dvoch poloosí, ktorých výber môže zabezpečiť zníženie sférickej aberácie. bez zmeny refrakčnej sily. Sférická plocha túto možnosť nemá, má len jeden parameter - polomer a zmenou tohto parametra nie je možné zmeniť sférickú aberáciu bez zmeny refrakčnej sily. Pre rotačný paraboloid tiež takáto možnosť neexistuje, pretože rotačný paraboloid má tiež len jeden parameter - ohniskový parameter. Z troch spomínaných asférických plôch sú teda len dve vhodné na kontrolované nezávislé ovplyvňovanie sférickej aberácie – hyperbolická a eliptická.

Výber jednej šošovky s parametrami, ktoré poskytujú prijateľnú sférickú aberáciu, nie je náročný. Poskytne však takáto šošovka požadované zníženie sférickej aberácie ako súčasť optického systému oka? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné vypočítať prechod svetelných lúčov cez dve šošovky - rohovku a šošovku. Výsledkom takéhoto výpočtu bude ako doteraz graf závislosti súradníc priesečníka lúča s hlavnou optickou osou (súradnice ohniska) od vzdialenosti dopadajúceho lúča a tejto osi. Zmenou geometrických parametrov všetkých štyroch refrakčných povrchov môžete tento graf použiť na štúdium ich vplyvu na sférickú aberáciu celého optického systému oka a pokúsiť sa ju minimalizovať. Dá sa napríklad ľahko overiť, že aberácia celého optického systému oka s prirodzenou šošovkou za predpokladu, že všetky štyri refrakčné povrchy sú sférické, je zreteľne menšia ako aberácia samotnej šošovky a o niečo väčšia ako aberácia. samotnej rohovky. Pri priemere zrenice 5 mm pretínajú lúče najďalej od osi túto os približne o 8 % bližšie ako paraxiálne lúče, keď sú lomené samotnou šošovkou. Pri lámaní rohovkou samotnou s rovnakým priemerom zrenice je ohnisko pre vzdialené lúče približne o 3 % bližšie ako pre paraxiálne lúče. Celý optický systém oka s touto šošovkou a touto rohovkou zbiera vzdialené lúče asi o 4 % bližšie ako paraxiálne lúče. Dá sa povedať, že rohovka čiastočne kompenzuje sférickú aberáciu šošovky.

Je tiež vidieť, že optický systém oka pozostávajúci z rohovky a ideálnej hyperbolickej šošovky s nulovou aberáciou, inštalovanej ako šošovka, dáva sférickú aberáciu približne rovnakú ako samotná rohovka, t.j. len minimalizácia sférickej aberácie šošovky nestačí na minimalizáciu celého optického systému oka.

Aby sa teda minimalizovala sférická aberácia celého optického systému oka výberom samotnej geometrie šošovky, je potrebné zvoliť nie šošovku, ktorá má minimálnu sférickú aberáciu, ale takú, ktorá minimalizuje aberáciu v interakcii s rohovkou. Ak sú refrakčné povrchy rohovky považované za sférické, potom na takmer úplné odstránenie sférickej aberácie celého optického systému oka je potrebné vybrať šošovku s hyperbolickými refrakčnými povrchmi, ktorá ako jediná šošovka dáva znateľný (asi 17 % v tekutom prostredí oka a asi 12 % vo vzduchu) negatívna aberácia . Sférická aberácia celého optického systému oka nepresahuje 0,2 % pre žiadny priemer zrenice. Takmer rovnakú neutralizáciu sférickej aberácie optického systému oka (asi do 0,3 %) je možné dosiahnuť aj pomocou šošovky, ktorej prvá lomivá plocha je sférická a druhá hyperbolická.

Takže použitie umelej šošovky s asférickými, najmä s hyperbolickými refrakčnými povrchmi umožňuje takmer úplne eliminovať sférickú aberáciu optického systému oka a tým výrazne zlepšiť kvalitu obrazu vytváraného týmto systémom na sietnica. Ukazujú to výsledky počítačovej simulácie prechodu lúčov systémom v rámci celkom jednoduchého dvojrozmerného modelu.

Vplyv parametrov optického systému oka na kvalitu obrazu sietnice je možné demonštrovať aj pomocou oveľa zložitejšieho trojrozmerného počítačového modelu, ktorý sleduje veľmi veľké množstvo lúčov (od niekoľkých stoviek lúčov až po niekoľko sto tisíc lúče) vystupujúce z jedného zdrojového bodu a prichádzajúce do rôznych bodov sietnice v dôsledku vystavenia všetkým geometrickým aberáciám a možnému nepresnému zaostreniu systému. Sčítaním všetkých lúčov vo všetkých bodoch sietnice, ktoré tam dorazili zo všetkých zdrojových bodov, takýto model umožňuje získať obrazy rozšírených zdrojov - rôznych testovacích objektov, farebných aj čiernobielych. Takýto trojrozmerný počítačový model máme k dispozícii a jednoznačne preukazuje výrazné zlepšenie kvality obrazu sietnice pri použití vnútroočných šošoviek s asférickými refrakčnými plochami v dôsledku výrazného zníženia sférickej aberácie a tým aj zmenšenia veľkosti rozptylu. miesto na sietnici. V princípe sa dá sférická aberácia takmer úplne eliminovať a zdá sa, že veľkosť rozptylového bodu sa dá zmenšiť takmer na nulu, čím sa získa ideálny obraz.

Nemali by sme však stratiť zo zreteľa skutočnosť, že nie je možné žiadnym spôsobom získať ideálny obraz, aj keď predpokladáme, že všetky geometrické odchýlky sú úplne eliminované. Existuje zásadný limit na zmenšenie veľkosti rozptylového miesta. Tento limit je daný vlnovou povahou svetla. V súlade s teóriou difrakcie založenej na vlnových konceptoch je minimálny priemer svetelnej škvrny v obrazovej rovine v dôsledku difrakcie svetla na kruhovom otvore úmerný (s koeficientom úmernosti 2,44) súčinu ohniskovej vzdialenosti a vlnovej dĺžky svetla a nepriamo úmerné priemeru otvoru. Odhad pre optický systém oka dáva priemer rozptylovej škvrny asi 6,5 μm s priemerom zrenice 4 mm.

Nie je možné zmenšiť priemer svetelnej škvrny pod hranicu difrakcie, aj keď zákony geometrickej optiky privedú všetky lúče do jedného bodu. Difrakcia obmedzuje hranicu zlepšenia kvality obrazu, ktorú poskytuje akýkoľvek refrakčný optický systém, dokonca aj ten ideálny. Súčasne sa na získanie obrazu môže použiť difrakcia svetla, ktorá nie je horšia ako refrakcia, čo sa úspešne používa v difrakčne-refrakčných vnútroočných šošovkách. Ale to je už iná téma.

Bibliografický odkaz

Cherednik V.I., Treushnikov V.M. Sférická aberácia a asférické vnútroočné šošovky // Základný výskum. – 2007. – Číslo 8. – S. 38-41;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3359 (dátum prístupu: 23.03.2020). Dávame do pozornosti časopisy vydávané vydavateľstvom „Akadémia prírodných vied“ → Aberácia v astronómii

Slovo aberácia označuje mnoho optických efektov spojených so skreslením objektu počas pozorovania. V tomto článku budeme hovoriť o niekoľkých typoch aberácií, ktoré sú pre astronomické pozorovania najdôležitejšie.

Aberácia svetla v astronómii je to zdanlivé posunutie nebeského objektu v dôsledku konečnej rýchlosti svetla v kombinácii s pohybom pozorovaného objektu a pozorovateľa. Vplyv aberácie vedie k tomu, že zdanlivý smer k objektu sa nezhoduje s geometrickým smerom k nemu v rovnakom časovom okamihu.

Výsledkom je, že v dôsledku pohybu Zeme okolo Slnka a času, ktorý potrebuje svetlo na cestu, pozorovateľ vidí hviezdu na inom mieste, než kde sa nachádza. Ak by bola Zem nehybná, alebo keby sa svetlo šírilo okamžite, potom by neexistovala žiadna svetelná aberácia. Preto pri určovaní polohy hviezdy na oblohe pomocou ďalekohľadu nesmieme merať uhol, pod ktorým je hviezda naklonená, ale mierne ho zväčšiť v smere pohybu Zeme.

Aberačný efekt nie je veľký. Jeho najväčšia hodnota sa dosiahne za podmienky, že sa zem pohybuje kolmo na smer lúča. V tomto prípade je odchýlka polohy hviezdy iba 20,4 sekundy, pretože Zem prejde iba 30 km za 1 sekundu a svetelný lúč prejde 300 000 km.

Existuje tiež niekoľko typov geometrická aberácia. Sférická aberácia- aberácia šošovky alebo objektívu, ktorá spočíva v tom, že široký lúč monochromatického svetla vychádzajúci z bodu ležiaceho na hlavnej optickej osi šošovky sa pri prechode šošovkou nepretína v jednom, ale v mnohých bodoch umiestnené na optickej osi v rôznych vzdialenostiach od šošovky, čo vedie k rozmazaniu obrazu. Výsledkom je, že bodový objekt, ako je hviezda, možno vidieť ako malú guľu, pričom veľkosť tejto gule sa považuje za veľkosť hviezdy.

Zakrivenie obrazového poľa- aberácia, v dôsledku ktorej obraz plochého predmetu, kolmý na optickú os šošovky, leží na ploche konkávnej alebo konvexnej k šošovke. Táto aberácia spôsobuje nerovnomernú ostrosť v celom obrazovom poli. Preto, keď je stredná časť obrazu ostrá, jeho okraje budú rozostrené a obraz bude rozmazaný. Ak upravíte ostrosť pozdĺž okrajov obrázka, jeho stredná časť bude rozmazaná. Tento typ aberácie nie je pre astronómiu významný.

Tu je niekoľko ďalších typov aberácií:

Difrakčná aberácia vzniká v dôsledku difrakcie svetla na clone a ráme fotografického objektívu. Difrakčná aberácia obmedzuje rozlišovaciu schopnosť fotografického objektívu. Kvôli tejto aberácii je minimálna uhlová vzdialenosť medzi bodmi rozlíšená šošovkou obmedzená lambda/D radiánmi, kde lambda je vlnová dĺžka použitého svetla (optický rozsah zvyčajne zahŕňa elektromagnetické vlny s dĺžkou od 400 nm do 700 nm) , D je priemer šošovky. Pri pohľade na tento vzorec je jasné, aký dôležitý je priemer šošovky. Tento parameter je kľúčový pre najväčšie a najdrahšie teleskopy. Je tiež jasné, že ďalekohľad schopný vidieť v röntgenových lúčoch je v porovnaní s bežným optickým ďalekohľadom priaznivejší. Faktom je, že vlnová dĺžka röntgenového žiarenia je 100-krát kratšia ako vlnová dĺžka svetla v optickom rozsahu. Preto je pre takéto teleskopy minimálna rozpoznateľná uhlová vzdialenosť 100-krát menšia ako pre bežné optické teleskopy s rovnakým priemerom šošovky.

Štúdium aberácie umožnilo výrazne zlepšiť astronomické prístroje. V moderných ďalekohľadoch sú účinky aberácie minimalizované, ale práve aberácia obmedzuje možnosti optických prístrojov.

1. Úvod do teórie aberácií

Keď sa hovorí o výkone objektívu, často počujeme toto slovo aberácie. „Toto je výborný objektív, všetky aberácie sú v ňom prakticky opravené!“ – téza, ktorú možno veľmi často nájsť v diskusiách či recenziách. Oveľa menej často počuť diametrálne odlišný názor, napríklad: „Toto je nádherný objektív, jeho zvyškové aberácie sú dobre vyjadrené a tvoria nezvyčajne plastický a krásny vzor“...

Prečo vznikajú také rozdielne názory? Pokúsim sa odpovedať na túto otázku: nakoľko dobrý/zlý je tento fenomén pre objektívy a pre fotografické žánre všeobecne. Najprv sa však pokúsme zistiť, čo sú aberácie fotografických objektívov. Začneme teóriou a niekoľkými definíciami.

Vo všeobecnosti používajte termín Aberácia (lat. ab- „od“ + lat. errare „blúdiť, mýliť sa“) je odchýlka od normy, chyba, akési narušenie normálneho fungovania systému.

Aberácia objektívu- chyba alebo chyba obrazu v optickom systéme. Je to spôsobené tým, že v reálnom prostredí môže dôjsť k výraznej odchýlke lúčov od smeru, ktorým idú vo vypočítanej „ideálnej“ optickej sústave.

V dôsledku toho trpí všeobecne akceptovaná kvalita fotografického obrazu: nedostatočná ostrosť v strede, strata kontrastu, silné rozmazanie na okrajoch, skreslenie geometrie a priestoru, farebné halo atď.

Hlavné aberácie charakteristické pre fotografické šošovky sú nasledovné:

Komatická aberácia.
Skreslenie.
Astigmatizmus.
Zakrivenie obrazového poľa.

Predtým, ako sa bližšie pozrieme na každý z nich, pripomeňme si z článku, ako lúče prechádzajú šošovkou v ideálnom optickom systéme:

Ill. 1. Prechod lúčov v ideálnej optickej sústave.

Ako vidíme, všetky lúče sa zhromažďujú v jednom bode F - hlavnom ohnisku. Ale v skutočnosti je všetko oveľa komplikovanejšie. Podstatou optických aberácií je, že lúče dopadajúce na šošovku z jedného svetelného bodu sa nezhromažďujú v jednom bode. Pozrime sa teda, aké odchýlky sa vyskytujú v optickom systéme pri vystavení rôznym aberáciám.

Tu je tiež potrebné okamžite poznamenať, že ako v jednoduchej šošovke, tak aj v zložitej šošovke, všetky aberácie opísané nižšie pôsobia spoločne.

Akcia sférická aberácia je, že lúče dopadajúce na okraje šošovky sa zhromažďujú bližšie k šošovke ako lúče dopadajúce na centrálnu časť šošovky. V dôsledku toho sa obraz bodu v rovine objaví vo forme rozmazaného kruhu alebo disku.

Ill. 2. Sférická aberácia.

Na fotografiách sa efekty sférickej aberácie prejavia ako zmäkčený obraz. Efekt je obzvlášť často badateľný pri otvorenej clone a objektívy s väčšími clonami sú na túto aberáciu náchylnejšie. Ak sa zachová ostrosť kontúr, takýto jemný efekt môže byť veľmi užitočný pri niektorých typoch fotografie, napríklad pri portrétovaní.

Ill.3. Mäkký efekt na otvorenú clonu v dôsledku pôsobenia sférickej aberácie.

V šošovkách vyrobených výlučne zo sférických šošoviek je takmer nemožné úplne eliminovať tento typ aberácie. V ultrarýchlych objektívoch je jediným účinným spôsobom, ako to výrazne kompenzovať, použitie asférických prvkov v optickom dizajne.

3. Komatická aberácia alebo „kóma“

Ide o špeciálny typ sférickej aberácie pre bočné lúče. Jeho účinok spočíva v tom, že lúče prichádzajúce pod uhlom k optickej osi sa nezhromažďujú v jednom bode. V tomto prípade sa obraz svetelného bodu na okrajoch rámu získa vo forme „lietajúcej kométy“ a nie vo forme bodu. Kóma môže tiež spôsobiť preexponovanie oblastí snímky v rozostrenej oblasti.

Ill. 4. Kóma.

Ill. 5. Kóma na fotografii

Je to priamy dôsledok rozptylu svetla. Jeho podstatou je, že lúč bieleho svetla, ktorý prechádza šošovkou, sa rozkladá na farebné lúče, z ktorých pozostáva. Krátkovlnné lúče (modré, fialové) sa v šošovke lámu silnejšie a zbiehajú sa bližšie k nej ako lúče s dlhým ohniskom (oranžová, červená).

Ill. 6. Chromatická aberácia. F - ohnisko fialových lúčov. K - ohnisko červených lúčov.

Tu, rovnako ako v prípade sférickej aberácie, sa obraz svetelného bodu v rovine získa vo forme rozmazaného kruhu / disku.

Na fotografiách sa chromatická aberácia objavuje vo forme cudzích odtieňov a farebných obrysov v objektoch. Vplyv aberácie je badateľný najmä pri kontrastných scénach. V súčasnosti je možné CA ľahko opraviť v konvertoroch RAW, ak bolo snímanie uskutočnené vo formáte RAW.

Ill. 7. Príklad prejavu chromatickej aberácie.

5. Skreslenie

Skreslenie sa prejavuje zakrivením a skreslením geometrie fotografie. Tie. mierka obrazu sa mení so vzdialenosťou od stredu poľa k okrajom, v dôsledku čoho sa rovné čiary ohýbajú smerom k stredu alebo k okrajom.

Rozlišovať súdkovitého tvaru alebo negatívne(najtypickejšie pre široký uhol) a v tvare vankúša alebo pozitívne skreslenie (častejšie vidieť pri dlhých ohniskových vzdialenostiach).

Ill. 8. Poduškovité a súdkovité skreslenie

Skreslenie je zvyčajne oveľa výraznejšie u objektívov s premenlivou ohniskovou vzdialenosťou (zoom) ako u objektívov s pevnou ohniskovou vzdialenosťou (fixné). Niektoré efektné šošovky, ako napríklad Fish Eye, zámerne neopravujú skreslenie a dokonca ho zdôrazňujú.

Ill. 9. Výrazné súdkovité skreslenie šošovkyZenitar 16mmRybie oko.

V moderných šošovkách, vrátane tých s premenlivou ohniskovou vzdialenosťou, je skreslenie celkom efektívne korigované zavedením asférickej šošovky (alebo niekoľkých šošoviek) do optického dizajnu.

6. Astigmatizmus

Astigmatizmus(z gréckeho Stigma - bod) sa vyznačuje nemožnosťou získať obrazy svietiaceho bodu na okrajoch poľa, a to ako vo forme bodu, tak aj vo forme disku. V tomto prípade sa svetelný bod umiestnený na hlavnej optickej osi prenáša ako bod, ale ak je bod mimo tejto osi, prenáša sa ako stmavnutie, prekrížené čiary atď.

Tento jav je najčastejšie pozorovaný na okrajoch obrazu.

Ill. 10. Prejav astigmatizmu

7. Zakrivenie obrazového poľa

Zakrivenie obrazového poľa- ide o aberáciu, v dôsledku ktorej obraz plochého predmetu, kolmý na optickú os šošovky, leží na ploche konkávnej alebo konvexnej k šošovke. Táto aberácia spôsobuje nerovnomernú ostrosť v celom obrazovom poli. Keď je stredná časť obrazu ostro zaostrená, jej okraje budú rozostrené a nebudú sa zdať ostré. Ak upravíte ostrosť pozdĺž okrajov obrázka, jeho stredná časť bude rozmazaná.