Čo je sférická aberácia. Sférická aberácia v šošovkách

a astigmatizmus). Rozlišujte sférickú aberáciu tretieho, piateho a vyššieho rádu.

Encyklopedický YouTube

• 1 / 5

  Vzdialenosť δs" pozdĺž optickej osi medzi úbežníkmi nulových a extrémnych lúčov je tzv pozdĺžna sférická aberácia.

  Priemer δ" rozptylový kruh (disk) je určený vzorcom

  δ ′ = 2 h 1 δ s ′ a ′ (\displaystyle (\delta ")=(\frac (2h_(1)\delta s")(a"))),

  • 2h 1 - priemer otvoru systému;
  • a"- vzdialenosť od systému k bodu obrazu;
  • δs"- pozdĺžna aberácia.

  Pre objekty nachádzajúce sa v nekonečne

  A ′ = f ′ (\displaystyle (a")=(f")),

  Na vytvorenie charakteristickej krivky pozdĺžnej sférickej aberácie pozdĺž osi  abscisa sa vynesie pozdĺžna sférická aberácia δs", a pozdĺž  ordinátnej osi - výšky lúčov pri vstupnej zrenici h. Na vytvorenie podobnej krivky pre priečnu aberáciu sa tangenty uhlov apertúry v priestore obrazu vynesú pozdĺž osi x a polomery rozptylových kružníc sa vynesú pozdĺž osi y. δg"

  Kombináciou takýchto jednoduchých šošoviek sa dá výrazne korigovať sférická aberácia.

  Zmenšenie a oprava

  V niektorých prípadoch je možné malé množstvo sférickej aberácie tretieho rádu korigovať miernym rozostrením šošovky. V tomto prípade sa obrazová rovina posunie do tzv "rovina najlepšej inštalácie", ktorý sa spravidla nachádza v strede medzi priesečníkom axiálnych a extrémnych lúčov a nezhoduje sa s najužším bodom priesečníka všetkých lúčov širokého lúča (disk najmenšieho rozptylu). Tento nesúlad sa vysvetľuje rozložením svetelnej energie v disku s najmenším rozptylom, ktorý tvorí maximá osvetlenia nielen v strede, ale aj na okraji. To znamená, že môžeme povedať, že „disk“ je jasný prsteň so stredovou bodkou. Preto bude rozlíšenie optického systému v rovine zhodnej s diskom najmenšieho rozptylu nižšie, napriek menšiemu množstvu priečnej sférickej aberácie. Vhodnosť tejto metódy závisí od veľkosti sférickej aberácie a charakteru rozloženia osvetlenia v rozptylovom kotúči.

  Sférická aberácia je celkom úspešne korigovaná kombináciou pozitívnych a negatívnych šošoviek. Navyše, ak šošovky nie sú zlepené, potom okrem zakrivenia povrchov komponentov ovplyvní veľkosť sférickej aberácie aj veľkosť vzduchovej medzery (aj keď plochy obmedzujúce túto vzduchovú medzeru majú rovnaké zakrivenie). Pri tomto spôsobe korekcie sa spravidla korigujú aj chromatické aberácie.

  Presne povedané, sférickú aberáciu je možné úplne korigovať len pre pár úzkych zón a navyše len pre určité dva konjugované body. V praxi však môže byť korekcia celkom uspokojivá aj pre systémy s dvoma šošovkami.

  Zvyčajne sa sférická aberácia eliminuje pre jednu hodnotu výšky h 0 zodpovedajúca okraju zrenice sústavy. V tomto prípade sa očakáva najvyššia hodnota zvyškovej sférickej aberácie vo výške h e určené jednoduchým vzorcom
  h e h 0 = 0,707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0,707))

  Je zvykom uvažovať o zväzku lúčov vychádzajúceho z bodu objektu umiestneného na optickej osi. Sférická aberácia sa však vyskytuje aj pri iných zväzkoch lúčov vychádzajúcich z bodov objektu vzdialených od optickej osi, ale v takýchto prípadoch je považovaná za integrálnu súčasť aberácií celého nakloneného zväzku lúčov. Navyše, hoci táto aberácia je tzv guľovitý, je charakteristický nielen pre guľové plochy.

  V dôsledku sférickej aberácie valcový zväzok lúčov po lomení šošovkou (v obrazovom priestore) nadobudne podobu nie kužeľa, ale nejakého lievikovitého útvaru, ktorého vonkajší povrch v blízkosti úzkeho hrdla , sa nazýva žieravý povrch. V tomto prípade má obraz bodu tvar disku s nerovnomerným rozložením osvetlenia a tvar krivky žieraviny umožňuje posúdiť povahu rozloženia osvetlenia. Vo všeobecnom prípade je rozptylový obrazec v prítomnosti sférickej aberácie systémom sústredných kruhov s polomermi úmernými tretej mocnine súradníc na vstupnej (alebo výstupnej) zrenici.

  Dizajnové hodnoty

  Vzdialenosť δs" pozdĺž optickej osi medzi úbežníkmi nulových a extrémnych lúčov je tzv pozdĺžna sférická aberácia.

  Priemer δ" rozptylový kruh (disk) je určený vzorcom

  • 2h 1 - priemer otvoru systému;
  • a"- vzdialenosť od systému k bodu obrazu;
  • δs"- pozdĺžna aberácia.

  Pre objekty nachádzajúce sa v nekonečne

  Kombináciou takýchto jednoduchých šošoviek sa dá výrazne korigovať sférická aberácia.

  Zmenšenie a oprava

  V niektorých prípadoch je možné malé množstvo sférickej aberácie tretieho rádu korigovať miernym rozostrením šošovky. V tomto prípade sa obrazová rovina posunie do tzv "rovina najlepšej inštalácie", ktorý sa spravidla nachádza v strede medzi priesečníkom axiálnych a extrémnych lúčov a nezhoduje sa s najužším bodom priesečníka všetkých lúčov širokého lúča (disk najmenšieho rozptylu). Tento nesúlad sa vysvetľuje rozložením svetelnej energie v disku s najmenším rozptylom, ktorý tvorí maximá osvetlenia nielen v strede, ale aj na okraji. To znamená, že môžeme povedať, že „disk“ je jasný prsteň so stredovou bodkou. Preto bude rozlíšenie optického systému v rovine zhodnej s diskom najmenšieho rozptylu nižšie, napriek menšiemu množstvu priečnej sférickej aberácie. Vhodnosť tejto metódy závisí od veľkosti sférickej aberácie a charakteru rozloženia osvetlenia v rozptylovom kotúči.

  Presne povedané, sférickú aberáciu je možné úplne korigovať len pre pár úzkych zón a navyše len pre určité dva konjugované body. V praxi však môže byť korekcia celkom uspokojivá aj pre systémy s dvoma šošovkami.

  Zvyčajne sa sférická aberácia eliminuje pre jednu hodnotu výšky h 0 zodpovedajúca okraju zrenice sústavy. V tomto prípade sa očakáva najvyššia hodnota zvyškovej sférickej aberácie vo výške h e určené jednoduchým vzorcom
  

  Zvyšková sférická aberácia vedie k tomu, že obraz bodu sa bodom nikdy nestane. Zostane diskom, aj keď oveľa menším ako v prípade nekorigovanej sférickej aberácie.

  Na zníženie zvyškovej sférickej aberácie sa často uchyľuje k vypočítanej „korekcii“ na okraji zrenice systému, ktorá dáva sférickej aberácii okrajovej zóny kladnú hodnotu ( δs"> 0). V tomto prípade lúče prechádzajú cez zrenicu vo výške h e , prekrížte ešte bližšie k bodu zaostrenia a okrajové lúče, hoci sa zbiehajú za bod zaostrenia, nepresahujú hranice rozptylového disku. Veľkosť rozptylového disku sa teda zmenšuje a jeho jas sa zvyšuje. To znamená, že sa zlepšia detaily aj kontrast obrazu. Vzhľadom na charakter rozloženia osvetlenia v rozptylovom kotúči však šošovky s „prekorigovanou“ sférickou aberáciou často majú „zdvojnásobenie“ rozostrenia.

  V niektorých prípadoch je povolená výrazná „opätovná korekcia“. Takže napríklad rané „Planars“ od Carl Zeiss Jena mali kladnú hodnotu sférickej aberácie ( δs"> 0), pre okrajové aj stredné zóny zrenice. Toto riešenie trochu znižuje kontrast pri plnej clone, ale citeľne zvyšuje rozlíšenie pri malých clonách.

  Poznámky

  Literatúra

  • Begunov B. N. Geometrická optika, Moskovská štátna univerzita, 1966.
  • Volosov D.S., Fotografická optika. M., "Umenie", 1971.
  • Zakaznov N. P. a kol., Teória optických systémov, M., "Engineering", 1992.
  • Optika Landsberg G.S. M., FIZMATLIT, 2003.
  • Churilovsky V. N. Teória optických zariadení, L., "Engineering", 1966.
  • Smith, Warren J. Moderné optické inžinierstvo, McGraw-Hill, 2000.
  
  

  Nadácia Wikimedia. 2010.

  Fyzická encyklopédia

  Jeden z typov aberácií optických systémov (pozri Aberácie optických systémov); sa prejavuje nesúladom ohniskov pre svetelné lúče prechádzajúce cez osovo symetrický optický systém (šošovka (pozri šošovku), objektív) v rôznych vzdialenostiach od ... Veľká sovietska encyklopédia

  Skreslenie obrazu v optických systémoch v dôsledku skutočnosti, že svetelné lúče z bodového zdroja umiestneného na optickej osi sa nezhromažďujú v jednom bode s lúčmi, ktoré prešli časťami systému vzdialenými od osi. * * * SFÉRICKÉ ... ... encyklopedický slovník

  sférická aberácia- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. sférická aberácia vok. spärische Aberration, f rus. sférická aberácia, fpranc. aberation de sphericité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas

  Sférická aberácia- Pozri aberáciu, sférický... Výkladový slovník psychológie

  sférická aberácia- v dôsledku nesúladu ohnísk svetelných lúčov prechádzajúcich v rôznych vzdialenostiach od optickej osi systému vedie k obrazu bodu vo forme kruhu rôzneho osvetlenia. Pozri tiež: aberácia chromatická aberácia... Encyklopedický slovník hutníctva

  Jedna z aberácií optických systémov v dôsledku nesúladu ohnísk pre svetelné lúče prechádzajúce cez osovo symetrickú optickú šošovku. sústavy (šošovka, objektív) v rôznych vzdialenostiach od optickej osi tejto sústavy. Zdá sa, že obraz ... ... Veľký encyklopedický polytechnický slovník

  Optické skreslenie obrazu systémov v dôsledku toho, že svetelné lúče vychádzajú z bodového zdroja umiestneného na optike. osi sa nezhromažďujú v jednom bode s lúčmi, ktoré prešli časťami systému vzdialenými od osi ... Prírodná veda. encyklopedický slovník

  Aberácia je nejednoznačný pojem, ktorý sa používa v rôznych oblastiach poznania: astronómia, optika, biológia, fotografia, medicína a iné. Čo sú aberácie a aké typy aberácií existujú, sa bude diskutovať v tomto článku.

  Význam termínu

  Slovo „aberácia“ pochádza z latinského jazyka a doslovne sa prekladá ako „odchýlka, skreslenie, odstránenie“. Aberácia je teda jav odchýlky od určitej hodnoty.

  V akých vedeckých oblastiach možno pozorovať fenomén aberácie?

  Aberácia v astronómii

  V astronómii sa používa pojem aberácie svetla. Chápe sa ako vizuálne posunutie nebeského telesa alebo objektu. Je to spôsobené rýchlosťou šírenia svetla vzhľadom na pozorovaný objekt a pozorovateľa. Inými slovami, pohybujúci sa pozorovateľ vidí objekt na inom mieste, ako by ho pozoroval, pričom je v pokoji. Je to spôsobené tým, že naša planéta je v neustálom pohybe, takže stav odpočinku pozorovateľa je fyzicky nemožný.

  Keďže fenomén aberácie je spôsobený pohybom Zeme, rozlišujú sa dva typy:

  • denná aberácia: odchýlka je spôsobená dennou rotáciou Zeme okolo svojej osi;
  • ročná odchýlka: v dôsledku otáčania planéty okolo Slnka.

  Tento jav bol objavený v roku 1727 a odvtedy veľa vedcov venovalo pozornosť aberácii svetla: Thomas Young, Airy, Einstein a ďalší.

  Aberácia optického systému

  Optický systém je súbor optických prvkov, ktoré premieňajú svetelné lúče. Najdôležitejším ľudským systémom tohto druhu je oko. Takéto systémy sa tiež používajú na navrhovanie optických zariadení - kamier, ďalekohľadov, mikroskopov, projektorov atď.

  Optické aberácie sú rôzne skreslenia obrazu v optických systémoch, ktoré ovplyvňujú konečný výsledok.

  Keď sa objekt vzďaľuje od takzvanej optickej osi, dochádza k rozptylu lúčov, výsledný obraz je rozmazaný, neostrý, rozmazaný alebo má inú farbu ako originál. Toto je aberácia. Pri určovaní stupňa aberácie je možné na jeho výpočet použiť špeciálne vzorce.

  Aberácia objektívu sa delí na niekoľko typov.

  monochromatické aberácie

  V dokonalom optickom systéme je lúč z každého bodu objektu na výstupe tiež sústredený v jednom bode. V praxi sa tento výsledok nedá dosiahnuť: lúč, ktorý sa dostane na povrch, je sústredený v rôznych bodoch. Práve tento jav aberácie spôsobuje neostrosť výsledného obrazu. Tieto skreslenia sú prítomné v akomkoľvek skutočnom optickom systéme a nie je možné sa ich zbaviť.

  Chromatická aberácia

  Tento typ aberácie je spôsobený fenoménom disperzie - rozptylu svetla. Rôzne farby spektra majú rôzne rýchlosti šírenia a stupne lomu. Ohnisková vzdialenosť je teda pre každú farbu iná. To vedie k tomu, že sa na obrázku objavia farebné kontúry alebo rôzne farebné oblasti.

  

  Fenomén chromatickej aberácie je možné redukovať použitím špeciálnych achromatických šošoviek v optických prístrojoch.

  Sférická aberácia

  Ideálny lúč svetla, v ktorom všetky lúče prechádzajú iba jedným bodom, sa nazýva homocentrický.

  S fenoménom sférickej aberácie prestávajú byť lúče svetla prechádzajúce v rôznych vzdialenostiach od optickej osi homocentrické. K tomuto javu dochádza aj vtedy, keď je počiatok priamo na optickej osi. Hoci sú lúče symetrické, vzdialené lúče sa silnejšie lámu a koncový bod získava nerovnomerné osvetlenie.

  

  Fenomén sférickej aberácie možno obmedziť použitím šošovky so zväčšeným polomerom povrchu.

  skreslenie

  Fenomén skreslenia (zakrivenia) sa prejavuje v nesúlade medzi tvarom pôvodného predmetu a jeho obrazom. V dôsledku toho sa na obrázku objavia skreslené obrysy objektu. môže byť dvoch typov: konkávnosť obrysov alebo ich konvexnosť. Pri fenoméne kombinovaného skreslenia môže mať obraz komplexný charakter skreslenia. Tento typ aberácie je spôsobený vzdialenosťou medzi optickou osou a zdrojom.

  Fenomén skreslenia je možné korigovať špeciálnym výberom šošoviek v optickom systéme. Na opravu fotografií je možné použiť grafické editory.

  

  Kóma

  Ak svetelný lúč prechádza pod uhlom vzhľadom na optickú os, potom sa pozoruje jav kómy. Obraz bodu má v tomto prípade podobu rozptýlenej škvrny pripomínajúcej kométu, čo vysvetľuje názov tohto typu aberácie. Pri fotografovaní sa pri fotení na otvorenú clonu často objavuje kóma.

  Tento jav je možné korigovať, podobne ako v prípade sférických aberácií alebo skreslení, výberom šošoviek, ako aj clonovaním – zmenšením prierezu svetelného lúča pomocou clon.

  Astigmatizmus

  Pri tomto type aberácie môže mať bod, ktorý neleží na optickej osi, podobu oválu alebo čiary na obrázku. Táto aberácia je spôsobená rôznym zakrivením optického povrchu.

  Tento jav je korigovaný výberom špeciálneho zakrivenia povrchu a hrúbky šošovky.

  Toto sú hlavné aberácie charakteristické pre optické systémy.

  Chromozómové aberácie

  Tento typ aberácie sa prejavuje mutáciami, prestavbami v štruktúre chromozómov.

  Chromozóm je štruktúra v jadre bunky zodpovedná za prenos dedičnej informácie.

  Chromozómové aberácie sa zvyčajne vyskytujú počas delenia buniek. Sú intrachromozomálne a interchromozomálne.

  Typy aberácií:

  
  

  Príčiny chromozomálnych aberácií sú nasledovné:

  • vystavenie patogénnym mikroorganizmom - baktériám a vírusom, ktoré prenikajú do štruktúry DNA;
  • fyzikálne faktory: žiarenie, ultrafialové žiarenie, extrémne teploty, tlak, elektromagnetické žiarenie atď.;
  • chemické zlúčeniny umelého pôvodu: rozpúšťadlá, pesticídy, soli ťažkých kovov, oxid dusnatý atď.

  Chromozomálne aberácie vedú k vážnym zdravotným následkom. Choroby, ktoré spôsobujú, sú zvyčajne pomenované podľa špecialistov, ktorí ich opísali: Downov syndróm, Shershevsky-Turnerov syndróm, Edwardsov syndróm, Klinefelterov syndróm, Wolffov-Hirshhornov syndróm a iné.

  Choroby vyvolané týmto typom aberácií najčastejšie ovplyvňujú duševnú aktivitu, štruktúru kostry, kardiovaskulárny, tráviaci a nervový systém a reprodukčnú funkciu tela.

  Pravdepodobnosť týchto ochorení nie je vždy predvídateľná. Napriek tomu už v štádiu perinatálneho vývoja dieťaťa pomocou špeciálnych štúdií možno vidieť existujúce patológie.

  Aberácia v entomológii

  Entomológia je odbor zoológie, ktorý študuje hmyz.

  Tento typ aberácie sa objavuje spontánne. Zvyčajne sa prejavuje v miernej zmene štruktúry tela alebo farby hmyzu. Najčastejšie sa aberácia pozoruje u Lepidoptera a Coleoptera.

  Príčiny jeho výskytu sú vplyv chromozomálnych alebo fyzikálnych faktorov na hmyz v štádiu predchádzajúcemu dospelému (dospelému).

  

  Aberácia je teda fenomén odchýlky, skreslenia. Tento termín sa objavuje v mnohých vedeckých oblastiach. Najčastejšie sa používa vo vzťahu k optickým systémom, medicíne, astronómii a zoológii.

  © stránka 2013

  Aberácie fotografických objektívov sú to posledné, na čo by mal začínajúci fotograf myslieť. Absolútne neovplyvňujú umeleckú hodnotu vašich fotografií a ich vplyv na technickú kvalitu obrázkov je zanedbateľný. Napriek tomu, ak neviete, čo s časom, prečítanie tohto článku vám pomôže pochopiť rozmanitosť optických aberácií a ako sa s nimi vysporiadať, čo je, samozrejme, pre skutočného fotoerudovaného na nezaplatenie.

  Aberácie optickej sústavy (v našom prípade fotografického objektívu) sú nedokonalosťou obrazu, ktorá je spôsobená odchýlkou ​​svetelných lúčov od dráhy, ktorú by mali v ideálnej (absolútnej) optickej sústave sledovať.

  Svetlo z akéhokoľvek bodového zdroja prechádzajúceho cez ideálnu šošovku by malo tvoriť nekonečne malý bod v rovine matrice alebo filmu. V skutočnosti sa tak, samozrejme, nedeje a pointa sa mení na tzv. bludné miesto, ale optickí inžinieri, ktorí vyvíjajú šošovky, sa snažia čo najviac priblížiť ideálu.

  Existujú aberácie monochromatické, ktoré sú rovnako vlastné lúčom svetla s akoukoľvek vlnovou dĺžkou, a chromatické v závislosti od vlnovej dĺžky, t.j. od farby.

  Kómová aberácia alebo kóma nastáva, keď svetelné lúče prechádzajú šošovkou pod uhlom k optickej osi. Výsledkom je, že obraz bodových svetelných zdrojov na okrajoch snímky má podobu asymetrických kvapiek kvapkového (alebo v závažných prípadoch kométového) tvaru.

  

  Komická aberácia.

  Pri fotení s doširoka otvorenou clonou môže byť na okrajoch rámu viditeľná kóma. Pretože clona znižuje množstvo svetla prechádzajúceho okrajom šošovky, vo všeobecnosti eliminuje aj kómové aberácie.

  Štrukturálne sa proti kóme bojuje takmer rovnakým spôsobom ako pri sférických aberáciách.

  Astigmatizmus

  Astigmatizmus sa prejavuje tak, že pre naklonený (nie rovnobežný s optickou osou šošovky) lúč svetla sú lúče ležiace v poludníkovej rovine, t.j. rovina, do ktorej patrí optická os, sú zaostrené inak 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 na okrajoch obrazu, ale nie v jeho strede.

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

  meridionálne zameranie.	sagitálne zameranie.
  Keď sa snažíme dosiahnuť kompromis, skončíme s univerzálne neostrým 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 modernej šošovke zvyčajne poukazuje na nerovnobežnosť jedného alebo viacerých prvkov, čo je jednoznačná vada.

  Zakrivením obrazového poľa sa myslí jav charakteristický pre veľmi veľa šošoviek, pri ktorých je ostrý obraz plochý Objekt je zaostrený šošovkou nie na rovinu, ale na určitý zakrivený povrch. Napríklad mnohé širokouhlé šošovky majú výrazné zakrivenie obrazového poľa, v dôsledku čoho sú okraje rámu zaostrené takpovediac bližšie k pozorovateľovi ako k stredu. U teleobjektívov je zakrivenie obrazového poľa zvyčajne vyjadrené slabo a u makroobjektívov je korigované takmer úplne - rovina ideálneho ohniska sa stáva skutočne plochou.

  

  Za aberáciu sa považuje zakrivenie poľa, pretože pri fotografovaní plochého objektu (testovacieho stola alebo tehlovej steny) so zaostrením na stred záberu budú jeho okraje nevyhnutne neostré, čo môže byť zamenené za rozostrenie objektívu. No v reálnom fotografickom živote sa s plochými predmetmi stretávame len zriedkavo – svet okolo nás je trojrozmerný – a preto zakrivenie poľa vlastné širokouhlým objektívom skôr považujem 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 bližšie k rohom rámu, ako aj dole, sú objekty v popredí. Zakrivenie poľa robí oboje ostrými, čo nás šetrí od prílišného zatvárania clony.

  

  Zakrivenie poľa umožnilo pri zaostrení na vzdialené stromy získať ostré bloky mramoru aj vľavo dole.
  Nejaké rozmazanie na oblohe a na vzdialených kríkoch vpravo mi v tejto scéne veľmi neprekážalo.

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

  skreslenie

  Skreslenie je aberácia, pri ktorej objektív odmieta zobraziť rovné čiary ako rovné. Geometricky to znamená narušenie podobnosti medzi objektom a jeho obrazom v dôsledku zmeny lineárneho nárastu zorného poľa šošovky.

  Existujú dva najbežnejšie typy skreslenia: poduškovité a súdkovité.

  O súdkové skreslenie lineárne zväčšenie sa znižuje, keď sa vzďaľujete od optickej osi objektívu, čo spôsobuje, že priame čiary na okrajoch rámu sa zakrivujú smerom von a obraz sa javí ako konvexný.

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

  Okrem toho dochádza ku komplexnému skresleniu, kedy lineárny nárast najprv klesá, keď sa vzďaľujete od optickej osi, no bližšie k rohom rámu sa opäť začína zväčšovať. V tomto prípade majú rovné čiary podobu 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 súdkovité skreslenie (extrémnym príkladom sú objektívy typu rybie oko alebo rybie oko), zatiaľ čo teleobjektívy častejšie trpia poduškovitým skreslením. Normálne objektívy bývajú najmenej ovplyvnené skreslením, ale len dobré makro objektívy ho úplne korigujú.

  Objektívy so zoomom často vykazujú súdkové skreslenie na širokouhlom konci a poduškovité skreslenie na tele konci v rozsahu strednej ohniskovej vzdialenosti takmer bez skreslenia.

  Stupeň skreslenia sa môže meniť 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 robia samy v čase fotografovania. Softvérová korekcia skreslenia so správnym profilom poskytuje vynikajúce výsledky a takmer neovplyvňuje ostrosť obrazu.

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

  Chromatická aberácia

  Chromatické alebo farebné aberácie sú spôsobené rozptylom svetla. Nie je žiadnym tajomstvom, že index lomu optického média závisí od vlnovej dĺžky svetla. Pre krátke vlny je stupeň lomu vyšší ako pre dlhé vlny, t.j. Modré lúče sa šošovkou objektívu lámu viac 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: polohový chromatizmus (pozdĺžna chromatická aberácia) a zväčšený chromatizmus (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.

  Polohový chromatizmus

  Pozičný 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. modrá je v prednej časti a červená v zadnej časti.

  

  Polohový chromatizmus.

  Našťastie pre nás sa chromatizmus situácie naučil opraviť už v 18. storočí. kombináciou zbiehavých a divergujúcich šošoviek vyrobených zo skiel s rôznymi indexmi lomu. Výsledkom je, že pozdĺžna chromatická aberácia pazúrikovej (kolektívnej) šošovky je kompenzovaná aberáciou korunkovej (difúznej) šošovky a svetelné lúče s rôznymi vlnovými dĺžkami môžu byť zaostrené v jednom bode.

  

  Korekcia chromatizmu polohy.

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

  Zväčšenie chromatizmu

  Chromatizmus zväčšenia sa vyskytuje v dôsledku skutočnosti, že lineárne zväčšenie šošovky sa líši pre rôzne farby. Výsledkom je, že obrazy tvorené lúčmi s rôznymi vlnovými dĺžkami majú mierne odlišné veľkosti. Keďže obrazy rôznych farieb sú sústredené pozdĺž optickej osi šošovky, chromatizmus zväčšenia chýba v strede rámu, ale zvyšuje sa smerom k jeho okrajom.

  Zoom chromatizmus sa objaví na okraji obrazu ako farebný okraj okolo objektov s ostrými kontrastnými okrajmi, ako sú tmavé konáre stromov na svetlej oblohe. V oblastiach, kde takéto predmety nie sú, nemusí byť farebné lemovanie viditeľné, ale celková jasnosť stále klesá.

  Pri navrhovaní šošovky sa chromatizmus zväčšenia koriguje oveľa ťažšie ako chromatizmus polohy, takže túto aberáciu možno v tej či onej miere pozorovať u mnohých šošoviek. To platí najmä pre objektívy so zoomom s vysokým zväčšením, najmä pri širokouhlom zábere.

  Chromatizmus zväčšenia však dnes nie je dôvodom na obavy, pretože ho možno softvérovo jednoducho opraviť. Všetky dobré RAW konvertory sú schopné automaticky odstrániť chromatickú aberáciu. Čoraz viac digitálnych fotoaparátov je navyše vybavených korekciou aberácie pri snímaní do formátu JPEG. To znamená, že mnohé objektívy, ktoré boli v minulosti považované za priemerné, dnes dokážu pomocou digitálnych barliek 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 v dôsledku rôznych stupňov lomu lúčov rôznych farieb. Artefakty primárnych aberácií sú zafarbené v extrémnych farbách spektra – modrofialovej a červenej.

  Pri korekcii chromatických aberácií sa eliminuje chromatický rozdiel na okrajoch spektra, t.j. modré a červené lúče 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) nie je eliminovaný. Ide o sekundárne aberácie, ktorých artefakty sú sfarbené do zelenej a purpurovej farby.

  Keď hovoríme o chromatických aberáciách moderných achromatických šošoviek, v drvivej väčšine prípadov majú na mysli práve chromatizmus sekundárneho zväčšenia a len to. Apochromáty, t.j. šošovky, ktoré úplne eliminujú primárne aj sekundárne chromatické aberácie, sú mimoriadne náročné na výrobu a je nepravdepodobné, že by sa niekedy začali masovo vyrábať.

  Sférochromatizmus je jediným pozoruhodným príkladom chromatického rozdielu v geometrických aberáciách a javí sa ako jemné sfarbenie rozostrených oblastí v extrémnych farbách sekundárneho spektra.

  
  

  Sférochromatizmus sa vyskytuje, pretože vyššie diskutovaná sférická aberácia je zriedkavo korigovaná rovnako pre lúče rôznych farieb. V dôsledku toho môžu mať škvrny rozmazania v popredí mierne fialové okraje a na pozadí zelené. Sférochromatizmus je najcharakteristickejší pre teleobjektívy s vysokou clonou pri fotografovaní so širokou otvorenou clonou.

  Čo stojí za to znepokojovať?

  Nemá cenu sa znepokojovať. O všetko, o čo sa musíte starať, sa už s najväčšou pravdepodobnosťou postarali vaši dizajnéri šošoviek.

  Ideálne šošovky neexistujú, pretože korekcia niektorých aberácií vedie k vylepšeniu iných a dizajnér šošovky sa spravidla snaží nájsť rozumný kompromis medzi jej charakteristikami. Moderné zoomy už obsahujú dvadsať prvkov a nemali by ste 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 fotografie je eliminované skreslenie a zväčšenie chromatizmu. Zakrivenie obrazového poľa vyžaduje zvýšenú pozornosť pri zaostrovaní, ale tiež nie je smrteľné.

  Inými slovami, amatérsky fotograf by sa mal namiesto obviňovania vybavenia z nedokonalostí radšej začať zdokonaľovať dôkladným štúdiom svojich nástrojov a ich používaním v súlade s ich prednosťami a nedostatkami.

  Ďakujem za tvoju pozornosť!

  Vasilij A.

  post scriptum

  Ak sa článok ukázal byť pre vás užitočný a poučný, môžete projekt láskavo podporiť prispením 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 pôvodný zdroj a použitý text nesmie byť žiadnym spôsobom zdeformovaný alebo upravený.