Що таке сферична аберація. Сферична аберація в об'єктивах

та астигматизму). Розрізняють сферичну аберацію третього, п'ятого та вищого порядків.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Відстань δs"по оптичній осі між точками сходу нульових і крайніх променів називається поздовжньою сферичною аберацією.

  Діаметр δ" кружка (диска) розсіювання при цьому визначається за формулою

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

  • 2h 1 – діаметр отвору системи;
  • a"- Відстань від системи до точки зображення;
  • δs"- Поздовжня аберація.

  Для об'єктів розташованих у нескінченності

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

  Для побудови характеристичної кривої поздовжньої сферичної аберації по осі абсцис відкладають поздовжню сферичну аберацію δs",а по осі ординат - висоти променів на вхідній зіниці h. Для побудови аналогічної кривої для поперечної аберації по осі абсцис відкладають тангенси апертурних кутів у просторі зображень, а по осі ординат радіуси гуртків розсіювання δg"

  Комбінуючи такі прості лінзи, можна значно виправити сферичну аберацію.

  Зменшення та виправлення

  В окремих випадках невелика величина сферичної аберації третього порядку може бути виправлена ​​за рахунок дефокусування об'єктива. При цьому площина зображення зміщується до так званої, "площини кращої установки", що знаходиться, як правило, посередині, між перетином осьових і крайніх променів, і не збігається з найвужчим місцем перетину всіх променів широкого пучка (диском найменшого розсіювання). Ця розбіжність пояснюється розподілом світлової енергії у диску найменшого розсіювання, що утворює максимуми освітленості у центрі, а й у краю . Тобто, можна сказати, що «диск» являє собою яскраве кільце з центральною точкою. Тому, роздільна здатність оптичної системи, в площині збігається з диском найменшого розсіювання, буде нижче, незважаючи на меншу величину поперечної сферичної аберації. Придатність цього залежить від величини сферичної аберації, і характеру розподілу освітленості в диску розсіювання.

  Досить успішно сферична аберація виправляється за допомогою комбінації з позитивної та негативної лінз. Причому, якщо лінзи не склеюються, то, крім кривизни поверхонь компонентів, на величину сферичної аберації впливатиме і величина повітряного зазору (навіть у тому випадку, якщо поверхні, що обмежують повітряний проміжок, мають однакову кривизну). При цьому способі корекції, як правило, виправляються і хроматичні аберації.

  Строго кажучи, сферична аберація може бути цілком виправлена ​​тільки для якоїсь пари вузьких зон, і при цьому лише для певних двох сполучених точок. Проте, практично виправлення може бути дуже задовільним навіть дволінзових систем.

  Зазвичай сферичну аберацію усувають для одного значення висоти h 0 відповідного краю зіниці системи. При цьому найбільше значення залишкової сферичної аберації очікується на висоті h e визначається за простою формулою
  h e h 0 = 0.707 (\displaystyle (\frac (h_(e))(h_(0)))=(0.707))

  Прийнято розглядати для пучка променів, що виходить із точки предмета, розташованої на оптичній осі. Однак, сферична аберація має місце і для інших пучків променів, що виходять з точок предмета, віддалених від оптичної осі, але в таких випадках вона розглядається як складова частина аберацій всього пучка похилого променів. Причому, хоча ця аберація і називається сферичноїВона характерна не тільки для сферичних поверхонь.

  В результаті сферичної аберації циліндричний пучок променів, після заломлення лінзою (у просторі зображень) набуває вигляду не конуса, а деякої лійкоподібної фігури, зовнішня поверхня якої, поблизу вузького місця, називається каустичною поверхнею. При цьому зображення точки має вигляд диска з неоднорідним розподілом освітленості, а форма кривої каустичної дозволяє судити про характер розподілу освітленості. У загальному випадку, фігура розсіювання, за наявності сферичної аберації, є системою концентричних кіл з радіусами пропорційними третьому ступеню координат на вхідній (або вихідній) зіниці.

  Розрахункові значення

  Відстань δs"по оптичній осі між точками сходу нульових і крайніх променів називається поздовжньою сферичною аберацією.

  Діаметр δ" кружка (диска) розсіювання при цьому визначається за формулою

  • 2h 1 – діаметр отвору системи;
  • a"- Відстань від системи до точки зображення;
  • δs"- Поздовжня аберація.

  Для об'єктів розташованих у нескінченності

  Комбінуючи такі прості лінзи, можна значно виправити сферичну аберацію.

  Зменшення та виправлення

  В окремих випадках невелика величина сферичної аберації третього порядку може бути виправлена ​​за рахунок дефокусування об'єктива. При цьому площина зображення зміщується до так званої, "площини кращої установки", що знаходиться, як правило, посередині, між перетином осьових і крайніх променів, і не збігається з найвужчим місцем перетину всіх променів широкого пучка (диском найменшого розсіювання). Ця розбіжність пояснюється розподілом світлової енергії у диску найменшого розсіювання, що утворює максимуми освітленості у центрі, а й у краю. Тобто, можна сказати, що «диск» являє собою яскраве кільце з центральною точкою. Тому, роздільна здатність оптичної системи, в площині збігається з диском найменшого розсіювання, буде нижче, незважаючи на меншу величину поперечної сферичної аберації. Придатність цього залежить від величини сферичної аберації, і характеру розподілу освітленості в диску розсіювання.

  Строго кажучи, сферична аберація може бути цілком виправлена ​​тільки для якоїсь пари вузьких зон, і при цьому лише для певних двох сполучених точок. Проте, практично виправлення може бути дуже задовільним навіть дволінзових систем.

  Зазвичай сферичну аберацію усувають для одного значення висоти h 0 відповідного краю зіниці системи. При цьому найбільше значення залишкової сферичної аберації очікується на висоті h e визначається за простою формулою
  

  Залишкова сферична аберація призводить до того, що зображення точки так і не стане точковим. Воно залишиться диском, хоч і значно меншого розміру, ніж у разі не виправленої сферичної аберації.

  Для зменшення залишкової сферичної аберації часто вдаються до розрахованого «перевиправлення» краю зіниці системи, надаючи сферичної аберації крайової зони позитивне значення ( δs"> 0). При цьому, промені, що перетинають зіницю на висоті h e , перехрещуються ще ближче до точки фокусу, а крайові промені, хоч і сходяться за точкою фокусу, не виходять за межі диска розсіювання. Таким чином, розмір диска розсіювання зменшується та зростає його яскравість. Тобто покращується як детальність, так і контраст зображення. Однак, в силу особливостей розподілу освітленості в диску розсіювання, об'єктиви з «перевиправленою» сферичною аберацією, часто, мають «двоє» розмиття поза зоною фокусу.

  В окремих випадках допускають значне перевиправлення. Приміром, ранні «Планари» фірми Carl Zeiss Jena мали позитивне значення сферичної аберації ( δs"> 0), як крайових, так середніх зон зіниці. Це рішення дещо знижує контраст при повному отворі, але помітно збільшує роздільну здатність при незначному діафрагмуванні.

  Примітки

  Література

  • Бігунов Б. Н. Геометрична оптика, Вид-во МДУ, 1966.
  • Волосов Д. С., Фотографічна оптика. М., "Мистецтво", 1971.
  • Заказнов Н. П. та ін., Теорія оптичних систем, М., "Машинобудування", 1992.
  • Ландсберг Р. С. Оптика. М., ФІЗМАТЛІТ, 2003.
  • Чуріловський Ст Н. Теорія оптичних приладів, Л., «Машинобудування», 1966.
  • Smith, Warren J. Modern optical engineering, McGraw-Hill, 2000.
  
  

  Wikimedia Foundation. 2010 .

  Фізична енциклопедія

  Один із типів аберацій оптичних систем (Див. Аберації оптичних систем); проявляється в розбіжності Фокусів для променів світла, що проходять через осі симетричну оптичну систему (лінзу, на об'єктив) на різних відстанях від … Велика Радянська Енциклопедія

  Спотворення зображення в оптичних системах, пов'язане з тим, що світлові промені від точкового джерела, розташованого на оптичній осі, не збираються в одну точку з променями, що пройшли через віддалені від осі частини системи. * * * СФЕРИЧНА… … Енциклопедичний словник

  сферична аберація- sferinė aberacija statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. spherical aberration vok. sphärische Aberration, f rus. сферичні аберації, f pranc. aberration de sphéricité, f; aberration sphérique, f … Fizikos terminų žodynas

  СФЕРИЧНА АБЕРРАЦІЯ- Див. аберація, сферична … Тлумачний словник з психології

  сферична аберація- обумовлена ​​розбіжністю фокусів променів світла, які проходять різних відстанях від оптичної осі системи, призводить до зображення точки як гуртка різної освітленості. Дивись також: Аберація хроматична аберація … Енциклопедичний словник з металургії

  Одна з аберацій оптичних систем, обумовлена ​​розбіжністю фокусів для променів світла, що проходять через осесиметричну оптику. систему (лінзу, об'єктив) різних відстанях від оптичної оси цієї системи. Виявляється в тому, що зображення… Великий енциклопедичний політехнічний словник

  Спотворення зображення в оптич. системах, що з тим, що світлові промені від точкового джерела, розташованого оптич. осі, не збираються в одну точку з променями, що пройшли через віддалені від осі частини системи. Природознавство. Енциклопедичний словник

  Аберація – багатозначний термін, який застосовується у різних сферах знань: астрономії, оптиці, біології, фотографії, медицині та інших. Що таке аберації та які існують види аберацій, буде розглянуто у цій статті.

  Значення терміна

  Слово "аберація" походить з латинської мови та буквально перекладається як "відхилення, спотворення, видалення". Таким чином, аберація – це явище відхилення від певного значення.

  У яких наукових сферах можна спостерігати явище аберації?

  Аберація в астрономії

  В астрономії використовується поняття аберації світла. Під нею розуміють візуальне усунення небесного тіла чи об'єкта. Викликано воно швидкістю поширення світла щодо об'єкта, що спостерігається, і спостерігача. Іншими словами, спостерігач, що рухається, бачить об'єкт не там, де спостерігав би його, перебуваючи в стані спокою. Зумовлено це тим, що наша планета перебуває у постійному русі, тому стан спокою спостерігача фізично неможливий.

  Оскільки явище аберації викликане переміщенням Землі, виділяють два типи:

  • добова аберація: відхилення викликане добовим обертанням Землі навколо осі;
  • річна аберація: обумовлена ​​зверненням планети навколо Сонця.

  Це явище було відкрито в 1727 році, і з того часу чимало вчених приділяли увагу аберації світла: Томас Юнг, Ейрі, Ейнштейн та інші.

  Аберація оптичної системи

  Оптична система – це набір оптичних елементів, що перетворюють світлові пучки. Найважливішою для людини системою такого роду є око. Також такі системи використовуються для конструювання оптичних приладів – фотоапаратів, телескопів, мікроскопів, проекторів тощо.

  Оптичні аберації – це різні спотворення зображень в оптичних системах, що відбиваються на кінцевому результаті.

  Коли об'єкт віддаляється від так званої оптичної осі, виникає розсіювання променів, кінцеве зображення виходить нечітким, несфокусованим, розмитим або кольором, відмінним від вихідного. Це і є аберація. При визначенні ступеня аберації можуть застосовуватись спеціальні формули для її розрахунку.

  Аберація лінз поділяється на кілька видів.

  Монохроматичні аберації

  У досконалій оптичній системі промінь від кожної точки предмета на виході концентрується в одній точці. На практиці такого результату досягти неможливо: промінь, досягаючи поверхні, концентрується у різних точках. Саме це явище аберації зумовлює нечіткість кінцевого зображення. Дані спотворення присутні в будь-якій реальній оптичній системі і позбутися їх неможливо.

  Хроматична аберація

  Цей тип аберацій обумовлений явищем дисперсії - розсіювання світла. Різні кольори спектру мають різні швидкості поширення та ступеня заломлення. Таким чином, фокусна відстань виявляється різною для кожного кольору. Це призводить до появи на зображенні кольорових контурів або різного кольору ділянок.

  

  Явище хроматичної аберації може бути знижено під час використання спеціальних ахроматичних лінз в оптичних приладах.

  Сферична аберація

  Ідеальний пучок світла, в якому всі промені йдуть лише через одну точку, називають гомоцентричним.

  При явищі сферичної аберації промені світла, які проходять різних відстанях від оптичної осі, перестають бути гомоцентричними. Це явище відбувається навіть тоді, коли вихідна точка знаходиться безпосередньо на оптичній осі. Незважаючи на те, що промені йдуть симетрично, віддалені промені піддаються більш сильному заломленню, і кінцева точка набуває неоднорідної освітленості.

  

  Зменшити явище сферичної аберації можна, використовуючи лінзу зі збільшеним радіусом поверхні.

  Дисторсія

  Явище дисторсії (викривлення) проявляється у розбіжності форми вихідного об'єкта та її зображення. У результаті зображення з'являються спотворені контури об'єкта. може бути двох типів: увігнутість контурів або їх опуклість. При явищі комбінованої дисторсії зображення може мати складний характер спотворень. Даний тип аберації обумовлений відстанню між оптичною віссю та джерелом.

  Явище дисторсії може бути скориговано спеціальним підбором лінз в оптичній системі. Для корекції фотографій можуть застосовуватись графічні редактори.

  

  Кома

  Якщо світловий пучок проходить під кутом по відношенню до оптичної осі, спостерігається явище коми. Зображення точки в цьому випадку має вигляд розсіяної плями, що нагадує комету, що пояснює назву такого типу аберацій. При фотографуванні кома часто виявляється під час зйомки на відкритій діафрагмі.

  Коригувати дане явище можна, як у разі сферичних аберацій або дісторсії, підбором лінз, а також діафрагмуванням – зменшенням перерізу світлового пучка за допомогою діафрагм.

  Астигматизм

  При даному типі аберацій точка, що лежить не на оптичній осі, може набувати у зображенні виду овалу або лінії. Ця аберація викликана різною кривизною оптичної поверхні.

  Виправляється це явище підбором особливої ​​кривизни поверхні та товщини лінз.

  Такими є основні аберації, характерні для оптичних систем.

  Аберації хромосом

  Цей тип аберації проявляється мутаціями, перебудовами у структурі хромосом.

  Хромосома – це структура у ядрі клітини, відповідальна за передачу спадкової інформації.

  Аберації хромосом зазвичай виникають при розподілі клітини. Вони бувають внутрішньохромосомними та міжхромосомними.

  Види аберацій:

  
  

  Причини хромосомних аберацій такі:

  • вплив патогенних мікроорганізмів - бактерій та вірусів, що проникають у структуру ДНК;
  • фізичні фактори: радіація, ультрафіолет, екстремальні температури, тиск, електромагнітне випромінювання тощо;
  • хімічні сполуки штучного походження: розчинники, пестициди, солі важких металів, окис азоту тощо.

  Хромосомні аберації призводять до серйозних наслідків здоров'я. Захворювання, що викликаються ними, зазвичай носять назви фахівців, які описали їх: синдром Дауна, синдром Шершевського-Тернера, синдром Едвардса, синдром Клайнфельтера, синдром Вольфа-Хіршхорна та інші.

  Найчастіше захворювання, спровоковані цим типом аберацій, зачіпають розумову діяльність, будову скелета, серцево-судинну, травну та нервову системи, репродуктивну функцію організму.

  Імовірність виникнення цих захворювань не завжди вдається передбачити. Проте вже на етапі перинатального розвитку дитини за допомогою спеціальних досліджень можна побачити наявні патології.

  Аберація в ентомології

  Ентомологія – розділ зоології, що вивчає комах.

  Цей тип аберації проявляється спонтанно. Зазвичай він виявляється у незначній зміні структури тіла або забарвлення комах. Найчастіше аберація спостерігається у лускокрилих та жорсткокрилих.

  Причинами її виникнення є вплив на комах хромосомних або фізичних факторів на стадії, що передує імаго (доросла особина).

  

  Отже, аберація - це явище відхилення, спотворення. Цей термін з'являється у багатьох наукових галузях. Найчастіше він використовується стосовно оптичних систем, медицини, астрономії та зоології.

  © 2013 сайт

  Аберації фотографічного об'єктива – це останнє, про що варто думати фотографу-початківцю. Вони абсолютно не впливають на художню цінність ваших фотографій, та й на технічну якість знімків їхній вплив мізерний. Тим не менш, якщо ви не знаєте, чим зайняти свій час, прочитання цієї статті допоможе вам розібратися в різноманітті оптичних аберацій і методах боротьби з ними, що, звичайно ж, безцінно для справжнього фотоерудиту.

  Аберації оптичної системи (у нашому випадку – фотографічного об'єктива) – це недосконалість зображення, яке викликається відхиленням променів світла від шляху, яким вони мали б слідувати в ідеальній (абсолютній) оптичній системі.

  Світло від будь-якого точкового джерела, пройшовши через ідеальний об'єктив, мало б формувати нескінченно малу точку на площині матриці чи плівки. Насправді цього, звичайно, не відбувається, і точка перетворюється на т.зв. пляма розсіювання, але інженери-оптики, що розробляють об'єктиви, намагаються наблизитися до ідеалу, наскільки це можливо.

  Розрізняють монохроматичні аберації, однаковою мірою властиві променям світла з довжиною хвилі, і хроматичні, залежні від довжини хвилі, тобто. від кольору.

  Коматична аберація або кома виникає коли промені світла проходять через лінзу під кутом до оптичної осі. В результаті зображення точкових джерел світла набуває по краях кадру вигляду асиметричних плям краплеподібної (або, у важких випадках, кометоподібної) форми.

  

  Коматична аберація.

  Кома буває помітна з обох боків кадру при зйомці з широко відкритою діафрагмою. Оскільки діафрагмування зменшує кількість променів, що проходять через край лінзи, воно зазвичай усуває і коматичні аберації.

  Конструкційно з комою борються приблизно так само, як і зі сферичними абераціями.

  Астигматизм

  Астигматизм проявляється у цьому, що з похилого (не паралельного оптичної осі об'єктива) пучка світла промені, що у меридіональної площині, тобто. площині, якій належить оптична вісь, фокусуються відмінним чином від променів, що лежать у сагітальній площині, яка перпендикулярна меридіональній площині. Це, зрештою, призводить до асиметричного розтягування плями нерізкості. Астигматизм помітний з обох боків зображення, але з його центрі.

  Астигматизм важкий розуміння, тому спробую проілюструвати його з простому прикладі. Якщо уявити, що зображення літери Азнаходиться у верхній частині кадру, то при астигматизмі об'єктива воно виглядало б так:

  Меридіональний фокус.	Сагітальний фокус.
  При спробі досягти компромісу, ми отримуємо універсально нерізке зображення.	Початкове зображення без астигматизму.

  Для виправлення астигматичної різниці меридіонального та сагітального фокусів потрібно не менше трьох елементів (зазвичай два опуклих і один увігнутий).

  Очевидний астигматизм в об'єктиві вказує зазвичай на непаралельність одного або декількох елементів, що є однозначним дефектом.

  Під кривизною поля зображення мають на увазі характерне для багатьох об'єктивів явище, при якому різке зображення плоскогооб'єкта фокусується об'єктивом не так на площину, але в якусь викривлену поверхню. Наприклад, у багатьох ширококутних об'єктивів спостерігається виражена кривизна поля зображення, в результаті якої краї кадру виявляються сфокусовані як ближче до спостерігача, ніж центр. У телеоб'єктивів кривизна поля зображення зазвичай виражена слабо, а макрооб'єктивів виправляється практично повністю – площина ідеального фокусу стає дійсно плоскою.

  

  Кривизну поля прийнято вважати аберацією, оскільки при фотографуванні плоского об'єкта (тестової таблиці або цегляної стіни) з фокусуванням по центру кадру його краї неминуче виявляться не у фокусі, що може бути помилково прийнято за нерізкість об'єктива. Але в реальному фотографічному житті ми рідко стикаємося з плоскими об'єктами - світ навколо нас тривимірний, - а тому властиву ширококутним об'єктивам кривизну поля я схильний розглядати скоріше як їхню гідність, ніж недолік. Кривизна поля зображення – це те, що дозволяє отримати однаково різкими і передній, і задній план одночасно. Посудіть самі: центр більшості ширококутних композицій знаходиться далеко, тоді як ближче до кутів кадру, а також внизу, розташовуються об'єкти переднього плану. Кривизна поля робить і те, й інше різким, позбавляючи нас необхідності закривати діафрагму надміру.

  

  Кривизна поля дозволила при фокусуванні на далекі дерева отримати різкими ще й брили мармуру внизу ліворуч.
  Деяка нерізкість в області неба та на далеких кущах праворуч мене в цій сцені мало турбувала.

  Слід пам'ятати, що для об'єктивів з вираженою кривизною поля зображення непридатний спосіб автоматичного фокусування, при якому ви спочатку фокусуєтеся на ближньому до вас об'єкті, використовуючи центральний датчик фокусування, а потім перекомпоновувати кадр (див. «Як користуватися автофокусом »). Оскільки об'єкт переміститься з центру кадру на периферію, ви ризикуєте отримати фронт-фокус внаслідок кривизни поля. Для ідеального фокусу доведеться зробити відповідне виправлення.

  Дисторсія

  Дисторсія – це аберація коли об'єктив відмовляється зображати прямі лінії прямими. Геометрично це означає порушення подібності між об'єктом та його зображенням внаслідок зміни лінійного збільшення поля об'єктива.

  Виділяють два найбільш поширені типи дисторсії: подушкоподібна і бочкоподібна.

  При бочкоподібної дісторсіїлінійне збільшення зменшується в міру віддалення від оптичної осі об'єктива, в результаті чого прямі лінії по краях кадру згинаються назовні, і зображення виглядає опуклим.

  При подушкоподібної дісторсіїлінійне збільшення, навпаки, збільшується з віддаленням від оптичної осі. Прямі лінії згинаються всередину, і зображення здається увігнутим.

  Крім того, зустрічається комплексна дисторсія, коли лінійне збільшення спершу зменшується в міру віддалення від оптичної осі, але ближче до кутів кадру знову починає зростати. У такому випадку прямі лінії набувають форми вусів.

  Дисторсія найбільше виражена в зум-об'єктивах, особливо з великою кратністю, але помітна і в об'єктивах з фіксованою фокусною відстанню. Для ширококутних об'єктивів характерна переважно бочкоподібна дисторсія (екстремальний приклад такої дисторсії – об'єктиви типу fisheye або «риб'яче око»), тоді як телеоб'єктивам частіше властива подушкоподібна дисторсія. Нормальні об'єктиви, як правило, найменш схильні до дісторсії, але повністю виправляється вона тільки в хороших макрооб'єктивах.

  У зум-об'єктивів часто можна спостерігати діжкову дісторсію в ширококутному положенні і подушкообразную дисторсію в телеположенні при практично вільній від дисторсії середині діапазону фокусних відстаней.

  Ступінь виразності дисторсії може також змінюватися в залежності від дистанції фокусування: у багатьох об'єктивів дисторсія очевидна, коли вони сфокусовані на найближчому об'єкті, але робиться майже непомітною при фокусуванні на нескінченність.

  У ХХІ ст. дисторсія не є великою проблемою. Практично всі RAW-конвертери та багато графічних редакторів дозволяють виправляти дисторсію при обробці фотознімків, а багато сучасних камер і зовсім роблять це самостійно в момент зйомки. Програмне виправлення дісторсії за наявності належного профілю дає чудові результати та майжене впливає різкість зображення.

  Хочу також зауважити, що на практиці виправлення дисторсії потрібно не так часто, адже дисторсія буває помітна неозброєним оком тільки тоді, коли по краях кадру присутні прямі лінії (горизонт, стіни будівель, колони). У сценах же, які мають на периферії строго прямолінійних елементів, дисторсія, зазвичай, не ріже очей.

  Хроматичні аберації

  Хроматичні чи колірні аберації обумовлені дисперсією світла. Не секрет, що показник заломлення оптичного середовища залежить від довжини світлової хвилі. У коротких хвиль ступінь заломлення вищий, ніж у довгих, тобто. промені синього кольору заломлюються лінзами об'єктива сильніше, ніж червоного. Як наслідок, зображення предмета, що формуються променями різного кольору, можуть не збігатися між собою, що призводить до появи кольорових артефактів, які називаються хроматичними абераціями.

  У чорно-білій фотографії хроматичні аберації не такі помітні, як у кольоровій, але вони істотно погіршують різкість навіть чорно-білого зображення.

  Розрізняють два основні типи хроматичних аберацій: хроматизм положення (подовжня хроматична аберація) та хроматизм збільшення (хроматична різниця збільшення). У свою чергу кожна з хроматичних аберацій може бути первинною або вторинною. Також до хроматичних аберацій відносять хроматичні різницю геометричних аберацій, тобто. різну вираженість монохроматичних аберацій хвиль різної довжини.

  Хроматизм становища

  Хроматизм становища чи поздовжня хроматична аберація виникає, коли промені світла з різною довжиною хвилі фокусуються у різних площинах. Інакше кажучи, промені синього кольору фокусуються ближче до задній головній площині об'єктива, а промені червоного кольору – далі, ніж промені зеленого кольору, тобто. для синього кольору спостерігається фронт-фокус, а червоного – бэк-фокус.

  

  Хроматизм становища.

  На щастя нам, хроматизм становища навчилися виправляти ще XVIII в. шляхом комбінування збірної та розсіювальної лінз, виготовлених зі стекол з різними показниками заломлення. В результаті поздовжня хроматична аберація флінтової (збиральної) лінзи компенсується за рахунок аберації кронової (розсіюючої) лінзи, і промені світла з різною довжиною хвилі можуть бути сфокусовані в одній точці.

  

  Виправлення хроматизму становища.

  Об'єктиви, у яких виправлено хроматизм становища, називаються ахроматичними. Практично всі сучасні об'єктиви є ахроматами, тож про хроматизм становища сьогодні можна спокійно забути.

  Хроматизм збільшення

  Хроматизм збільшення виникає за рахунок того, що лінійне збільшення об'єктиву відрізняється для різних кольорів. В результаті зображення, що формуються променями з різною довжиною хвилі, мають різні розміри. Оскільки зображення різного кольору відцентровані по оптичній осі об'єктива, хроматизм збільшення відсутня в центрі кадру, але зростає до країв.

  Хроматизм збільшення проявляється на периферії знімка у вигляді кольорової облямівки навколо об'єктів з різкими контрастними краями, такими як, наприклад, темні гілки дерев на тлі світлого неба. В областях, де подібні об'єкти відсутні, кольорова облямівка може бути непомітною, але загальна чіткість все одно падає.

  При конструюванні об'єктиву хроматизм збільшення виправити значно важче, ніж хроматизм становища, тому цю аберацію можна тією чи іншою мірою спостерігати у багатьох об'єктивів. Цьому схильні насамперед зум-об'єктиви з великою кратністю, особливо в ширококутному положенні.

  Тим не менш, хроматизм збільшення не сьогодні є приводом для занепокоєння, оскільки він досить легко виправляється програмними засобами. Всі хороші RAW-конвертери можуть усувати хроматичні аберації в автоматичному режимі. Крім того, все більше цифрових фотоапаратів забезпечується функцією виправлення аберацій під час зйомки у форматі JPEG. Це означає, що багато об'єктивів, які вважалися в минулому посередніми, сьогодні за допомогою цифрових милиць можуть забезпечити цілком пристойну якість зображення.

  Первинні та вторинні хроматичні аберації

  Хроматичні аберації поділяються на первинні та вторинні.

  Первинні хроматичні аберації – це хроматизми у своєму вихідному невиправленому вигляді, зумовлені різним ступенем заломлення променів різного кольору. Артефакти первинних аберацій пофарбовані в крайні кольори спектра – синьо-фіолетовий та червоний.

  При виправленні хроматичних аберацій хроматична різниця з обох боків спектра усувається, тобто. сині та червоні промені починають фокусуватися в одній точці, яка, на жаль, може не збігатися з точкою фокусування зелених променів. При цьому виникає вторинний спектр, оскільки хроматична різниця для середини первинного спектру (зелених променів) і для його зведених країв (синіх і червоних променів) залишається не усуненою. Це і є вторинні аберації, артефакти яких забарвлені у зелений та пурпуровий кольори.

  Коли говорять про хроматичні аберації сучасних ахроматичних об'єктивів, у переважній більшості випадків мають на увазі саме вторинний хроматизм збільшення і лише його. Апохромати, тобто. об'єктиви, в яких повністю усунуті як первинні, так і вторинні хроматичні аберації, надзвичайно складні у виробництві і навряд чи колись стануть масовими.

  Сферохроматизм – це єдиний заслуговує на згадку приклад хроматичної різниці геометричних аберацій і проявляється як ледь помітне фарбування зон поза фокусом в крайні кольори вторинного спектру.

  
  

  Сферохроматизм виникає через те, що сферична аберація, про яку говорилося вище, рідко буває однаково скоригована для променів різного кольору. В результаті плями нерізкості на передньому плані можуть мати легку пурпурову облямівку, а на задньому плані – зелену. Сферохроматизм найбільше властивий світлосильним довгофокусним об'єктивам, при зйомці з широко відкритою діафрагмою.

  Про що варто турбуватися?

  Хвилюватися не варто. Про все, про що слід потурбуватися, розробники вашого об'єктива, швидше за все, вже потурбувалися.

  Ідеальних об'єктивів немає, оскільки виправлення одних аберацій веде до посилення інших, і конструктор об'єктиву, зазвичай, намагається знайти розумний компроміс між його характеристиками. Сучасні зуми і так містять по двадцять елементів, і не варто ускладнювати їх надмірно.

  Всі кримінальні аберації виправляються розробниками досить успішно, а з тими, що залишилися легко порозумітися. Якщо ваш об'єктив має якісь слабкі сторони (а таких об'єктивів – більшість), навчіться обходити їх у своїй роботі. Сферична аберація, кома, астигматизм та їх хроматичні різниці зменшуються при діафрагмуванні об'єктива (див. «Вибір оптимальної діафрагми»). Дисторсія та хроматизм збільшення усуваються під час обробки фотографій. Кривизна поля зображення потребує додаткової уваги при фокусуванні, але також не смертельна.

  Іншими словами, замість того, щоб звинувачувати обладнання в недосконалості, фотолюбителю слід швидше почати вдосконалюватися самому, досконально вивчивши свої інструменти та використовуючи їх відповідно до їхніх переваг та недоліків.

  Дякую за увагу!

  Василь О.

  Post scriptum

  Якщо стаття виявилася для вас корисною та пізнавальною, ви можете люб'язно підтримати проект, зробивши внесок у його розвиток. Якщо ж стаття вам не сподобалася, але у вас є думки про те, як зробити її кращою, ваша критика буде прийнята з не меншою вдячністю.

  Не забувайте, що ця стаття є об'єктом авторського права. Передрук та цитування допустимі за наявності діючого посилання на першоджерело, причому текст, що використовується, не повинен жодним чином спотворюватися або модифікуватися.