ГлавнаяфототехникаОбъективы → Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы
20 089 просмотров
В этой статье 1798 слов.
Bukvus - отправка ошибок

Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, «purple fringing» — будем знакомы


к содержанию ↑

Продольные хроматические аберрации

В комментариях к одной из моих статей с тестами объективов мне заметили, что есть такой важный параметр, как продольные аберрации или по-английски LoCA (longitudinal chromatic aberration). Названий у этого вида аберраций много, но если назвать его фиолетовым свечением вокруг веток дерева в центре кадра, то, думаю, все его узнают.

продольные аберрации, loCA, chromatic aberrations

продольные аберрации, loCA, chromatic aberrations (Wikipedia)

loca

Вот сейчас я помянул об это явлении и все о нём вспомнили. Но так ли часто оно вам мешало получать хорошие снимки?

Тем не менее в теории, если вы собираетесь снимать при контровом свете людей или солнце, просвечитвающее через темные ветки, вы с ним столкнетесь и дальше будет играть роль ваша или ваших клиентов индивидуальная непереносимость фиолетового свечения. Свечение это может быть разной силы, в зависимости от степени исправленности продольной хроматической аберрации в объективе.

к содержанию ↑

Откуда берётся продольная аберрация

Всё дело в том, что световые лучи, преломляются в линзах под разным углом, в зависимости от длины волны. Синие, например, преломляются под большим углом, чем красные.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

преломление световых лучей в обычной линзе

Соответственно, когда приходит момент фокусирования на плоскости матрицы, световые лучи фокусируются в разных местах и возникает то самое фиолетовое свечение. Особенно это видно, когда есть резкий переход яркостей и свет разлагается из белого во все цвета радуги.

к содержанию ↑

Как отличить Продольную аберрацию от других хроматических аберраций

Продольную хроматическую аберрацию легко отличить от поперечной, так как она возникает чаще в центре кадра и может распространяться на весь кадр. В то же время поперечная (также называемая хроматизмом увеличения) возникает только про краю кадра, хотя и выглядит также как продольная — фиолетовыми и зелеными ореолами вокруг темных объектов на белом фоне.

Еще способ отличить Продольную аберрацию от поперечной:

Продольная аберрация создаёт каёмку одного цвета вокруг объекта в фокусе и другого цвета вокруг объекта вне фокуса. Поперечная даёт разноцветные каёмки у одного объекта в фокусе (чаще фиолетовую и зеленую).

Продольная «лечится» диафрагмированием. Поперечная от него не зависит.

Пример продольной аберрации. Автор: http://toothwalker.org/optics/chromatic.html

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Фото сделано Canon EF 85/1.2 L на полностью открытой диафрагме, слева изображение в фокусе, справа чуть-чуть дефокусировано, чтобы получить зеленую кайму вместо фиолетовой. Это один из способов «бороться» с этой аберрацией, если вас раздражает фиолетовая кайма.

Пример поперечной аберрации с того же источника.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Фото сделано объективами:
A: Cosina 3.5-4.5/19-35 @ 20 mm
B: Cosina 3.8/20
C: Carl Zeiss Distagon 2.8/21

Всё объективы на значении диафрагмы F11 и на камере Canon 5D

к содержанию ↑

Как продольная аберрация исправляется оптически

Исправляется продольная аберрация с помощью так называемых ахроматов, т.е. склеек линз, где одна линза крон, а другая — флинт. Крон это линза с ультранизкой дисперсией света и малым коэффициентом преломления, а флинт наоборот.
Крон раньше делали из флюоритового стекла, что было довольно дорого. Упоминаю об этом потому, что рассматриваемые мной объективы относятся как раз к периоду использования флюорита (Calcium fluoride). Флинт же делали из оксида свинца (Lead oxide). В дальнейшем флюорит заменили на более дешевые типы стекла с низкой дисперсией, а оксид свинца заменили тоже на нечто другое ввиду неэкологичности такого производства (это было уже в 2000-ных годах).

В сумме стараются получить эффект минимизации продольной аберрации, т.е. сведения в конечном итоге световых лучей с разной длиной волны в одну точку. Это в идеале, в реальности же идеал невозможен и всегда небольшие аберрации присутствуют.

к содержанию ↑

Ахромат

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

ахроматическая склейка линз (даблет)

Ахромат способен исправить продольную аберрацию для двух длин волн.

к содержанию ↑

Апохромат

Позже были изобретены Апохроматы, это уже триплет, позволяющий корректировать уже три длины волны.

Не будем останавливаться на всяких патентных тяжбах на ахроматы и апохроматы и лишь приведём схему апохромата.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

триплет Апохромат

Вот таким образом мы на простом языке разобрались что такое продольные хроматические аберрации и как с ними борются. Теперь, если вы захотите найти объектив с наименьшими продольными аберрациями вы во-первых посмотрите на название объектива. Ахроматы сейчас уже почти не встречаются даже на вторичном рынке (я мало их видел), а апохроматов достаточно. У них в названии есть приставка APO. Чаще всего это довольно дорогие объективы. В тоже время даже в объективах без такой приставки вы можете поискать апохроматические триплеты и упоминание производителем об использовании флюоритового стекла- — такие объективы будут заранее иметь меньшую продольную аберрацию.

Если же вообще говорить про оптические системы и их аберрации, то в ахроматах уменьшены хроматическая и сферическая аберрации. В апохроматах эти же А. скомпенсированы значительно точнее. В апланатах исправлены хроматические и сферические А., а также кома. Если, кроме этих А., устранены астигматизм и кривизна поля, то объектив называют анастигматом. Ортоскопическими называют системы с исправленной дисторсией.

Но будьте осторожны. Вместе с неидеальностью оптических систем устраняется и их индивидуальный рисунок.

к содержанию ↑

Тест на продольные аберрации объективов Carl Zeiss

к содержанию ↑

Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8

продольные аберрации объективов Carl Zeiss

Carl Zeiss Makro- Planar 60/2.8 @2.8


Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8 @2.8

f2.8, crop 100%


f4, crop 100%

f4, crop 100%


f5.6, crop 100%

f5.6, crop 100%

Снимок на диафрагмах F4 и F5.6 я сделал специально, чтобы вы наглядно убедились, что диафрагмирование в данном случае влияет на уменьшение продольной аберрации. Хотя снимок становится более тёмным, чётким и аберрации менее заметными, но полностью они не исчезают.

В данном случае объектив Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8 демонстрирует умеренные продольные аберрации. Но он и не может похвастаться большой светосилой, а продольные аберрации это проблема светосильных фиксов.

к содержанию ↑

Canon 50/2.5 Macro

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

canon 50/2.5 @ 2.8


canon 50/2.5 @ 2.8

F2.8, crop 100%

Не берусь проводить тут сравнение, так как солнце здорово слепит и на этом объективе мне удалось попасть в фокус много точнее. В конце статьи будет тест в студийных условиях, где я сфокусируюсь более точно.

к содержанию ↑

Carl Zeiss Makro-Planar 100/2.8

Carl Zeiss Makro-Planar 100/2.8

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

F2.8, crop 100%


Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

F4, crop 100%


к содержанию ↑

Carl Zeiss Planar 50/1.7

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

F1.7, crop 100%


Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

F2.8, crop 100%


к содержанию ↑

Carl Zeiss Planar 85/1.4

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

F1.4, crop 100%


Carl Zeiss Planar 85/1.4

F2.8, crop 100%


к содержанию ↑

Объективы с исправленными продольными хроматическими аберрациями

Carl Zeiss Aposonnar 200/2

Объективы с исправленными продольными хроматическими аберрациями

Aposonnar, оптическая схема. Указан ахроматический даблет с линзой из флюорита

а также все APO:

Tele-Apotessar 300/2.8
Tele-Apotessar 500/5.6
Tele-Apotessar 800/8

Carl Zeiss Distagon 21/2.8

Заявлено использование ахроматического даблета. Но возможно не флюорит (про него ничего не сказано).

Carl Zeiss Vario- Sonnar 28-70/3.5-4.5

Carl Zeiss Vario-Sonnar 28-70/3.5-4.5

Заявлен и присутствует ахроматический даблет.

к содержанию ↑

Студийные тесты на продольную аберрацию

Для всех 50мм объективов (включая 60мм) расстояние до мишени 40см. Наклон оптической оси объектива относительно мишени примерно 40град.

к содержанию ↑

Carl Zeiss Planar 50/1.4 vs Carl Zeiss Planar 50/1.7

Carl Zeiss Planar 50/1.4 vs Carl Zeiss Planar 50/1.7

50/1.4@F1.4 (слева) vs 50/1.7@F1.7


Carl Zeiss Planar 50/1.4 vs Carl Zeiss Planar 50/1.7

Carl Zeiss Planar 50/1.4@F2.8(слева) vs Carl Zeiss Planar 50/1.7@F2.8


к содержанию ↑

Carl Zeiss Planar 50/1.7 vs Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8

Carl Zeiss Planar 50/1.7 vs Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8

Carl Zeiss Planar 50/1.7@F2.8 (слева) vs Carl Zeiss Makro-Planar 60/2.8@F2.8


к содержанию ↑

Carl Zeiss Planar 135/2.8 vs Юпитер-37А 135/3.5

Юпитер-37А 135/3.5 vs Carl Zeiss Planar 135/2.8

Юпитер-37А 135/3.5@F3.5 (слева) vs Carl Zeiss Planar 135/2.8@F4


к содержанию ↑

Выводы

Не стал я размещать дальнейшие картинки так как на мой взгляд итак всё ясно. Среди не-апохроматов достаточно сильны продольные аберрации, но они вовсе не мешают снимать хорошие сюжеты, если не снимать мощный контровый свет, наподобие солнца. Можно вобщем-то и солнце снимать, но на хорошо прикрытых диафрагмах. Никакой мистики тут не получилось. Не скорректированные объективы одного фокусного расстояния имеют примерно одинаковые ХА. Получше на мой взгляд скорректирован Carl Zeiss 85/1.4, но когда я пробую его использовать на F1.4, то его продольные аберрации ничуть не меньше, чем у остальных, так как он поставлен в невыгодные условия. Carl Zeiss 50/1.4 тоже, как правило используется на полностью открытой диафрагме и соответственно на его снимках вы чаще встретите фиолетовые каёмки.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Carl Zeiss Makro-Planar 100/2.8@F5.6

Следовательно нужно стараться избегать жестко контрового света для большинства объективов.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Carl Zeiss Makro-Planar 100/2.8@F5.6

При всех своих замечательных оптических характеристиках они не могут обеспечить абсолютное сведение лучей в таких условиях. Источник света должен быть чуть выше-ниже, но не «в лоб». Или диафрагма значительно прикрыта.

Вот, к примеру, свет через туман и проблем нет.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Есть еще некоторое количество светосильных фикс-объективов менее именитых производителей, таких как Samyang и Sigma. Некоторые из них, а в частности Sigma 85/1.4 демонстрируют почти полное отсутствие продольных аберраций.

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Как же это объяснить? Наиболее уважаемые производители проигрывают менее известным.

Но в процессе раскопок информации на эту тему я наткнулся на интересный материал, в котором было рассказано как повысить чёткость изображения биноклей (производители Zeiss, Nikon etc.). Оказывается, поскольку хроматические аберрации снижают резкость изображения, то в биноклях некоторые производители поступаются красным спектром и отфильтровывают его на этапе прохождения через бинокль, используя стекло мало пропускающее красный спектр. В результате такой системе остается сфокусировать лишь оставшиеся световые лучи. А чем меньше лучей, тем проще их сфокусировать в одной плоскости и соотвественно выше резкость.

Тогда что мешает поставить стекло, фильтрующее некоторые участки спектра в объектив и тем самым уменьшить хроматические аберрации и увеличить резкость?
Это пока только догадки и требуют подтверждения. Но всё когда-то начиналось с догадок.
А вообще это был бы нечестный приём...

Теперь нужна мишень с непрерывным градиентом цвета и сфотографировать её разными объективами (в частности Samyang 85/1.4) для того, чтобы установить истину.

А всем удачных фото! :)

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Carl Zeiss Makro-Planar 100/2.8

Продольные аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

к содержанию ↑

Поперечные хроматические аберрации

к содержанию ↑

Откуда возникают

Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Поперечные хроматические аберрации (lateral chromatic aberrations, axial chromatic aberrations) возникают из-за того, что лучи света с разной длиной волны по-разному преломляются, проходя через стекло. В результате они выходят под разным углом и чем ближе к краю линзы, тем сильнее отличие в угле преломления. По этой же причине в центре такой вид аберраций практически отсутствует (потому и одно из названий аберрации — осевая) и сильно проявляется к краям изображения.

Цвета они могут иметь разные. Чаще всего фиолетово-зеленые или красно-синие.

к содержанию ↑

Как выглядят

Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, "purple fringing" - будем знакомы

к содержанию ↑

Исправление хроматических аберраций

Здесь подробно про исправление ХА

Не забывайте, пожалуйста, нажимать "поделиться" Вконтакте, Фейсбуке, Гугл+ и т.д., а также оценку 5*, если вам понравилась статья!

Обучение предметной фотосъемке

Хотите бесплатно получать свежие
статьи по фото?

  • - тесты обьективов и фотокамер
  • - статьи по истории фототехники
  • - секретные приемы фотосьемки
  • - проф. методы обработки в фотошопе

http://evtifeev.com

Подписаться на RSS ленту

Оцените, пожалуйста, статью
1 балл2 балла3 балла4 балла5 баллов (7 votes, average: 5,00 out of 5)
Loading ... Loading ...

Рекомендовать


Добавить комментарий

 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Гости могут загрузить 2 картинки (можно отметить кликами левой кнопкой мыши на названиях файлов, с зажатой клавишей Ctrl), размером не более 800KB каждая. Картинки должны быть форматов jpeg, pjpeg, png.

Продольные аберрации, поперечные хроматические аберрации, фиолетовое свечение, «purple fringing» — будем знакомы: 15 комментариев

  1. Здравствуйте! есть ли какие нибудь фильтры чтобы частично отсекали красный спектр цвета и при этом не вносили сильных изменений в другие цвета???

    Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
    • Вроде есть. Но названия навскидку не скажу. Это тема для для моей статьи в будущем. Но материалы пока не готовы.

      Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
  2. Дмитрий, день добрый! очень заинтересовала тема про Стекло слабо пропускающее красный спектр цвета, т.к. у меня есть старый Canon F L55mm F1.2 и никак не могу из него хоть что то стоящее вытащить в плане цвета. Вроде он и резкий уже с открытой, но все контрастные переходы окрашены в фиолетово-красные цвета, да и в общем вся картинка окрашена в этот ужасный цвет, который даже в фотошопе не убьешь. Про астигматизм и СОФТ эффект я уже молчу). Если я правильно понимаю,то если надеть на объектив фильтр из данного стекла,то аберраций станет по-меньше и картинка улучшится! Где можно найти данное стекло?)

    Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
    • Дмитрий, здравствуйте!

      Хороший вопрос. Но я еще плотно им не занимался. Знаю, что такие фильтры есть (для биноклей точно такое стекло делают). Но есть ли они для фотокамер и есть ли они правильного диаметра под оправу вашего объектива?

      Попробуйте пока построить цветовой профиль для камеры+этот объектив с помощью Xrite Colorchecker и применяйте ко всем снимкам. Может немного помочь.

      Софт-эффект лечить на старом объективе смысла нет. У него главное достоинство как раз F1.2.

      Если найду информацию по таким фильтрам — напишу статью в блог.

      Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
  3. Спасибо за интересную статью(нашёл её по поиску, хотя ваш сайт мне очень знаком). Жизнь заставила поинтересоваться вопросом, мой 50/1.7 выдаёт такие искажения в невообразимо-кричащем виде(((((( закрадываются мысли о неисправности. и не в контровом свете а в любых комбинациях перепада свечения, причём в зоне боке что особенно расстраивает.

    Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
    • У вас цейсовский 50/1.7 или другой?

      Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
      • Цейсовский MMJ 72****

        Я провёл тест 40см 40 градусов и по результатам сравниваю с evtifeev.com/wp-content/u.../05/IMG_4854.jpg

        Результат не сильно хуже/лучше указанного на вашей картинке, за исключением того что моя кропнутая камера не может обеспечить такую малую ГРИП и объектив фокусируется на несколько большем расстоянии(не помню что там по паспорту 50 или 45 см но около того в реальности)

        А на фотках просто мрак, малиново-фиолетовые веточки, коричнево-зелёные ореолы в зоне размытия

        Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
        • Роман, у вас 50/1.4 или 50/1.7?

          У первого 0.45 мдф

          У второго 0.6м мдф

          Ваш «мрак» можете выслать на di@vargone.ru, я вам его прокомментирую.

          У всех объективов бывают такие аберрации, но важно в каких условиях вы их получили.

          Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
          • Добрый день, Дмитрий!

            Отправил на почту ссылки. У меня 50/1,7. Я конечно не исключаю что делаю что-то не так. у меня ещё не было нормальных светосильных фиксов.

            Спасибо

            Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
            • Роман, посмотрю ссылки немного позже как будет wifi. 3G в роуминге весьма дорогой. Но посмотрю обязательно и отвечу

              Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
          • Спасибо вам, Дмитрий за ответы по электронной почте!

            Как вы считаете, стоит выложить ваши комментарии сюда или нет? Т.е. может ли это быть интересным для читателей блога?

            Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
            • Роман, все мои комментарии по почте можно выкладывать и сюда. Я отвечаю по почте тк считаю, что если мне пишут по почте, то, видимо, по какой-то причине не хотят задавать вопрос на общем форуме. Так что если ничего секретного, то пишите, пожалуйста, в «задать вопрос» или в комментарии к статье.

              Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
  4. Смешались в кучу люди, кони...

    Не всякая склейка является ахроматом, не у всякого объектива, содержащего ахроматические склейки, исправлены продольные ХА: в типичных старых планарах из 6 линз в 4 группах — 2 склейки (в том же г-40), но среди них есть как обычные гелиосы, у которых полно всяческих ХА, так и киноптик апохроматы.

    В общем, утверждения про исправленные продольные

    ХА у 28/2, варио-зоннара и т.п. линз — высосаны из пальца. В старых зумах попадаются ахроматические склейки, но они (зумы) не отличаются особыми достижениями в области исправления ха.

    И вместе с тем есть объективы вообще без склеек и при этом не только не имеющие продольных ха, но и вовсе являющиеся апохроматами типа лейки апо-суммикрона 90/2 асф.

    В общем, исправление ХА осуществляется в рамках всей оптической схемы с помощью спец. сортов стекла, а не формальным наличием склеек. У старого кэнона фд 300/2.8L, который судя по всему — апохромат, для исправления ха используется линза из флюорита и ещё одна — из UD стекла, но ни одна их нх не стоит в склейках.

    Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
    • Где я написал, что любая склейка ахромат? Написано было, что для этого нужны два типа стекла в склейке.

      Про варио-соннар есть такое описание: An aspheric lens element and a special optical glass with anomalous partial dispersion are utilised to achieve a superb imaging performance while keeping the lens quite compact.

      То что склейки сейчас разбираются на отдельные линзы стало возможно благодаря низким потерям в светосиле объектива при прохождении света через лишние границы воздух/стекло. Но сам принцип это вовсе не отменяет

      Ваше мнение: Thumb up 0 Thumb down 0 Только зарегистрированные пользователи могут голосовать
  5. Уведомление: Обновилась статья про продольные аберрации, добавились тестовые снимки - БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА

Страница 1 of 11