Виньетирование — затемнение изображения по краям кадра.

Четыре типа виньетирования:

— оптическое
— натуральное
— механическое
— пиксельное

Оптическое виньетирование

Оптическое виньетирование возникает по причине того, что у объектива есть некая длина. Получается, что часть наклонных лучей света, попадая на переднюю линзу, экранируются передней частью оправы объектива.
Больше всего это касается полностью открытой диафрагмы объектива.

полностью открытая диафрагма Carl Zeiss Planar 85/1.4@F1.4

Теперь, если повернуть объектив влево или вправо, то будет видно, как часть наклонных лучей будет экранироваться оправой объектива .
Если же отверстие диафрагмы маленькое, то наклонные световые лучи гораздо меньше подвержены отсеканию.

Т.е. оптическое виньетирование «лечится» прикрыванием апертурной диафрагмы.

На приведенной картинке видно, что в первом случае (полностью открытая диафрагма) отсекается ~70% световых лучей от исходного изображения. Во втором случае (диафрагма прикрыта) отсекается лишь ~10%. Картинки даны лишь для понимания эффекта, реальное падение освещенности по краям рассчитывается по формуле.

Помимо эффекта затемнения краёв кадра оптическое виньетирование даёт эффект «кошачьего глаза» для точечных источников света, находящихся вне фокуса на удалении от центра кадра.

Натуральное виньетирование

Натуральное виньетирование не зависит от экранирования световых лучей, а зависит от 4-х других причин затемнения краёв снимка. Одна из основных причин — разница в расстоянии между плоскостью выходного зрачка объектива и поверхностью пленки/сенсора для центральных лучей и краевых лучей, проходящих через объектив.

Прикрыванием диафрагмы данный вид виньетирования не «лечится». Исправляется в RAW-конвертере.

Механическое виньетирование

Механическое виньетирование возникает при возникновении прямых преград на пути световых лучей перед попаданием на переднюю линзу объектива. Примером таких виньетирующих элементов могут быть светофильтры с толстой оправой или слишком крупные бленды.

Пиксельное виньетирование

Пиксельное виньетирование возникает из-за того, что матрица цифровой камеры не одинаково чувствительна к световым лучам, падающим под разным углом. В настоящее время с этим борются установкой собирающих микролинз перед фотодиодами цифровой матрицы.

Рекомендации

Перед покупкой объектива

Перед покупкой объектива неплохо уточнять этот момент по специальному графику, с которым можно ознакомиться на сайте у всех именитых производителей объективов.

Вот, например, график одного объектива Carl Zeiss

По нижней стороне отмерено U, mm — расстояние от центра кадра. К краю кадра соответственно освещенность со 100% падает.
Здесь во внимание принимается и виньетирование, и натуральное падение освещенности (предполагаю, что источник света — неидеальный). График строится для разных значений диафрагмы. При более открытой диафрагме виньетирование сильнее.

Борьба с виньетированием

Виньетирование на большинстве снимков довольно успешно «лечится» в RAW-конвертере. Так, например, для многих объективов существуют профили, которые можно использовать в Adobe Camera Raw.

на картинке видно, что у меня выбран профиль Carl Zeiss 85/1.4 ZE.

Профили могут подключаться как автоматически, так и вручную (вкладка «custom»).

Помимо этого есть вкладка «Manual», на которой тоже есть коррекция виньетирования.

Кроме того есть вкладка «спецэффектов», в которой можно исправить виньетирование вручную.

Самый же старинный способ борьбы с виньетированием — использование фильтра с затемнением центра. Для каждого объектива нужно подбирать подобный фильтр отдельно, т.к. виньетирование может быть разной силы, и падение освещенности может быть неравномерное.

Возможно, вы захотите знать

Типы объективов бывают разные. Сильнее всего подвержены виньетированию широкоугольные объективы и объективы с коротким задним отрезком. Причина этого понятна — световые лучи от задней линзы объектива до края кадра идут под большим углом к оси объектива и потому проходят бОльшее расстояние. Например, по этой причине большему виньетированию подвержены дальномерные объективы, у которых рабочий отрезок — короткий. В меньшей степени явлению виньетирования подвержены объективы для зеркальных камер, т.к. рабочий отрезок у таких объективов относительно велик с целью оставить место для зеркала и потому световые лучи идут под меньшим углом к оси объектива.

Эффект виньетирования часто вводится намеренно для улучшения качества изображения. При этом отсекаются самые крайние световые лучи, которые и вносят львиную долю проблем в результирующее изображение. Разработка оптического дизайна — это всегда путь компромиссов.

Эффект виньетирования часто используется с художественной целью. Его можно вводить при портретной съемке для придания бОльшего объема изображению и отделению объекта от фона. В данном случае имитируется работа человеческого глаза.

Снимок с виньетированием

Компенсация виньетирования. М.М.Русиновым был разработан метод компенсации эффекта виньетирования с использованием аберрационного виньетирования. Для этого в качестве передних линз используются сильные отрицательные мениски.

АД — апертурная диафрагма
m должно быть больше, чем h

Кручение фона — это одно из следствий геометрического виньетирования. Т.е. на самом деле нет никакого кручения, а есть «сплющивание» дисков нерезкости, создающее подобный визуальный эффект. Особенно сильное кручение фона связано еще и с астигматизмом объектива.

Зум-объективы могут иметь разное значение виньетирования на разных фокусных расстояниях.

Некоторые фотокамеры считывают данные объектива и сразу корректируют эффект виньетирования согласно встроенным данным об объективе.

Человеческий глаз замечает падение освещенности когда оно составляет 50% и более.