Что такое дисторсия | [ПРО]ФОТО

Дисторсия — это аберрация оптических систем, при которой коэффициент линейного увеличения изменяется по мере удаления отображаемых предметов от оптической оси. (от лат. distorsio, distortio — искривление).При этом нарушается геометрическое подобие между объектом и его изображением. Дисторсия неприемлема в оптике, предназначенной для фотограмметрической аэрофотосъёмки и изготовления фотошаблонов. Объектив с исправленной дисторсией называется ортоскопическим, поскольку удовлетворяет требованиям ортоскопичности.

Дисторсия исправляется на этапе разработки оптической системы подбором линз и других элементов и/или путём обработки изображения на компьютере (например, в цифровой фотографии и кинематографе).

Разновидности дисторсии

В результате дисторсии прямые линии снимаемых объектов, не пересекающие оптическую ось, отображаются в виде изогнутых дуг. Углы изображения квадрата, центр которого совпадает с оптической осью, могут выступать наружу или наоборот, «втягиваться» внутрь, из-за чего квадрат становится похожим на подушку или на бочку.

«Подушкообразная» дисторсия считается положительной, поскольку увеличивает расстояние от оптического центра по мере удаления от него. «Бочкообразная» дисторсия считается отрицательной, так как сжимает расстояние от оптического центра.

Дисторсия может быть как линейной, так и относительной.

Дисторсия фотографических объективов

В наименьшей степени дисторсия проявляется у симметричных объективов за счёт расположения диафрагмы между линзами[5]. Под симметрией объектива подразумевается симметрия формы и расположения линз относительно плоскости апертурной диафрагмы, перпендикулярной оптической оси.

У анастигматов (объективов с исправленным астигматизмом), не обладающих симметрией, исправление дисторсии также возможно благодаря тому, что паразитное отклонение лучей почти не приводит к снижению разрешающей способности и намного менее заметно, чем сопоставимое отклонение лучей при других аберрациях.

В некоторых случаях к исправлению дисторсии предъявляются повышенные требования. Так, в объективах для аэрофотосъёмки относительная дисторсия не должна превышать ≈0,01 %.

Иногда, величина дисторсии не имеет значения. Объективы типа «рыбий глаз» с неисправленной дисторсией называются дисторзирующими и применяются, например, для метеорологических наблюдений. В этом случае привносимыми дисторсией искажениями пренебрегают, поскольку объектив имеет очень большое поле зрения в виде полусферы, охватывающей весь небосвод. Более того, при широких угловых полях из-за косой проекции по краю поля искажения неизбежны даже у ортоскопических сверхширокоугольных объективов с практически полностью исправленной дисторсией.

Дисторсия объективов типа «рыбий глаз» используется в планетариях и в сферорамных кинематографических системах, например IMAX DOME/OMNIMAX. При проекции изображения на полусферический экран дисторсия этого типа в значительной мере компенсируется. Снятое «рыбьим глазом» по системе IMAX DOME изображение проецируется такой же оптикой на купол, расположенный с небольшим наклоном над зрительным залом.

В результате на экране получается неискажённое изображение с большим углом обзора.

В художественной фотографии дисторсия рыбьего глаза используется, как выразительное средство, подчёркивающее масштабность снимаемой сцены или создающее необычную искривлённую форму протяжённых объектов. В некоторых случаях таким образом подчёркивается происхождение изображения, созданного современной оптикой.

Курсы для фотографа:

Дисторсия — что это? | БЛОГ ДМИТРИЯ ЕВТИФЕЕВА

Дисторсия — это аберрация, вызывающая искажение изображения прямых линий, в результате чего нарушается подобие между объектом и его изображением.

к содержанию ↑

Дисторсия является одним из видов оптической аберрации, или говоря проще искажением изображения. Дисторсия — это геометрическая аберрация, т.е. она меняет правильную геометрию снимка. Также бывают хроматические аберрации, которые связаны с цветом изображения.

Дисторсия бывает двух видов – бочкообразная (выпуклая дисторсия) и подушкообразная (вогнутая дисторсия):

Если вы посмотрите на фотографии выше, то заметите что все линии не ровные, это яркий пример оптической дисторсии. Теперь наведите на фотографию мышкой и увидите, как должно быть. Итак, дисторсия это оптическое искажение, которое характерно для вашего объектива.

к содержанию ↑

Бочкообразная дисторсия

к содержанию ↑

Подушкообразная дисторсия

Дисторсия характерна для широкого угла. Вы не заметите дисторсию на телевиках или на портретниках.

Причем в случае зум-объектива она может быть подушкообразной на одном конце и бочкообразной на другом.

Чаще всего дисторсию приходится корректировать когда вы фотографируете на широкоугольную линзу. Особенно дисторсия ощутима если на фотографии много прямых линий через весь кадр, например, когда вы фотографируете архитектуру сверхширокоугольной линзой вам обязательно придется исправлять дисторсию.

к содержанию ↑

И все-таки дисторсия это не всегда плохо. Дисторсию можно использовать как художественный приём или для того, чтобы разместить в кадре то, что на обычном объективе не помещалось бы.

снято на Canon EF 24/1.4 II USM

снято на Bower 14/2.8

к содержанию ↑

Далее несколько примеров, где можно наводить и убирать курсор, наблюдая как выглядит кадр с дисторсией и без.

к содержанию ↑

Canon EF 24/1.4 II USM

к содержанию ↑

Carl Zeiss Distagon 25/2 ZE

к содержанию ↑

Bower 14/2.8

к содержанию ↑

Исправляется дисторсия в большей степени “асферическим” элементом, т.е. линзой, у которой более сложная поверхность, не сферическая, как у большинства других линз в объективе.

асферический элемент

к содержанию ↑

Автоматически

Остаточную дисторсию можно подправить в графическом редакторе. Для многих объективов существуют профили исправления дисторсии, которые можно подгрузить в Adobe Camera Raw с помощью Adobe Lens Profile Downloader

Дальше вы заходите в программу Adobe Camera Raw, открываете свой снимок и во вкладке Lens Corrections активизируете профиль объектива.

к содержанию ↑

Вручную

Бывают случаи, когда для объектива нет профиля. Ведь профиль основан на связке камеры и объектива и потому велика вероятность, что именно для вашей камеры правильного профиля нет. Или у вас редкий объектив для которого профиля нет.

Легко убрать дисторсию вручную. Для этого вам понадобится или программа Adobe Camera Raw или Adobe Photoshop.

к содержанию ↑

Adobe Camera Raw

Открываете ваш снимок в программе Adobe Camera Raw и заходите в раздел Lens Corrections. Там выбираете вкладку Manual. И ползунком в подпункте Distortion добиваетесь устранения дисторсии.

к содержанию ↑

Adobe Photoshop

Открываете ваш снимок в Adobe Photoshop и идёте в меню в раздел Filters. Там вы в меню найдете пункт Lens Correction.

В правой части открывшегося окошка выбираете режим исправления

Custom. И двигаете ползунком Remove Distortion до полного её исправления.

Думаю, также будет полезно прочесть официальную брошюру Carl Zeiss по дисторсии

Дисторсия объектива — что это такое

Когда при ведении фотосъемки используются широкоугольные объективы, возникает искажение прямых линий предметов. Получается дисторсия объектива, что это изменение прямолинейности и потеря геометрической совершенности во время фотографирования. Если сравнивать исходные сцены и получаемые после фотографирования, то будут заметны различные искривления, в особенности на крайних участках кадра.

Различаются разные виды данного явления, поэтому профессионалам и любителям фото приходится сталкиваться с:

• Выпуклыми дисторсиями,
• Вогнутыми искривлениями,
• Комплексными искажениями.

И каждый вариант искривления имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при получении очередного кадра с использованием широкоугольных линз.

Почему появляются дисторсии?

Если любители не знакомы с таким понятием, как дисторсия объектива, что это, то профессиональные фотографы нередко сталкиваются с подобными явлениями и им известны причины их появления и даже методы борьбы с ними. Вогнутые искривления чаще всего возникают при пользовании телеобъективами, а вот комплексные дисторсии могут появиться и на широкоугольниках.

Иногда фотографу попадаются такие кадры, где один участок получается бочкообразным, а другой – вогнутым. Хотя современные фотографы оснащены новейшим оборудованием и имеют возможность редактировать полученные кадры, но это не всегда спасает при наличии комплексных искажений.

Сверхширокоугольные объективы могут стать причиной появления дисторсии, когда производится съемка крупного архитектурного сооружения, где большое количество прямых линий.

Всевозможные искажения с трудом воспринимаются человеческим мозгом, и поэтому зрителю сложно смириться с потерей геометрической правильности. Причиной возникновения такого явления может стать сильное различие между участками фотографируемых объектов.

Если ведется фотосъемка с нижнего ракурса многоуровневого сооружения при наклоненном фотоаппарате. Нужно иметь мощный и качественный широкоугольный объектив с постоянной фокусировкой, чтобы избежать подобных искажений.

Каким образом избегать дисторсии?

Если вы уже знаете, дисторсия объектива что это, то следующим этапом становится желание узнать, как этого неприятного явления избежать. Необходимо пользоваться при фотосъемке качественными фотообъективами, а также нужно ставить перед фотографированием задачи, чтобы не провоцировать появление искривлений.

Во время проведения съемки необходимо выполнять больше движений, чтобы получить максимально удобный ракурс, и тогда есть шанс уйти от возникновения дисторсии. Даже если появятся небольшие искривления, их можно быстро исправить при редактировании фотографии.

Не всегда фотограф располагает достаточным количеством времени, чтобы долго настраиваться и выбирать расстояние для фотографирования, кроме того, экскурсии обычно проходят быстро и сложно успеть запечатлеть памятник архитектуры правильно.

Но есть отличный вариант – это фотографирование с запасом, и тогда у вас будет возможность удалить в процессе редактирования все ненужные участки, а качественный снимок останется. Нужно компенсировать искажения, и вы всегда сможете добиться положительного результата.

Полностью отразить реальность на фотоаппарате все равно не получится, каким бы современным и инновационным он не был, поэтому погоня за идеальными кадрами все равно ни к чему не приведет.

Но в любом случае оптические приборы высокого качества будут способствовать приближению к идеалу при выполнении съемки. Несовершенные участки будут сведены к минимуму, если в вашем арсенале современное и мощное оборудование.

Еще одним выходом из подобной ситуации может стать объектив fisheye, который после получения кадра не требует дополнительной обработки. Подобные виды оборудования выпускаются известными брендами Canon и Nikon. Отличные кадры с минимальным количеством искажений получаются при использовании tilt-shift объективов.

Архитектурная и техническая фотосъемка может стать быстрой и качественной, если пользоваться данными типами объективов. При помощи таких оптических устройств можно вести постоянный контроль за перспективой.

Но если все-таки искажения получились слишком заметными и они портят кадр, возникает необходимость поработать в таком программном обеспечении, как фотошоп, где имеются различные инструменты, созданные специально для этих целей.

Необходимо овладеть программой и периодически использовать ее для проведения редактирования.

Как исправить искажение объектива

Искажение объектива является распространенной проблемой, с которой фотографы сталкиваются ежедневно. Искажения можно разделить на две группы — искажение перспективы (когда параллельные в реальности линии становятся сходящимися) и оптическое искажение (дисторсия). Дисторсия часто вызывает неестественную деформацию фотографий, прямые линии на изображении становятся кривыми, кроме линий в одной плоскости с оптической осью. 

Дисторсия бывает различной по типу воздействия на линии, обычно наблюдается подушкообразное искажение (параллельные в реальности линии вогнуты) или бочкообразное искажение (линии выпуклые, как у бочки). Искажение гораздо более заметно ближе к краям кадра, чем в его середине. Объективы с большим фокусным расстоянием дают меньше искажения, чем широкоугольные объективы. Если вы снимаете пейзажи или городские виды с большим фокусным расстоянием и у вас есть прямые вертикальные элементы около углов кадра, искажение может значительно изогнуть и исказить эти элементы, делая их очень странными. Не всегда такой эффект входит в задумку фотографа, и это требуется исправлять. 

Существует несколько способов решения подобных проблем

При работе в полевых условиях есть некоторые методы, которые вы можете использовать для устранения искажений, но они могут оказаться не достаточно эффективными. Во-первых, вы можете изменить свое положение и снимать с помощью того же самого объектива, находясь подальше от объекта. Другой способ — использовать длиннофокусный объектив, который должен давать меньшее искажение по сравнению с широкоугольным объективом. Но, к сожалению, оба способа будут влиять на композицию и кадрирование, что не всегда приемлемо. В первом случае в кадр попадет больше фона или элементов окружающей среды. Во втором, когда вы переключитесь на длиннофокусный объектив, связь между передним планом и фоном изменится. В результате ваша фотография может выглядеть совершенно иначе, чем первоначально предполагалось.

Третий способ — переключиться на шифт-объектив (tilt-shift), обладающий возможностью сдвига (Shift) и наклона (Tilt). Это, например, объективы PC-E для пользователей Nikon. Объективы PC-E (их иногда называют объективами с управлением перспективой) имеют улучшенную оптику, которая уменьшает искажения по краям, они позволяют исправлять сходящиеся вертикальные линии. Объективы с поддержкой данной технологии дают возможность выделять ближнюю или дальнюю перспективу, управлять глубиной резкости. Наклон и сдвиг объектива PC-E позволяет сфокусироваться на всей плоскости объекта когда камера расположена под углом к снимаемому объекту.

Однако подобные объективы стоят дорого и имеют несколько фиксированных фокусных расстояний. Поэтому большинство фотографов решают исправить искажения результирующих фотографий при постобработке с помощью программного обеспечения.

Любое современное программное обеспечение для редактирования фотографий имеет как минимум один способ исправления искажений. Сложность в том, что его использование не всегда дает отличные результаты. Рассмотрим пример — снимок восхода солнца в Праге. Пражский Град расположен в верхнем левом углу кадра и, как вы можете видеть, его линии явно искажены.

Есть несколько способов решить эту проблему. Первое, что приходит на ум, это выбор параметра «Коррекция объектива» («Lens Corrections») в раскрывающемся меню «Фильтр» в Photoshop. Подобная функция есть и в Lightroom или Adobe Camera RAW. Вы изменяете вертикальную трансформацию и при этом исправляется вид стен замка и окружающих зданий. Этот способ хорошо работает с небольшими или умеренными искажениями.

Однако на приведенном выше изображении видно, что при обработке обрезается большая часть переднего плана, а также углы с утренним золотым светом. Потому — это не самый лучший способ решить проблему искажения, ведь хочется сохранить передний план таким, как на оригинальном снимке.

Второй вариант — использовать инструмент Photoshop под названием «Свободное трансформирование» (Free transform). При перемещении нижнего левого угла еще больше влево и за пределы изображения левый верхний угол будет выпрямлен. Этим методом будет сохранено в кадре больше оригинального изображения. Однако, к сожалению, этот метод также повлиял на вид холма с правой стороны и немного деформировал его, растянул.

Эти два «простых исправления» не будут работать правильно и, чтобы исправить искажение, вам нужно будет проделать немного больше работы в Photoshop. Попробуйте проделать следующие несколько шагов постобработки фото и посмотрите на результат.

Первым шагом является дублирование слоя, который нужно исправить, в нашем случае это задний план.

Второй шаг — выпрямить этот вновь созданный слой, используя технику свободного трансформирования. Чтобы сделать это, просто удерживайте клавишу Ctrl в Windows или Command на Mac, одновременно с кликом мышкой и перетаскиванием левого нижнего угла. Таким образом, соотношение между передним планом и задним планом не изменится. Если вы выполняете коррекцию с помощью фильтра «коррекция объектива», соотношение и угол будут меняться, делая наложение слоев более сложным, а в некоторых случаях практически невозможным.

Третий шаг — изменить режим наложения (blend mode) исправленного слоя на «Разница» (Difference). Это сделает фотографию грязной, но не беспокойтесь, она сейчас будет исправлена.

Четвертый шаг — выровнять верхний слой с нижним слоем на основе объекта, который мы исправили, в нашем случае это – здание Пражской крепости. Выполните наложение — двигайте слой инструментом «Перемещение» (Move) до тех пор, пока изображение не станет максимально черного цвета. Черный цвет означает, что пиксели точно совпадают. Чем светлее (ярче) цвета пикселей, тем дальше они находятся. Конечно, нельзя добиться идеального соответствия, не деформируя слой обратно (что будет контрпродуктивно), так что не беспокойтесь об этом. После нахождения наилучшего положения просто примените «черную маску», которая скрывает исправленный слой, и установите режим наложения обратно на «Нормальный».

Последний шаг — использовать «белую кисть», чтобы показать только что исправленную часть изображения.

Может потребоваться дополнительное клонирование слоев и дальнейшие исправления. В этом случае выполните их на новом пустом слое.

Следуя перечисленным выше шагам, вы можете исправить искажения на фотографиях, не теряя большой кусок пикселей. 

Ниже вы видите окончательную редакцию фотографии с восходом солнца в Праге.

NIKON D810 @ 16mm, ISO 64, 10/40, f/11.0

Дефекты изображения: хроматические аберрации, дисторсия, виньетирование

Что такое хроматические аберрации, дисторсия, виньетирование? Все это — оптические дефекты изображения. В нашей статье мы расскажем о том, почему они появляются на фотографиях и как с ними бороться.

Хроматические аберрации

Хроматические аберрации — явление вызванное дисперсией света (разложение луча света на составляющие) проходящего через объектив. Дело в том, что лучи с разной длиной волны (разного цвета) преломляются под разными углами, поэтому из белого пучка образуется радуга.

Хроматические аберрации приводят к снижению чёткости изображения и появлению цветных контуров (особенно на контрастных объектах).

Часто, термин хроматические аберрации сокращают до «ХА».

Дисторсия

Дисторсия — геометрическое искажение прямых линий. Есть два вида дисторсии — подушкообразная и бочкообразная. Если прямые стали вогнутыми — это подушкообразная, если выпуклыми — бочкообразная.

Дисторсия наблюдается у зум-объективов при крайних значениях.

Виньетирование

Виньетирование — это падение яркости от центра к краям изображения. Как правило в центре нет затемнения, оно четко видно на углах.

Виньетирование вызвано конструктивными особенностями объективов, из-за которых обрезается световой поток сильно отклоняющийся от оси объектива. Соответственно сильнее всего виньетирование заметно на широкоугольных объективах. Так же виньетирование проявляется на объективах с большой светосилой при максимальной диафрагме.

Виньетирование используется так же как художественный элемент обработки изображения.

Бэк и Фронт фокус

У вас бывает, что иногда фокусируясь на объект вы получаете фотографию, на которой четкость смещена в сторону камеры? Это называется фронт фокус. Когда фокусировка смещена в обратную от камеры сторону — это бэк фокус.

В идеале объектив посылает все лучи всета точно на одну плоскость, на которой находится матрица. Но, если по какой-либо причине объектив несколько смещен — получается такая проблема. Исправляется это с помощью процесса юстировки, которая выполняется в сервис-центре.

Устранение дефектов оптики

Изначально все дефекты связаны с классом оптики, на бюджетных объективах они намного сильнее проявляются нежели на топовой оптике.

В той или иной степени все вышеперечисленные дефекты изображений кроме бэк/фронт фокуса устраняются программно. Виньетирование полностью исправляется с помощью стандартных инструментов самых распространенных графических программ: Lightroom и Photoshop (Camera Raw). Дисторсии несколько сложнее исправить, но и это не вызывает проблем. С Хроматическими аберрациями уже придется потратить время.

Автоматическая коррекция дисторсии в Camera Raw

В предыдущих версиях Camera Raw были доступны лишь некоторые параметры коррекции дисторсии, но теперь многие стандартные дефекты объектива можно исправлять автоматически. Это достигается благодаря считыванию метаданных файла (в них указывается модель камеры и объектива, которыми был сделан снимок) и применению готовых профилей. Все выполняется чрезвычайно быстро и требует установки буквально одного флажка, но что делать, если для вашего фотоаппарата или объектива нет профилей, либо в изображении отсутствуют метаданные, либо применяемый профиль вас не устраивает? Ответы на эти вопросы будут даны ниже. Шаг 1 Откройте изображение с дисторсией в Camera Raw. Опытные пользова­тели Photoshop знают, что в меню Filter (Фильтр) есть фильтр Lens Correction (Коррекция дисторсии), который по своим возможностям практически не уступает аналогичной функции Camera Raw. Но лучше вы­полнять подобные преобразования именно в Camera Raw по двум при­чинам. Во-первых, будет сохранено исходное изображение, а во-вторых, в Camera Raw все происходит значи­тельно быстрее. Поэтому я предпо­читаю исправлять дисторсию именно в Camera Raw, а не в Photoshop.   Шаг 2 Перейдите к панели Lens Corrections (Коррекция дисторсии), пиктограмма которой является пятой справа, и на вкладке Profile (Профиль) установите флажок Enable Lens Profile Corrections (Разрешить коррекцию профиля объектива). Вот и все! Шансы на то, что проблема будет устранена, очень велики.

А все потому, что, как я уже упоминал, про­грамма считывает метаданные снимка, определяя тип фотоаппарата и объ­ектива, которые использовались при съемке, а затем находит в своей базе данных соответствующий профиль и применяет его для коррекции изо­бражения. Если нужного профиля в базе данных не окажется, предупре­ждение об этом выводится в нижней части панели, как будет показано на иллюстрации к следующему шагу. Единственное уточнение: если я сни­маю объективом типа «рыбий глаз», то обычно немного уменьшаю степень коррекции, перетаскивая ползунок Distortion (Искажение) чуть влево.

Шаг 3 Что же делать в том случае, если для снимка не найден профиль или метаданные отсутствуют (например, требуется обработать отсканированное изображение или файл, скопированный из другого документа)? Взгляните на показанную здесь иллюстрацию. Модулю Camera Raw не удалось найти профиль для данного изображения, поэтому в раскрывающемся списке Маке (Производитель) в разделе Lens Profile (Профиль объектива) выбрано значение None (Нет). При этом раскрывающиеся списки Model (Модель) и Profile (Профиль) неактивны. Вам просто нужно подсказать программе, какое оборудование использовалось при съемке (если это известно), или, на худой конец, выбрать тип оборудования наугад.   Шаг 4 Я снимаю фотоаппаратами Nikon, поэтому точно могу сказать, что данная фотография была сделана камерой именно этого производителя. Поэтому в поле Маке (Производитель) я выбрал значение Nikon, и программа сразу же предложила вариант соответствующего объектива. Не факт, что подобная догадка окажется правильной, поэтому в списке Model (Модель) доступно несколько моделей объективов.

Попробуйте различные варианты и посмотрите, какой из них лучше подходит. (В принципе программа редко ошибается с выбором оптимального варианта. Но иногда бывает так, что я получаю лучшие результаты, когда выбираю совсем не тот объектив, которым сделал снимок.) В данном случае я указал объектив Fisheye-Nikkor 10.5mm.   Шаг 5 Предыдущие снимки были сделаны объективом «рыбий глаз» с фокусным расстоянием 10,5 мм. Теперь рассмотрим ситуацию, в которой дисторсия настолько сильна, что встроенного профиля недостаточно для коррекции изображения. Кажется, будто здание и башня на снимке «заваливаются» к центру, особенно башня, которая слишком наклонена вправо. Подобная проблема типична для фотоаппаратов с полноразмерной матрицей при съемке широкоугольным объективом (в данном случае использовался объектив 28-300 мм с фокусным расстоянием 28 мм). Здесь про­является не только искажение перспективы, но и виньетирование (затемнение) по всем четырем углам, а кроме того, снимок недодержан и недостаточно контрастен. Удалось лишь передать атмосферу таинственности и тумана, но в целом снимок пока что плохой.   Шаг 6 Начнем с быстрой настройки экспозиции и контраста, чтобы потом не отвлекаться. Для этого достаточно сделать всего несколько щелчков мышью. Когда снимок выглядит недодержанным и «плоским» (недостаточно контрастным), лучше всего воспользоваться кнопкой Auto (Авто).

Снимок уже улучшился, но пока это только начальная точка. Добавьте больше контраста, перетащив ползунок Contrast (Контрастность) к отметке +20, а затем перетащите ползунок Blacks (Затемнение) к отметке -50, чтобы тени не выглядели размытыми, и, наконец, перетащите ползунок Clarity (Четкость) вправо (я остановился на отметке +71, чтобы проявить достаточно деталей). Виньетирование по краям все еще осталось, но сейчас мы его устраним.   Шаг 7 Перейдите к панели Lens Corrections (Коррекция дисторсии) и установите флажок Enable Lens Profile Corrections (Разрешить коррекцию профиля объектива) на вкладке Profile (Профиль). Программа проверяет метаданные снимка и, если в базе данных удается найти соответствующий профиль объектива, автоматически исправляет снимок. В данном случае удалось выровнять фундамент здания, немного выправить перспективу фасада и устранить виньетирование по краям. Результат снова улучшился, но этого мало. Линия фундамента оказалась недостаточно ровной, поэтому я отрегулировал степень коррекции, перетащив ползунок Distortion (Искажение) к отметке 113.   Шаг 8 Если незначительные настройки профиля объектива не помогают (на иллюстрации к предыдущему шагу хорошо видно, что здания по-прежнему «заваливаются»), откройте вкладку Manual (Ручной режим) и выполните нужные преобразования вручную. (Примечание: преобразования, выполняемые на вкладке Manual, добавляются к настройкам, заданным на вкладке Profile.) В данном случае требуется устранить вертикальное искажение перспективы.

Пере­таскивайте ползунок Vertical (По вертикали) влево, наблюдая за положением башни. Она должна стать строго вертикальной (мне пришлось перетащить ползунок к отметке -43). Подобное изменение перспективы приведет к появлению в нижних углах изображения пустых областей с серой заливкой, но этот дефект мы вскоре устраним. На данном этапе нам удалось решить хотя бы проблему «падающей башни».   Шаг 9 Щелкните на кнопке Open Image (Открыть изображение), чтобы от­крыть полученное изображение (с пу­стыми областями по углам) в про­грамме Photoshop. Очевидно, что для устранения проблем с выравнива­нием программе пришлось немного сжать изображение. Это привело к не­большому искажению пропорций зда­ний. Чтобы восстановить исходные пропорции, а заодно убрать пустые области с серой заливкой, восполь­зуйтесь инструментом Rectangular Marquee (Прямоугольная область), который вызывается клавишей <М>, и протащите его указатель по изобра­жению, удерживая нажатой кнопку мыши. Рамка выделения должна дойти до нижнего края изображения над пустой областью.

Теперь нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+T>, чтобы включить режим свободного трансформирования. Потяните цен­тральный нижний маркер вниз, чтобы заполнить серый промежуток, как показано на иллюстрации. Нажмите клавишу <Enter> (<Return>), чтобы за­блокировать изменения, а затем на­жмите <Ctrl+D>, чтобы снять выделение. Теперь здание не кажется сжатым.   Шаг 10 Что касается двух треугольных про­межутков по краям, то есть два вари­анта. 1. Проще всего кадрировать изо­бражение так, чтобы удалить серые края. Для этого нажмите клавишу <C> для выбора инструмент Crop (Рамка), растяните рамку по фотографии так, чтобы промежутки остались вне об­ласти выделения, и нажмите клавишу <Enter> (<Return>). 2.

Второй метод, основанный на заливке с учетом со­держимого, гораздо эффективнее. Выберите инструмент Magic Wand (Волшебная палочка) и щелкните на сером участке слева, чтобы выде­лить его, а затем щелкните на сером участке справа при нажатой кла­више <Shift>. В меню Selects > Modify (Выделение > Модификация) выпол­ните команду Expand (Расширить) и в диалоговом окне Expand Selection (Расширить область) вве­дите значение 4. (Заливка с учетом со­держимого работает лучше, если рас­ширить выделение на 4 пикселя.)   Шаг 11 Нажмите клавишу <Backspace> (<Delete>), чтобы открыть диалоговое окно Fill (Заполнить). Только учтите, что изображение должно быть сведенным. Если оно располагается на отдельном слое, нажатие клавиши не сработает, и придется выполнить команду Edit > Fill (Редактирование > Выполнить заливку). Убедитесь в том, что в раскрывающемся списке Use (Использовать) выбрано значение Content-Aware (С учетом содержи­мого). Щелкните на кнопке ОК и позвольте программе сделать всю работу за вас.

Конечно, кое-где произошло дублирование деталей, но на 98% результат меня устраивает. Конец уже близок! Нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+D>, чтобы отменить выделение треугольных областей.   Шаг 12 Башня слева уже не «заваливается», но выглядит немного сплюснутой. Давайте применим еще один быстрый прием. Снова воспользуй­тесь инструментом Rectangular Marquee (Прямоугольная область) и обведите башню рамкой, захватив при этом немного пространства вокруг (нам нужно скрыть старый фрагмент, чтобы он не был виден). Нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+J>, чтобы скопировать выделенную область на отдельный слой, и нажмите комбинацию клавиш <Ctrl+T>, включив режим свободного трансформирования.   Шаг 13 Удерживая нажатой клавишу <Ctrl>, перетащите правый верхний маркер рамки вверх, чтобы выпрямить башню (как показано на иллюстрации). Не исключено, что в результате башня станет выше, чем нужно, поэтому в конце отпустите клавишу <Ctrl> и перетащите центральный верхний маркер немного вниз. Пока режим свободного трансформирования активен, перейдите к панели Layers (Слои) и уменьшите непрозрачность верхнего слоя, чтобы под ним была видна исходная башня. Это позволит совместить их изображения.

Только не забудьте потом вернуть непрозрачность к отметке 100%. Теперь нажмите клавишу <Enter> (<Return>), чтобы заблокировать трансформацию. Можно ли считать такой прием «жульничеством»? Я вас умоляю! Его не стоит применять, если вы фотожурналист, снимающий репортажи для службы новостей. Если же вы, как и я, просто пытаетесь делать красивые фотографии, пользуйтесь им на здоровье.   Шаг 14 Финальный шаг заключается в существенном усилении резкости полученного изображения. Выполните в меню Filter > Sharpen (Фильтр > Усиление резкости) команду Unsharp Mask (Контурная резкость). В поле Amount (Эффект) задайте значение от 90 до 100%, увеличьте значение радиуса до отметки 1.5 и выставьте значение Threshold (Изогелия) на отметку 3. Это значительное усиление резкости, но когда имеешь дело с фотографией, в которой столько деталей, резкости мало не бывает. Щелкните на кнопке ОК, чтобы завершить работу по коррекции дисторсии. На следующей странице показаны исходное и отредактированное изображения.  

Разработан алгоритм устранения дисторсии фотообъективов

 

Ученые из Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) разработали простой алгоритм устранения дефектов изображений, связанных с дисторсией фотообъективов. Полуавтоматический процесс обработки изображения обладает высокой точностью — 0,03 пикселя, и занимает всего несколько минут.

 

Каким бы качественным ни был объектив фотоаппарата, но если поднести его вплотную, скажем, к лицу человека, то часть лица получится раздутой, например, нос, а часть сожмется, например, щеки. Этот оптический дефект называется дисторсией, или проще говоря, искривлением линий, и возникает из-за неидеальности оптической системы. По виду дисторсионные искажения делятся на два вида – бочкообразная и подушкообразная дисторсия. Проблема ее компенсации актуальна во многих областях – в фотограмметрии (например, в картографии и геодезии), в задачах, связанных с компьютерным зрением, а также в физических измерениях, использующих цифровую регистрацию информации (например, в исследованиях потоков в газах и жидкостях).
Чаще всего для определения дисторсии используют калибровочный объект, состоящий из набора отдельных реперных точек. Он фотографируется, и по соответствию координат точек фотографии и объекта определяется величина дисторсии. Но в этом случае измерения проводятся не сплошь по всему пространству кадра, а в небольшом количестве точек, после чего результаты измерений аппроксимируются на все изображение в целом. Научные сотрудники ФИАН Александр Крайский и Татьяна Миронова задались целью разработать простой алгоритм определения дисторсии сразу на всем пространстве кадра.

«В нашем алгоритме, — рассказывает руководитель работы кандидат физико-математических наук Александр Крайский, — в основу которого положен корреляционный метод обработки изображения, выявляется центр тяжести смещения. Для этого мы используем плоское изображение случайного распределения черных и белых точек, реализованное в любом графическом формате, например, BMP. Это наш калибровочный объект. Отображаем его на плоскость и фотографируем получившуюся картину тестируемой камерой. Затем фотография сравнивается с содержимым исходного графического объекта для небольшой окрестности любой точки кадра и определяется, насколько среднее значение положения картинки смещено относительно координат на оригинале. После обработки всего кадра на выходе получается величина дисторсионного смещения в каждой точке».

Для проверки работоспособности разработанного метода ученые откалибровали ряд цифровых фотоаппаратов и сменных объективов.

Абсолютные значения смещений для фотоаппарата Canon Power Shot A570. Максимум искажения — 30 пикселей. По горизонтальным осям отложен размер кадра — 1280х960 пикселей.

«Видимо, при наличии зума, то есть возможности изменения фокусного расстояния, — делится Александр Крайский, — нельзя сделать бездисторсионный объектив. Дисторсия зависит от фокусного расстояния, например, при малом фокусном расстоянии она большая и, как правило, бочкообразная. При увеличении фокусного расстояния она уменьшается и даже может стать подушкообразной».

Для разных объективов дисторсия ведет себя по-разному. Вследствие этого и компенсация искажения должна быть индивидуальной для каждого объектива.

«Компенсировать дисторсию очень просто, — говорит Татьяна Миронова, — для этого мы определяем матрицу смещений и с ее помощью делаем обратное преобразование, то есть узнаем размер смещения и смещаем участок изображения в обратную сторону — получается исправленная картинка».

Точность определения смещения достигает 0,03 пикселя. При этом никаких прецизионных установок, измерений и априорных предположений о свойствах функции дисторсии не требуется. К тому же на выходе можно получить не только компоненты дисторсионной матрицы, но и хроматические искажения — смещения цветовых компонент изображения (красной, зеленой, синей) друг относительно друга.

Максимальные значения дисторсионных искажений для ряда цифровых фотоаппаратов и сменных объективов (для объективов с зумом при минимальном фокусном расстоянии).
Числа показывают диапазон фокусных расстояний. Белые линии – без учета масштаба, черные линии — после восстановления масштаба.

АНИ «ФИАН-информ»

 

Lens Distortion — обзор

29.2.1 Калибровка и предварительная обработка

Моделирование геометрии камеры является требованием для многих приложений, таких как устранение искажения объектива, оценка позы, 3D-реконструкция и предоставление навигационной информации с помощью дополненной реальности (AR ). Обычно расширенная модель точечного отверстия используется для описания того, как точки трехмерной сцены проецируются на двумерное изображение [119,42].

Калибровка камеры — это процесс определения параметров модели, внутренних (основная точка, фокусное расстояние, искажение объектива) и внешних параметров (смещение относительно мировой системы координат или другой камеры, например. г., в стереосистеме). Для объекта с известной геометрией (например, шахматной доски; см. Рис. 29.4) существует несколько методов восстановления параметров камеры [44,119,133].

Рисунок 29.4. (A) Объект калибровки шахматной доски. Изображение демонстрирует радиальное искажение, обычное для эндоскопических изображений; (B) Зеркальные блики во время торакоскопической хирургии (из [97]).

Широкоугольная оптика, которая особенно часто встречается в эндоскопах, вносит заметные искажения линз, особенно радиальные (см.рис.29.4). Если игнорировать эти искажения, они могут привести к ошибкам в AR, визуальном отслеживании и других приложениях [31], что делает использование методов коррекции искажения линзы необходимостью [102,104].

Часто эндоскопы и микроскопы включают функцию масштабирования, которая при использовании делает недействительными некоторые параметры калибровки камеры, такие как фокусное расстояние. Повторная калибровка камеры во время операции каждый раз при изменении коэффициента масштабирования нецелесообразна. Имея камеру с дискретными уровнями масштабирования, такую ​​как хирургический микроскоп, можно отдельно калибровать каждый уровень масштабирования [29].Метод автоматической адаптации фокусного расстояния эндоскопической стереокамеры во время операции был представлен в [109]. Здесь во время операции оценивается фундаментальная матрица, из которой затем выводится фокусное расстояние. Более общий подход к калибровке уровня масштабирования камеры был ранее предложен в [125]. В этом случае требуется информация о моторе масштабирования, которая не всегда доступна, и коррелировать ее с различными значениями фокусного расстояния.

Если камера отслеживается через внешнюю систему слежения, e.g. с помощью оптического маркера или манипулятора робота можно выполнить калибровку «рука-глаз» для определения смещения между системой координат камеры и системой слежения [45].

29.2.1.1 Предварительная обработка

Перед дальнейшим анализом и интерпретацией изображений, полученных во время вмешательства, предпринимаются определенные шаги предварительной обработки для улучшения качества изображения и его пригодности для таких задач, как 3D-реконструкция и регистрация. Как упоминалось ранее, при наличии откалиброванной камеры можно исправить определенные эффекты искажения объектива в реальном времени [58,102,104].Чтобы облегчить решение проблемы соответствия во время восстановления стерео, данная пара стереоизображений исправляется. Для этого изображения проецируются на общую плоскость изображения, тем самым сокращая поиск соответствия данной точки горизонтальной линии [35].

Интервенционные изображения обычно содержат артефакты, характерные для хирургии, такие как зеркальные блики из-за отражающих свойств ткани, артефакты движения от инструментов и изменение цвета ткани из-за крови [33,58].В частности, артефакты из-за зеркальных бликов могут мешать задачам сегментации и отслеживания (см. Рис. 29.4). Было предложено множество методов коррекции зеркальных бликов на хирургических изображениях, начиная от подходов, основанных на обнаружении и окрашивании [7,97], до временной регистрации [111] и подходов, основанных на машинном обучении [33].

Легко понять (и исправить) искажение объектива

Вы когда-нибудь смотрели на одно из своих изображений и думали, , почему объективы фотоаппаратов искажают ваше лицо ? Ну, это из-за искажения объектива.

В этой статье мы рассмотрим, почему возникает искажение объектива, как его избежать и как исправить при постобработке.

Мы также рассмотрим, почему иногда вы можете на самом деле стремиться к тому, чтобы искажение объектива было видимым на вашей фотографии.

Итак, приступим!

Что такое искажение объектива?

Искажение объектива или оптическое искажение возникает во многих объективах фотоаппаратов с различным фокусным расстоянием — даже в дорогих профессиональных объективах.

Чтобы понять, почему это происходит, сначала подумайте, что такое линзы на самом деле: это изогнутые кусочки стекла, которые должны переносить изображение на плоскую поверхность сенсора камеры.

Проще говоря, из-за оптического искажения прямые линии на фотографиях выглядят изогнутыми или деформированными.

Существует еще один тип искажения, называемый перспективным искажением, который возникает в результате расположения камеры относительно объекта. Это не оптическое искажение, вызванное объективом, поэтому мы рассмотрим его позже.

Прежде всего, есть три различных типа оптических искажений. Давайте посмотрим на каждый из них.

Бочкообразное искажение

Бочкообразное искажение — это когда вертикальные и горизонтальные линии выступают из центра изображения.Часто это можно увидеть на широкоугольных изображениях городских пейзажей.

Конечно, это не только линии и края, это каждый пиксель, но и прямые линии и края от центра, которые вы заметите.

Бочкообразное искажение присутствует в большинстве широкоугольных объективов с фиксированным фокусным расстоянием и зум-объективов, таких как фиксированные объективы с фокусным расстоянием 14 мм, 20 мм и 24 мм, вплоть до зумов с переменным фокусным расстоянием 14–24 мм и 16–35 мм.

Величина бочкообразного искажения всегда зависит не только от объектива, но и от расстояния между камерой и фотографируемым объектом.

В стандартных объективах вы увидите бочкообразное искажение наиболее заметно, когда вы фотографируете объекты с четко очерченными линиями, например изображения архитектуры.

Центр изображения может выглядеть оптически правильным, но чем дальше вы продвигаетесь к краям изображения — и к объекту — тем более очевидным становится искажение.

Однако бочкообразные искажения проявляются не только в зданиях. Подойдите слишком близко к человеку с широкоугольным объективом, например 24 мм, и это может действительно исказить его внешний вид — о чем следует помнить при фотографировании людей с широкоугольными объективами.

Линзы Fisheye — это специальные сверхширокоугольные линзы — они различаются по фокусному расстоянию, и вы можете найти 8-миллиметровые объективы «рыбий глаз» и 15 мм. Линзы Fisheye действительно творчески используют бочкообразное искажение.

Когда вы фотографируете изображение «рыбьим глазом», вы ищете отчетливого искаженного вида — это не то, чего следует избегать или преодолевать.

Fisheyes захватывает чрезвычайно широкие углы обзора, и на этих изображениях неизбежно бочкообразное искажение — искаженный вид линз «рыбий глаз» — вот что придает им их очарования и вау-фактора.

Подушкообразное искажение

Подушкообразное искажение — это когда кажется, что вертикальные и горизонтальные линии переходят в центральную точку изображения.

Точечное искажение довольно часто встречается в зум-объективах, особенно телеобъективах, таких как 70-200 мм.

Подушкообразное искажение наиболее заметно на телефото конце фокусного расстояния (например, 200 мм). Как и бочкообразное искажение, подушкообразное искажение наиболее очевидно на изображениях с четко очерченными прямыми линиями.

Чем ближе к краю кадра, тем очевиднее становятся прямые линии — они кажутся ниспадающими к центру изображения.

Искажение усов

Усы — также называемые волнистыми или сложными искажениями — возникают только в некоторых объективах и представляют собой комбинацию эффектов цилиндра и подушки для иголок. Это, вероятно, самый сложный из видов оптических искажений, с которыми «бороться».

Это связано с тем, что прямые линии, близкие к центральной, изгибаются к середине кадра, а прямые линии, идущие дальше, изгибаются к краю кадра.Неудивительно, что они называют это сложным, а?

Искажение усов наиболее заметно в старых объективах. Например, некоторые старые широкоугольные зум-объективы 18-35 мм демонстрируют худшее искажение усов.

Что такое искажение перспективы?

Кредит: Андерс Джилден

Перспективное искажение отличается от оптического искажения. В отличие от оптического искажения, оно не связано с используемым объективом.

Перспективное искажение зависит от объекта, который вы фотографируете, а также от расстояния и угла, с которого вы его фотографируете.

Подойдите слишком близко к объекту, человеку или зданию с любым объективом, и он будет искажаться. Встаньте на правильном расстоянии и поместите камеру под правильным углом, и вы сможете уменьшить или удалить это искажение даже при использовании широкоугольных объективов.

Но, конечно, есть много ситуаций, когда нельзя отступить. Кроме того, при определенных обстоятельствах, если вы зашли достаточно далеко, чтобы устранить искажение, ваш объект может стать слишком маленьким.

Искажения перспективы также имеют нюансы — их много разных видов.

Линейное искажение перспективы возникает, когда вы наводите камеру вверх или резко вниз на объект. Самый очевидный случай — это направление вверх на здание или вниз по улице с высокими зданиями, и здания, вместо того, чтобы быть вертикальными, кажутся наклоненными внутрь. Тот же эффект можно легко увидеть на фонарных столбах или высоких деревьях.

Чтобы исправить линейные искажения перспективы при постобработке, вы можете использовать инструменты, встроенные в Adobe Photoshop, Lightroom и другое программное обеспечение. Мы рассмотрим это подробно позже в этой статье — вы увидите, что привести линии в истинное вертикальное положение довольно просто.

Конечно, вы можете принять решение и оставить немного креативного эффекта — в конце концов, это ваш выбор в том, как снимать и редактировать фотографию.

Искажение перспективы может возникать и по другим причинам. На большинстве изображений передний план кажется слишком большим для фона. Мы могли бы просто принять эту точку зрения, и это просто означает, что мы ближе к переднему плану.

Однако это также может придать фотографии неточный вид, когда все выглядит неправильно.

Но как обычно, вы можете превратить ошибку в полезный эффект. Например, пейзажные фотографы часто используют это искажение, чтобы выделить передний план — скажем, край озера — чтобы лучше показать горы и небо на расстоянии.

Изображение снято на 24 мм, чтобы подчеркнуть размер объекта переднего плана по отношению к фону.

Другая ситуация, с которой вы можете столкнуться, — это искажение объектов на переднем плане, особенно при использовании широкоугольных объективов.

Изображение лица и головы крупным планом может выглядеть большим и доминирующим, но, опять же, оно также может выглядеть забавным — вы можете сыграть его для комедийного эффекта, как мы обсудим ниже.

Некоторые фотографы говорят, что можно «исправить» искажение перспективы с помощью телеобъектива. Однако это не совсем так.

С телеобъективом вам нужно отойти подальше, чтобы сфотографировать и уместить все это — и это ключевой момент.

Перспективное искажение — это расстояние от камеры до объекта .Двигайтесь дальше назад, и вы получите изображение с меньшими искажениями.

Как предотвратить искажение объектива?

Кредит: Антонио Идини

Мы видели, как некоторые из неприемлемых результатов искажения объектива могут быть достигнуты или уменьшены выбором объектива, а также расстоянием от объекта съемки.

Имея это в виду, вот несколько быстрых советов по предотвращению искажения:

• Избегайте экстремально широкоугольных объективов — Чем шире объектив — например, фиксатор 15 мм — тем больше искажение.Иногда требуется чрезвычайно широкоугольный объектив, и искажение неизбежно, но если у вас есть место, чтобы отступить, вы можете рассмотреть другие фокусные расстояния.
• Не подходите слишком близко — Во многих объективах это увеличивает оптическое искажение, а во всех объективах это увеличивает вероятность искажения перспективы.
• Будьте внимательны к своей композиции — Есть много ситуаций, когда некоторое искажение может быть приемлемым или даже то, к чему вы стремитесь.Но другие, такие как использование широкоугольного объектива для группового снимка группы людей, должны быть рассмотрены внимательно. Подойдите слишком близко к группе, и из-за искажения люди, стоящие на концах, станут намного шире! Так что помните о своей композиции. Отойдите назад и добавьте пространство вокруг своей группы — вы всегда можете обрезать позже при редактировании, если это необходимо.
• Используйте отличные пятьдесят — линзы 50 мм часто рассматриваются как универсальные. На это есть веские причины. Объектив 50 мм отлично подходит для портретов, уличной фотографии и многих других видов фотографии, в том числе архитектуры.Вам, конечно, просто понадобится пространство, чтобы отступить, если ваш объект большой. Вы увидите, что объектив 50 мм практически не имеет оптических искажений.

Как использовать искажение объектива в ваших интересах

Предоставлено: Sakkarin Kaewsukho

Искажения объектива — это не всегда то, чего следует избегать — вы можете использовать его творчески в своих интересах.

Вы можете использовать искажение перспективы, чтобы показать юмор в изображении. Пусть человек встанет рядом с широкоугольным объективом, чтобы исказить его черты лица и получить забавную фотографию.

Вы также можете использовать искажение, чтобы подчеркнуть перспективу, тем самым сделав изображение захватывающим. Вы можете дать зрителю ощущение, что объект выходит за пределы изображения.

Иногда бывает нужно исправить искажение объектива и выровнять все линии. Но иногда, даже при съемке зданий, вы можете захотеть оставить искажения на изображении.

Опускайтесь ниже и стреляйте по большому зданию — это исказит изображение, но при этом может усилить ощущение масштаба.

Кроме того, объектив «рыбий глаз» — отличный пример объектива, который всегда искажает изображение. А линзами «рыбий глаз» очень весело пользоваться.

Как исправить искажения линз?

Как исправить широкоугольное искажение или подушкообразное искажение, когда фотография каким-либо образом искажена?

К счастью, Adobe Lightroom, Photoshop, Exposure X6, Luminar AI и другие популярные редакторы изображений упрощают коррекцию искажений в 2021 году.

Вот как исправить искажение изображения с помощью двух наиболее распространенных приложений для постобработки:

Lens Коррекция искажений с помощью Lightroom

Вы можете эффективно исправить искажение объектива с помощью Lightroom.Есть несколько вариантов, позволяющих сделать это, все на вкладках Lens Corrections и Transform.

Прежде всего, вы можете попробовать загрузить автоматические коррекции профиля, которые зависят от конкретного объектива, который вы используете.

Это автоматически исправит искажения и виньетирование, вызванные вашим объективом, однако это, конечно, не универсальное решение.

Иногда вам нужно попытаться исправить искажение вручную, но сначала стоит попробовать исправить профиль.Для этого перейдите на вкладку «Коррекция объектива», затем выберите «Включить коррекцию профиля». Отсюда появится раскрывающийся список — просто выберите объектив, который вы использовали для своей фотографии.

Однако, хотя это исправит некоторые оптические искажения, они будут основываться на объективе, а не на изображении. Поэтому, если вы имеете дело с действительно видимым оптическим искажением или искажением перспективы, вам нужно будет исправить это вручную.

Более тонкая коррекция искажений в Lightroom определенно требует немного больше усилий, но с этим стоит разобраться.Эти процессы работают вместе с опцией «Включить коррекцию профиля».

Сначала найдите вкладку Transform. Здесь вы найдете все параметры, необходимые для исправления и точной настройки искажения объектива.

Вы можете начать, попробовав автоматические параметры на вкладке «Преобразование».

Нажмите «Авто» — это даст вам хорошую всестороннюю коррекцию искажений объектива. На вкладке «Преобразование» можно попробовать и другие автоматические параметры; вот полный список.

• По вертикали — Вертикальное искажение изображения.
• Уровень — Исправляет любые горизонтальные искажения.
• Авто — исправлены как вертикальные, так и горизонтальные искажения. Авто также пытается обеспечить хороший баланс изображения в целом без необходимости обрезать или терять его части.
• Направляющие — Это дает вам больше контроля и позволяет рисовать направляющие для исправления перспективного искажения.
• Полный — Аналогично Авто в том, что он исправляет вертикальные и горизонтальные искажения, однако, в отличие от Авто, он исправляет более сильные искажения и может привести к обрезке.

Если искажение не слишком заметное, можно использовать один из этих вариантов. Но для чего-то более экстремального вы часто обнаруживаете, что этого недостаточно.

Для точной настройки коррекции искажений используйте ползунки «Преобразование» на вкладке «Преобразование». Используйте ползунки по вертикали, чтобы исправить прямые линии на изображении — вы также можете настроить горизонтальные линии.

Вы также можете повернуть изображение с помощью соответствующего ползунка. Когда вы настраиваете ползунок по вертикали, вы можете обнаружить, что вам нужно отрегулировать горизонталь или даже повернуть.Небольшие корректировки одного могут означать корректировку другого и наоборот, пока вы не будете довольны тем, что исправили искажение.

Чем больше настроек вы сделаете, тем больше вероятность того, что вам придется повторно кадрировать фотографию.

Иногда, когда вы фотографируете объект, становится ясно, что вам придется позже исправить искажения объектива при постобработке.

Итак, если вы фотографируете здание или строение, которое, как вы знаете, вам придется исправить при постобработке, вы можете оставить достаточно места вокруг конструкции для кадрирования.

Lightroom имеет флажок «Ограничить кадрирование» на вкладке «Преобразование» — если вы установите этот флажок, изображение будет автоматически обрезаться по мере необходимости и не останется пустого пространства вокруг него.

Существует также ползунок для параметра «Аспект», который помогает, если изображение начинает выпучиваться или сдавливаться. В этих случаях при необходимости отрегулируйте аспект, чтобы удалить подушкообразное искажение или искажение в виде бочонка.

Коррекция искажений объектива с помощью Photoshop

Photoshop также действительно хорошо справляется с исправлением искажений объектива.Как и исправление искажений объектива в Lightroom, сначала это может показаться сложной задачей, но со временем с ней легко справиться.

Также, как и в Lightroom, вы можете использовать Photoshop для исправления типа искажения, имеющего отношение к вашей фотографии — будь то бочкообразное искажение или искажение типа «подушечка».

Чтобы начать исправление искажения объектива в Photoshop, перейдите в «Фильтр», затем выберите «Искажение объектива». Отсюда вы можете сначала выбрать автокоррекцию и ввести информацию о вашей камере и объективе.Однако, как и в Lightroom, иногда автоматические параметры не работают, и в этом случае выберите «Пользовательский».

В разделе «Пользовательский» вы можете настроить коррекцию объектива. Сначала включите сетку на вкладке «Пользовательский», нажав «Показать сетку» — она ​​находится в нижнем левом углу изображения. Сетка поможет вам увидеть, прямые линии на фотографии или нет.

Чтобы определить прямой горизонт, используйте инструмент «Выпрямление» слева. Затем вы можете использовать ползунки на вкладке «Преобразование» для корректировки вертикальной и горизонтальной перспектив.

Если вы обнаружите, что ваше изображение выпирает (как в случае искажения в виде бочки) или сжимается (как в случае искажения «Подушечка»), вы можете использовать ползунок «Удалить искажение». Вы обнаружите, что исправление искажений объектива в Photoshop может быть действительно эффективным.

Нет особых преимуществ в использовании Photoshop или Lightroom; вы можете исправить искажения объектива обоими способами и добиться аналогичных превосходных результатов.

Заключительные слова

Независимо от того, страдают ли ваши изображения от искажений типа «бочкообразная» и «подушкообразная» или вы сознательно решили творчески поработать с полем зрения, чтобы преувеличить искажение изображения, я надеюсь, что это руководство помогло вам немного лучше понять тему.

Как всегда, оставляйте вопросы или комментарии ниже, и удачной съемки!

Что такое искажение объектива и как его избежать — Фотография

Вы можете подумать, что, купив приличный объектив для своей SLR или компактную камеру со встроенным приличным объективом, вы можете просто забыть об этом.

К сожалению, идеального объектива не существует, так же как трудно найти идеального человека, и всегда будет некоторое искажение — вы просто заметите его намного больше с более дешевыми объективами.Однако это не обязательно означает, что нужно больше тратить. Некоторые типы линз, такие как широкоугольные и зум-объективы, всегда будут подвержены некоторому искажению.

Широкоугольное искажение

Один из самых простых способов обнаружить искажение объектива — это прикрепить широкоугольный объектив или снимать с широкоугольного конца зум-объектива. Чем шире угол наклона объектива, тем более изогнутыми будут отображаться прямые линии, как вы можете видеть по искаженным краям на изображении ниже, сделанном с помощью в остальном хорошего качества, 24-70 мм f / 2.8 зум.

Объектив с постоянным фокусным расстоянием с аналогичным фокусным расстоянием, например 24 мм покажет меньше искажений, поскольку производителям легче компенсировать искажения, когда им нужно беспокоиться только об одном фокусном расстоянии. Это относительное отсутствие искажений является одной из причин того, что объективы с фиксированным фокусным расстоянием 85 мм считаются, например, «идеальными» портретными объективами.

Дисторсия ствола

Опять же, это легко заметить при использовании более экстремально широкоугольного объектива — вы заметите прямые линии по краям изображения, которые «выгибаются», как в форме бочки.Это очевидно и на объективе «рыбий глаз». Действительно, бочкообразное искажение помогает придать линзам «рыбий глаз» особый вид.

Подушкообразное искажение

Этот эффект, когда линии имеют противоположное направление и загибаются внутрь, является общей проблемой для длинных телеобъективов. Иногда вам нужно внимательно присмотреться, чтобы заметить этот эффект, но это довольно очевидно, если вы снимаете прямоугольную форму, например, оконную раму.

Хроматическая аберрация

Искажение линзы может вызвать не только искажение формы объектов, линий и краев, но и окантовку.Используйте дешевый и неприятный объектив и увеличивайте масштаб некоторых краев, и вы часто можете заметить хроматическую аберрацию или цветную окантовку. Это, как правило, меньше проблем с объективами более высокого качества, а также труднее обнаружить при более консервативных фокусных расстояниях.

Как уменьшить искажение объектива

Как уже упоминалось, вы не должны получать ОКР по поводу искажения линзы и пытаться полностью его искоренить. Это факт жизни, но наличие хорошего ассортимента объективов (а не только дешевого 18-5-миллиметрового комплекта объектива, который идет в комплекте с вашей камерой) будет означать, что это будет меньше головной боли.

Объективы

с фиксированным фокусным расстоянием обычно выявляют меньше искажений, и вы можете найти несколько недорогих примеров 50 мм и 85 мм в Интернете — они, как правило, также имеют постоянную широкую диафрагму, что делает их идеальными для снимков людей. Также стало намного проще исправить искажение объектива с помощью программного обеспечения.

Инструмент коррекции линз

Lightroom великолепен. Используйте вкладку «Основные» для простой коррекции хроматической аберрации (программа должна распознавать ваш объектив по базе данных) или перейдите к параметру «Вручную» для более точного управления вертикальными и горизонтальными искажениями, масштабом и другими параметрами.

Но будьте осторожны, ведь людей легко расширить или удлинить одновременно с выравниванием краев зданий позади них!

Что такое искажение объектива? Ствол против подушкообразного искажения

Последнее обновление 16 марта 2021 г.

Механизм объектива камеры заключается в том, чтобы поглощать свет и отклонять его в сторону пленки или датчика изображения. Иногда изображения выглядят кривыми, размытыми или, что еще хуже, искаженными, когда мы записываем изображения на нашу SD-карту. Изображение может отличаться от того, что вы видели в видоискателе камеры, который зачастую слишком мал, чтобы его можно было заметить.Это естественно, и это называется искажением.

Это важный фактор в фотографии и произведенной фотографии. В зависимости от внешнего вида и ощущений, которых мы пытаемся достичь, это может сделать или испортить наши изображения.

Следует учитывать, что не все искажения плохие. Его также можно использовать как форму воздействия или направления для фотографа, чтобы поделиться своей фотографической точкой зрения.

Что такое искажение объектива в фотографии?

По определению, оптическая аберрация, вызванная составом линзы, называется искажением линзы.Две распространенные формы искажения линз — это бочкообразное и подушкообразное искажение. Хуже того — деформация усов (комбинация бочонка и подушечки для булавок). Мы поговорим об этом позже.

Все фотографы рано или поздно сталкиваются с искажением объектива.

Не бывает идеального изображения; почти всегда будет определенное, но не всегда заметное, искажение.

Когда мы пытаемся сделать снимок, есть большая разница между тем, что видит наш глаз, что проецирует объектив и что записывает датчик камеры.Искажение объектива часто упускается из виду, поскольку большинство из нас не заботится о его исправлении, но это может иметь большое значение, если вы фотографируете в коммерческих целях.

Фотографические искажения можно разделить на две категории: перспективные искажения и оптические (линзовые) искажения.

Любая деформация изображений, создаваемых объективом камеры, является искажением объектива. В общем, искажение объектива можно определить как когда прямые линии на фотографиях выглядят изогнутыми или изогнутыми.

Кроме того, искажение объектива также можно определить как ошибку объектива во время захвата изображения. Это означает, что объектив не смог правильно спроецировать изображение.

Структура стекла объектива и изогнутый свет, попадающий на датчик изображения, вызывает искажение объектива.

Как избежать искажения линз

Первое, что нужно помнить, это то, что центр изображения или около оптической оси имеет наименьшее количество искажений линзы. Но это не всегда верно, как вы увидите на примере искажения линз типа «рыбий глаз».

Регулировка точки обзора

Самый безопасный способ устранить или уменьшить искажение объектива в полевых условиях — удерживать плоскость камеры и объект на одном уровне, т. Е. Как можно меньше наклонять камеру. Найдите высокую точку обзора и прицельтесь параллельно основному объекту, если фокус находится в приподнятом положении. С тем же объективом вы можете настроить свое местоположение и снимать с места, находящегося подальше от объекта. Но этот способ не всегда идеален.

Используйте стандартный объектив

Использование стандартного объектива — еще один вариант, который в идеале должен демонстрировать меньше искажений по сравнению с широкоугольным или телеобъективом.К сожалению, композиция и поле зрения меняются в обоих направлениях, что не всегда может быть практичным.

Коррекция искажения объектива с помощью программного обеспечения для фотосъемки

Нам повезло больше, чем многим известным фотографам в истории, в том смысле, что мы можем использовать программное обеспечение для обработки фотографий, чтобы исправить или улучшить изображение.

Большинство современных программ для редактирования изображений могут исправить искажение, по крайней мере, одним из двух способов.

Во-первых, в программе постпроизводства, которую вы используете, вы можете увидеть, есть ли коррекция профиля объектива , или, во-вторых, вы можете попробовать исправить это вручную.

В редакторах изображений RAW, таких как Adobe Lightroom или Capture One (читайте обзор Capture One), почти каждый объектив имеет коррекцию профиля объектива, доступную в наши дни. Кроме того, специализированное программное обеспечение, такое как Photomatix (прочтите обзор Photomatix), также позволяет корректировать профиль объектива, если вы делаете HDR-изображения.

Эти профили автоматически корректируют искажение объектива одним щелчком мыши. Их можно оставить включенными по умолчанию, чтобы вы никогда не обнаружили проблем на своих фотографиях.Еще раз проверьте, включена ли коррекция профиля линзы по умолчанию.

Как исправить искажение объектива с помощью Lightroom

1. Откройте Lightroom Classic.
2. Выберите вашу фотографию.
3. Щелкните модуль Develop .
4. Щелкните вкладку Коррекция линзы .
5. Нажмите Включить исправления профилей .
6. Выберите объектив Марка, модель и профиль .
7. Теперь будет применена коррекция объектива.

Lightroom также может автоматически определять модель , модель и профиль объектива , извлекая модель объектива из данных EXIF ​​файла RAW.

Вы также можете нажать Manual в разделе Lens Corrections , и вы можете вручную исправить искажение объектива.

Помните, что часто вам нужно повторно кадрировать изображение при внесении корректировок, потому что изменения будут сдвигать стороны изображения наружу или внутрь.

Что такое бочкообразное искажение?

Бочкообразное искажение связано с широкоугольными объективами и зум-широкоугольными объективами на более коротких диапазонах фокусных расстояний.Это дефект линзы, из-за которого прямые линии загибаются наружу и наиболее заметны по краям. В крайнем случае, центр изображения выглядит так, как будто он наклоняется к вам.

Проверьте параллельность линий на фотографии и посмотрите, выглядят ли линии параллельными или прямыми — хороший способ определить бочкообразное искажение. Изогнутая форма линзы создает бочкообразное искажение. Поскольку линза изогнута, она увеличивает середину кадра значительно больше, чем боковые стороны, из-за чего прямые линии кажутся изгибающимися по краям изображения.

Как вы можете видеть на этом изображении, линии появляются прямо в центре изображения и только начинают отклоняться от центра. Это связано с тем, что объективы камеры имеют наименьшее количество искажений вдоль оптической оси (центр объектива), а увеличение в углах уменьшается.

Какие причины деформации ствола?

Бочкообразное искажение возникает, когда объектив отклоняет свет из широкого поля зрения. Обычно это происходит с широкоугольными объективами, из-за которых края изгибаются, чтобы достичь датчика изображения.

У широкоугольных объективов обычно больше сферического стекла, чем у телеобъективов. Как следует из названия, они имеют большой радиус, позволяющий фотографировать большую площадь и направлять свет на датчик изображения. Обычно это случается с пейзажными фотографиями, снятыми с помощью широкоугольных объективов.

Появление бочкообразного искажения вызвано увеличением изображения, уменьшающимся от центра оптической оси к краям.

Линзы «рыбий глаз» часто вызывают бочкообразное искажение.Некоторые линзы типа «рыбий глаз» настолько экстремальны, что изображение имеет круглую форму, а не обычную прямоугольную. Они пригодятся при съемке ограниченного пространства, например интерьера дома, для фотосъемки недвижимости. Многие фотографы также любят экспериментировать с объективами типа «рыбий глаз», чтобы получить забавные фотографии, особенно с животными.

Как избежать или исправить деформацию ствола

Старайтесь избегать съемки зданий или других объектов с прямыми линиями в широком диапазоне фокусных расстояний, где бочкообразные искажения будут весьма заметны.Сделайте несколько снимков одного и того же объекта в разных диапазонах фокусного расстояния и сравните их позже. Стандартное фокусное расстояние 50 мм тоже хорошо.

Конечно, это непродуктивно, если вы хотите сделать пейзажный снимок. Поэтому вам следует фотографировать с оптимальным фокусным расстоянием, чтобы запечатлеть объект и исправить бочкообразное искажение в редакторе изображений.

Adobe Photoshop может быстро исправить бочкообразное искажение с помощью фильтра Adobe Camera RAW. Многие бесплатные приложения для редактирования фотографий также предоставляют решения для устранения искажения в виде ствола.

Что такое подушкообразное искажение?

Подушкообразное искажение противоположно бочкообразному искажению. Это заставляет прямые линии изгибаться внутрь от краев к середине. Телеобъективы и телеобъективы с зумом чаще всего связаны с подушкообразным искажением.

Изображения с подушкообразным искажением будут выглядеть сжатыми.

Что вызывает подушкообразное искажение?

Обычно искажение происходит на телеобъективе объектива. Более длинные диапазоны фокусировки увеличивают увеличение изображения от центральной оптической оси к краям. Как упоминалось ранее, бочкообразное искажение приводит к уменьшению увеличения изображения от центра.

Подобно бочкообразному искажению, подушкообразное искажение наиболее заметно на фотографиях с прямыми линиями. Городской пейзаж с увеличенным телеобъективом вызовет эту оптическую аберрацию.

Как избежать или исправить подушкообразное искажение

Сведите к минимуму фотографирование на длинных фокусных расстояниях с телеобъективами. Вместо этого попробуйте подойти ближе к объекту. Этот совет может не помочь, если вы отправляетесь на африканское сафари со львами.

Переключитесь в новое положение, чтобы увидеть, не уменьшает ли эффект подушки для иголок при другой перспективе.

Подобно бочкообразному искажению, вы можете легко исправить подушкообразное искажение в программном обеспечении для фотографий, таком как ON1 Photo Raw (прочитать обзор) или Exposure X (прочитать обзор) с помощью коррекции профиля объектива. Многие более дешевые или бесплатные программы для фотосъемки также позволяют производить ручную коррекцию объектива. Но лучше всего подходит автоматическая коррекция профиля объектива.

Что такое искажение усов?

Дисторшн усов — наихудший и представляет собой комбинацию бочкообразного и подушкообразного искажений.Линии выглядят изогнутыми внутрь около центра изображения и заметно изогнутыми наружу по краям. Хотя это уже не так распространено, у некоторых линз все еще есть искажения усов.

В широкоугольных объективах иногда наблюдается искажение усов, из-за которого прямые линии выглядят волнистыми. Следовательно, также называется волнообразным искажением . Его можно увидеть на горизонте, особенно если горизонт находится в верхней или нижней части кадра при съемке пейзажей.

Искажение усов часто встречается в некоторых дешевых и легких сверхширокоугольных объективах, например, 14-миллиметровых.

Как избежать или исправить искажение усов

Лучший способ избежать искажения усов — не покупать дешевое стекло — недорогие широкоугольные объективы. И исследуйте или тестируйте линзы, прежде чем покупать их.

Искажение усов исправить сложно. Как правило, в большинстве программ для редактирования фотографий нет коррекции профиля объектива для исправления искажения усов.

Если вы попытаетесь исправить искажение усов вручную с помощью обычных инструментов Lightroom или Adobe Camera RAW, вы либо создадите более бочкообразное, либо подушкообразное искажение.

С другой стороны, Photoshop по-прежнему король в редактировании изображений. Если вы продвинуты со слоями, маскированием и фильтрами, то можно будет исправить или уменьшить искажение усов. Но это большая ручная работа, требующая много времени.

Что такое искажение перспективы?

Перспективное искажение — это отдельная форма визуального искажения, вызванная не объективом.

Предположим, объект находится слишком близко к камере. Он может выглядеть большим или искаженным в трехмерном пространстве, спроецированном на двухмерное изображение, по сравнению с другими объектами на заднем плане.

Искажение перспективы — естественное явление. Например, если вы возьмете небольшой предмет, например ручку, а затем поднесете его к глазам, он будет выглядеть огромным. То же самое происходит, когда мы фотографируем определенный объект. Типичный туристический пример — человек, держащий Пизанскую башню или знаменитые перспективные фотографии с Салар-де-Уюни.

Существует два основных вида перспективного искажения:

Широкоугольное искажение

Широкоугольное искажение вызвано тем, что объекты на переднем плане или рядом с камерой кажутся больше по сравнению с объектами заднего плана.

Объекты обычно кажутся больше по мере приближения к человеческому глазу. В фотографии применима та же идея. Если вы используете широкоугольный объектив, чтобы разместить объект рядом с рамкой, все, что находится ближе всего к камере, будет выглядеть чрезмерно большим на вашем окончательном снимке.

Компрессионное искажение

Компрессионное искажение вызвано фотографированием объекта с большого расстояния с помощью телеобъектива. Этот тип перспективного искажения является обычным явлением и заставляет объект и фон казаться ближе друг к другу, чем они есть на самом деле.

Как исправить искажение перспективы

Коррекция профиля объектива для исправления перспективного искажения не предусмотрена, поскольку это не оптическая ошибка. И часто это не фотографическая ошибка, и это приемлемо.

Интересно, что в Photoshop есть инструмент Perspective Warp для решения общих проблем, таких как здания, выглядящие наклонно, в зависимости от вашей точки обзора. Вы можете найти его в Edit> Perspective Warp , чтобы исправить перспективу.

Использование искажения для эстетической фотографии

Вы можете использовать искажение для создания творческих и необычных фотографий, которые сразу привлекают внимание зрителя. Вы видели фотографии людей, держащих Эйфелеву башню в руках — используйте искажение для создания магии.

Объектив «рыбий глаз» может предложить захватывающие виды на популярные архитектурные объекты, например, сжатый вид на панораму Парижа с Эйфелевой башней в углу, изогнутой для получения забавного изображения.

Заключение

Неизбежный аспект фотосъемки — искажение изображения.Высококачественные линзы могут минимизировать искажение объектива.

Вы можете уменьшить искажение объектива, распознав и исправив его в программном обеспечении для редактирования фотографий.

Но самое главное с искажением, будь то перспектива или искажение объектива, это не всегда плохо. Во многих случаях искажение изображения может сделать вашу фотографию более эстетичной. Кто вообще хочет жить по прямой?

Искажение объектива камеры — инженерия изображений

Как измерить искажения

ISO ¹ — это стандарт, определяющий методы измерения объектива, отделенного от камеры.Однако иногда вы не можете снять объектив с камеры (например, в мобильном телефоне), и поэтому трудоемких методов, описанных в ISO 9039, будет недостаточно. В результате был введен ISO 17850 ² для определения методов измерения искажения с использованием комбинации объектива камеры.

Метод искажения ТВ (ISO 9039)

Самым старым методом, использующим комбинацию камеры и объектива, является метод искажения ТВ, созданный для анализа систем телекамер. Для этого метода требуется тестовая таблица с регулярной сеткой геометрических структур, таких как показанные ниже.

Рис. 2: Точечная диаграмма TE260 (слева) и сеточная диаграмма TE251 — две популярные диаграммы для измерения искажений.

Метод ТВ-искажений — это, по сути, система, которая показывает постоянно увеличивающееся искажение от центра изображения к углам. Изгиб прямой линии исходного изображения количественно оценивается по его верхнему краю (см. Рисунки ниже). Отношение изгиба к высоте изображения, умноженное на 100, представляет собой процент искажения высоты изображения. Этот метод соответствует процессу, описанному в EBU Tech 3249 3249 ³ .

$$ D = \ frac {\ Delta H} {H} \ cdot 100 $$

Рисунок 3: Искажение высоты изображения в форме бочки (негатив) Рисунок 4: Искажение высоты изображения в форме подушечки (позитив)

Метод линейного геометрического искажения (ISO 17850)

Специальные системы линз (особенно маленькие в мобильных устройствах) исправляют искажения при максимальной высоте изображения. Эти системы показывают самый высокий уровень искажений на меньших расстояниях от оптического центра. Результирующий тип искажения часто представляет собой смесь бочкообразного и подушкообразного искажений и описывается термином волновое искажение.

Рис. 5: Линейное геометрическое искажение, создающее эффект подушечки

Для систем с волновым искажением измеренное искажение высоты изображения может быть нулевым или близким к нулю, даже если на изображении видны сильные искажения. Мы можем разбить метод линейного геометрического искажения на три различных метода для измерения искажения этих систем, как указано в ISO 17850.

1) Искажение горизонтальной линии

Этот метод применим, когда вертикальная линия Ai расположена ближе к вертикальной линии в центре изображения, чем к Bi, используйте формулу 2: $$ Dhi = \ frac {\ left (Bi-Ai \ right)} {2V } \ times100% $$

В противном случае используйте формулу 3: $$ Dhi = \ frac {\ left (Ai-Bi \ right)} {2V} \ times100 %% $$

Где:
i = суффикс, представляющий высоту каждой картинки;
Ai, Bi и V должны быть представлены количеством пикселей выходного изображения.

2) Вертикальное искажение линии

Используйте этот метод, когда горизонтальная линия αi расположена ближе к горизонтальной линии, проходящей через центр изображения, чем к βi, используйте формулу 4: $$ Dvi = \ frac {\ left (\ beta i- \ alpha i \ right) } {2V} \ times100% $$

В противном случае используйте формулу 5: $$ Dvi = \ frac {\ left (\ alpha i- \ beta i \ right)} {2V} \ times100% $$

Где:
i — суффикс, представляющий ширину каждой картинки;
αi, βi и V должны быть представлены количеством пикселей в выходном изображении.2}% $$

Знак для Dlinei представляет наибольшее абсолютное значение искажения горизонтальной или вертикальной линии.

Метод локального геометрического искажения (ISO 17850)

Метод локального геометрического искажения используется, когда одного числа для искажения недостаточно. Другими словами, нам нужна функция для искажения, чтобы исправить искажение при обработке изображения. Имейте в виду, что когда вам нужно обратиться к определенной высоте изображения, локальное геометрическое искажение более надежно.

При измерении локального геометрического искажения мы предполагаем, что искажение вблизи оптического центра равно нулю. Затем вы можете рассчитать регулярную сетку на основе геометрического положения девяти структур (3×3) в центре изображения. Эта сетка расширяется до всего изображения и определяет номинальные положения для каждой из структур.

Рисунок 6: H-значения для определения локального геометрического искажения

Затем искажение измеряется по следующей формуле:

Где:

H * — это расстояние точки от центра изображения

H — номинальное расстояние точки от центра изображения на основе расширенной регулярной сетки.

При получении единственного числа из локального геометрического искажения, максимальное искажение, измеренное для любой геометрической структуры изображения, является тем, о котором сообщается.

ISO 17850 подробно описывает этот метод.

Аберрации и искажения линз — экспозиционная терапия

Аберрации объектива

Оптические аберрации — это недостатки того, как линзы собирают лучи света в точку. Аберрации объектива можно разделить на два типа: несовершенное сведение света к фокусированной точке (что влияет на резкость) и неправильная геометрическая проекция сцены (которая проявляется в виде искажений или деформации).При разработке линз инженер-оптик сталкивается с рядом сложных компромиссов для ограничения аберраций. Поскольку идеального объектива не существует, инженеры должны идти на наилучшие возможные компромиссы с учетом ограничений предполагаемого использования, характеристик, производственных затрат и рыночной цены. Хотя вы мало что можете сделать с аберрациями в ваших объективах (кроме уменьшения диафрагмы), полезно знать, что они собой представляют, когда собираетесь совершить новую покупку.Что еще более важно, как фотограф вы должны знать об ограничениях своих объективов; это позволяет вам использовать их сильные стороны и не подчеркивать их слабые стороны.

Типы аберраций объектива

Аберрации — основная причина снижения остроты зрения правильно сфокусированных линз. Вы должны знать пять типов: хроматическая аберрация, сферическая аберрация, кривизна поля, кома и астигматизм.

Хроматические аберрации проявляются в виде цветных полос на высококонтрастных краях.Они вызваны тем, что свет разных длин волн (то есть разных цветов) претерпевает разную степень преломления и фокусируется в разных положениях при прохождении через линзу. Существует два типа хроматической аберрации: продольная и поперечная. Продольные аберрации вызваны светом различной длины, фокусирующимся на разном расстоянии от линзы. Сине-фиолетовый свет фокусируется ближе к линзе, чем красный, а между ними фокусируется зеленый.Продольные аберрации можно свести к минимуму, уменьшив диафрагму, что приведет к приемлемой фокусировке длин волн. Боковые аберрации возникают, когда световые волны разных длин фокусируются в разных положениях фокальной плоскости (то есть на датчике изображения). Обычно это случается с короткофокусными и особенно сверхширокоугольными объективами. Боковые аберрации не могут быть уменьшены за счет закрытия диафрагмы, но эффективно минимизируются некоторыми программами для редактирования фотографий.

Что такое искажение объектива и как его исправить в GIMP

Причины искажения линз

Искажение объектива — обычное явление в фотографии, которое обычно возникает при использовании широкоугольных объективов для съемки фотографий. Проще говоря, широкоугольный объектив — это объектив с более коротким фокусным расстоянием, который позволяет захватить более широкую область на фотографии. Широкоугольные объективы чаще используются в пейзажной и архитектурной фотографии из-за их способности захватывать большие области сцены (и, следовательно, захватывать более широкие / высокие объекты, такие как большие здания или горы).

Широкоугольный объектив Tamron 10-24 мм

Широкоугольные объективы обычно имеют размер 35 мм или меньше. Итак, объектив 15 мм будет широкоугольным объективом, а объектив 50 мм — «обычным» объективом.

Широкоугольные объективы — отличный способ запечатлеть больше всего окружающего, особенно когда вы снимаете в ограниченном пространстве и у вас мало места для поддержки камеры. Поскольку в этих типах линз используется стекло, которое сильно изогнуто для захвата более широких областей, они, как правило, вызывают искажение линз, которое иногда (но не всегда) требует исправления в редакторе фотографий, таком как GIMP.

Искажение объектива происходит по краям фотографии, поскольку именно там стекло в объективе изгибается больше всего. Объекты, расположенные ближе к центру фотографии, обычно имеют гораздо меньше искажений объектива. Чем дальше вы отойдете от центра фотографии, сделанной широкоугольным объективом, тем больше начнется искажение.

Типы искажений

На фото присутствуют негативные искажения, наиболее заметные по углам.

Тип искажения, создаваемого широкоугольными объективами, называется отрицательное искажение .Этот тип искажения, который также известен под названием бочкообразное искажение , возникает, когда элементы по краю изображения имеют тенденцию казаться изогнутыми внутрь. Причина, по которой ваши изображения будут создавать этот тип искажения, заключается в том, что линзы камеры вогнуты — они изогнуты внутрь. Изгиб стекла объектива искажает края фотографий — изгибая их таким же образом.

Эта фотография содержит искажение подушечки (искусственно созданное с помощью GIMP)

В отличие от положительного искажения , также называемого подушкообразным искажением , которое возникает, когда элементы вдоль внешних краев фотографии выглядят изогнутыми наружу.На ваших изображениях не будет такого искажения, потому что объектив вашей камеры должен быть выпуклым или загнутым наружу, чтобы создать такое искажение. Тем не менее, важно понимать этот тип искажения, поскольку он используется для исправления негативного искажения, создаваемого вашей камерой, поскольку он искажает ваши фотографии в противоположном направлении.

Как исправить искажение объектива в GIMP

Теперь, когда у вас есть базовое представление о том, что такое искажение объектива и как оно возникает, мы можем погрузиться в то, как исправить искажение объектива в GIMP.

Эта фотография была сделана с помощью широкоугольного объектива и не требует коррекции объектива.

Я хотел бы начать с указания на то, что фотографии, сделанные с помощью широкоугольного объектива, не всегда нуждаются в коррекции искажения объектива. Во многих случаях вам может потребоваться сохранить искажение, чтобы, например, увеличить расстояние между объектом переднего плана и объектом заднего плана или чтобы объекты выглядели более удаленными.

Однако есть также множество случаев, когда вы, , захотите исправить искажение объектива.Например, вы, возможно, хотели запечатлеть большую область ограниченного пространства, но не хотели, чтобы объекты, запечатленные на вашей фотографии, выглядели деформированными или искаженными на окончательной фотографии. Это может быть особенно актуально при фотографировании человека, поскольку искажения могут привести к нелестным конечным результатам.

Фото для сегодняшнего учебного пособия — снято с помощью широкоугольного объектива Tokina 11-16 мм f / 2,8 на камеру Canon 7D

В этом уроке я буду использовать сделанную мной фотографию, на которой есть как модель, так и ограниченное пространство.Я сделал снимок с помощью широкоугольного объектива Tokina 11-16mm f / 2.8 на Canon 7D. На фотографии наблюдается отрицательное искажение по краям фотографии. Вы можете бесплатно скачать фотографию на моей странице Flickr и следовать за ней. Чтобы открыть файл в GIMP, просто перейдите в меню «Файл»> «Открыть» и выберите файл изображения на своем компьютере.

Определите искаженные элементы

Это помогает определить, какие именно элементы искажаются на фотографии. Проще всего начать с поиска прямых линий, таких как линия горизонта или прямой предмет мебели, например, столешница.На этой фотографии моя модель сидит на столе. Линии, создаваемые таблицей, должны быть по большей части прямыми, но из-за искажения линзы они стали изогнутыми.

Чтобы подчеркнуть, насколько изогнуты части этой таблицы, я перетащил две направляющие в свою композицию — одну вертикальную, расположенную в центре моего изображения, и одну горизонтальную точку вдоль нижнего края моего стола (обозначено зеленой стрелкой) — и затем нарисовал линию по изогнутому краю моего стола с помощью инструмента контуров (не беспокойтесь о создании этой кривой самостоятельно — обычно вы можете просто взглянуть на нее — я просто рисую путь, чтобы вам было легче видеть).

Когда я создаю обводку по этому пути, вы можете увидеть, насколько на самом деле изогнута нижняя часть таблицы. Конечно, поскольку он расположен так близко к нижней части кадра (и, следовательно, к нижней части линзы), этот объект будет гораздо более искаженным, чем объекты, расположенные ближе к центру нашего кадра.

Помимо прямых линий на нашей фотографии, есть также множество других элементов, которые демонстрируют искажение объектива. В этом случае вазы рядом с нашей моделью, а также фонари над моделью имеют заметные искажения (обведены красным на фото выше).

При исправлении искажения объектива на нашей фотографии важно помнить, что нам не нужно полностью исправлять искажение и делать все идеально ровным. Мы просто хотим исправить некоторые искажения на разумную величину, чтобы смягчить некоторые из возникающих искажений.

Теперь, когда мы определили основные элементы фотографии, содержащие искажения, мы можем перейти к исправлению этих областей, чтобы улучшить внешний вид фотографии.

Используйте фильтр искажения объектива

Я начну процесс исправления, сначала продублируя наш слой с исходной фотографией (щелкните слой с изображением на панели слоев, затем щелкните значок «Дублировать», обозначенный красной стрелкой на фотографии выше).Я переименую дублирующийся слой, дважды щелкнув имя слоя на панели слоев (зеленая стрелка) и набрав «Исправленное фото». Это слой, на котором мы будем использовать наш фильтр.

Если вы не совсем знакомы с работой со слоями, я рекомендую проверить мою электронную книгу «GIMP Book of Layers».

Затем я проверю, что выбрал слой «Правильная фотография», а затем перейду к фильтру «Искажение линзы», выбрав «Фильтры»> «Искажения»> «Искажение линзы» (красная стрелка).При наведении указателя мыши на эту опцию вы увидите, что фильтр «Корректирует искажение линзы цилиндрической или подушкообразной формы». Это два типа искажений, которые я обсуждал ранее в этой статье.

Когда фильтр Lens Distortion открыт, вы увидите 6 различных ползунков (обозначенных зеленой скобкой на фотографии выше).

Основной

Ползунок «Main» добавляет или удаляет искажения второго порядка. Другими словами, он добавляет или удаляет сферические искажения, возникающие в основной области вашего изображения (от центра до внешнего края изображения).Если я щелкну и перетащу ползунок вправо с помощью мыши (красная стрелка на фотографии выше), это даст более вогнутый результат — ваша фотография будет отклоняться от зрителя или больше к центру фотографии.

С другой стороны, если я перетащу ползунок влево (красная стрелка), это приведет к более выпуклому результату или заставит фотографию наклониться к зрителю или от центра изображения. Это уменьшит количество отрицательных искажений на нашей фотографии за счет добавления положительных искажений.(Да, вы правильно прочитали — отрицательное значение ползунка создает положительное искажение).

Поскольку наша фотография уже имеет отрицательное искажение, мы должны убедиться, что ползунок Main имеет отрицательное значение, чтобы исправить это. В этом случае значение где-то между -7 и -9 дает приличный результат. Однако в конечном итоге для ваших изображений окончательное значение ползунка будет зависеть от вашего усмотрения и зависит от нескольких факторов на вашей фотографии (например, какой объектив вы использовали, насколько близко были к вам объекты и углы вашего объектива и т. Д.). Вы можете видеть, что нижняя строка нашей таблицы после выполнения этой коррекции уже выглядит довольно ровно (красная стрелка на фото выше).

Край

Ползунок «Край» добавляет или удаляет искажение четвертого порядка. Другими словами, он добавляет или удаляет сферические искажения, возникающие по внешнему краю вашего изображения. Таким образом, этот ползунок не исправляет искажения, возникающие ближе к центру фотографии, а только дальние внешние области фотографии.

Подобно ползунку Main, установка положительного значения ползунка Edge (красная стрелка на фотографии выше) приведет к изгибу внешнего края фотографии внутрь к центру изображения и от зрителя.

И наоборот, установка отрицательного значения для ползунка Edge (красная стрелка на фотографии выше) приведет к тому, что внешний край вашей фотографии будет изгибаться наружу от центра изображения к зрителю. В этом случае, поскольку я обрезал дальние внешние края этой фотографии во время процесса настройки фотографии, который я провел до начала этого урока, изображение не нуждается в каких-либо корректировках края (на мой взгляд). Однако довольно часто для дальних краев может потребоваться слегка отрицательная регулировка — особенно при использовании линз на более коротком конце спектра широкоугольных линз (т.е. Объектив 10 мм).

Увеличить

Далее идет ползунок Zoom. Эта функция позволяет настраивать кадрирование фотографии путем увеличения к центру изображения или от него. Эта функция пригодится, когда вы добавили отрицательное искажение к своей фотографии (т. Е. Установили ползунок Main или Edge на положительное значение), потому что это иногда может привести к сужению отрегулированной границы фотографии, открывая сплошной цветной фон по краям.

Например, если я установил ползунок «Край» примерно на 20, теперь вы увидите черный фон, заполняющий углы и стороны изображения, где изображение стало меньше границы слоя (красные стрелки на приведенном выше рисунке Фото).

Теперь, если я установлю значение ползунка масштабирования примерно на 9 или 10 (красная стрелка на фотографии выше), я буду увеличен достаточно, чтобы скрыть те области, где отображается цвет фона. Обратной стороной этого является то, что вы будете обрезать части своей фотографии, а также потеряете качество изображения, поскольку изображение должно масштабироваться, чтобы соответствовать окну масштабирования.

С другой стороны, если я установлю ползунок масштабирования на отрицательное значение (где-то около -20, обозначено красной стрелкой на приведенной выше фотографии), это уменьшит масштаб изображения и покажет больше цвета фона (зеленые стрелки) .Пока мы уменьшаем масштаб, я хочу отметить, что вы можете понять, почему этот тип искажения называется «бочкообразным». По форме рамка на фото напоминает бочку.

Я буду уменьшать масштаб изображения, чтобы также продемонстрировать, как выглядит рамка изображения, когда к нему добавлено «подушкообразное искажение» — или, другими словами, я установлю ползунок «Край» на отрицательное значение. . В этом случае вы можете видеть, что края изображения (красная стрелка на фото выше) расширяются дальше, чем стороны изображения (зеленая стрелка).Эта форма указывает на то, что изображения содержат подушкообразное искажение.

Я установлю ползунки Edge и Zoom на ноль и перейду к следующим ползункам.

Сдвиг X / Сдвиг Y

Ползунки «Сдвиг X» и «Сдвиг Y» позволяют смещать эффект коррекции объектива по оси X или Y изображения. Таким образом, вместо применения эффекта к центру эффекта, движущемуся наружу, как это происходит по умолчанию, вы можете начать эффект немного влево или вправо (для ползунка Shift X) или немного выше или ниже центра изображения. (для ползунка Shift Y).

Эти ползунки эффективны в определенных случаях — например, когда вы делаете снимок под углом, создавая неравномерные искажения по всему изображению. Например, если вы делаете снимок из низкого положения, смотрящего вверх и вправо, вы можете испытать большее искажение в нижнем левом углу изображения, чем в верхнем правом углу изображения.

Присвоение ползунку Shift X положительного значения (красная стрелка на фотографии выше) смещает эффект искажения линзы вправо от центра.

Напротив, присвоение ползунку Shift X отрицательного значения (красная стрелка на фото выше) смещает эффект влево от центра.Эффект может быть незаметным при взгляде на изображение выше, но если вы используете указатель мыши, чтобы переместить ползунок Shift X до -100, затем до 100 и продолжайте перемещаться вперед и назад, вы увидите как эффект перемещается по фотографии в зависимости от значения, установленного для ползунка Shift X. Кроме того, эффект будет заметен, когда ваш ползунок Main или Edge значительно повернут. Ползунки Shift X и Shift Y не будут работать, если у вас нет ненулевых значений для ползунков Main / Edge.

Точно так же, когда ползунок Shift Y имеет положительное значение, он смещает эффект выше центра вашего изображения, а когда он имеет отрицательное значение, он смещает эффект ниже центра вашего изображения.

Я оставлю ползунки Shift X и Shift Y на 0 и перейду к следующему параметру.

Осветлить

Последний ползунок фильтра «Искажение линзы» — ползунок «Ярче». Этот ползунок исправляет так называемое виньетирование. Виньетирование — это затемнение углов изображения, вызванное различиями в поглощении света.Эти различия в поглощении света возникают из-за кривизны стекла линзы — край линзы (где стекло изгибается больше всего) принимает свет не так, как центр линзы.

Когда ползунок «Яркость» установлен на отрицательное значение, перетаскивая его влево (красная стрелка на фото выше), края ваших углов станут темнее (аналогично использованию фильтра «Виньетка» в GIMP).

Когда ползунок «Яркость» установлен на положительное значение, перетаскивая его вправо (красная стрелка на фото выше), края ваших углов станут ярче.Вы захотите использовать положительное значение для ползунка Яркость, чтобы уменьшить виньетирование, вызванное искажением объектива, поскольку это явление обычно делает ваши углы темнее.

Я не хочу слишком осветлять углы, так как это сделает фотографию переэкспонированной по краям. Для этой фотографии я установил ползунок примерно на 20.

Цвет фона

Под ползунками находится «Цвет фона», который дает вам возможность изменить цвет, который отображается за вашей фотографией, когда вы добавляете отрицательное искажение (бочкообразное искажение), задавая ползункам Main или Edge положительное значение (как мы делали ранее. в учебнике).

По умолчанию установлен черный цвет, но вы можете изменить цвет на любой желаемый, щелкнув цветной прямоугольник (красная стрелка на фотографии выше) и используя диалоговое окно Цвет фона (выделено зеленым) или используя соседний инструмент пипетка, чтобы выбрать цвет вашего изображения.