Что такое хроматические аберрации и как их исправить?

Возможно, вы не один раз слышали от фотографов, что у вас на фотографиях есть критическая «хроматическая аберрация»? И слова звучат так, как будто это заболевание. Давайте рассмотрим, что этот термин означает, и как удалить аберрации из фотографий, если есть такая необходимость, с помощью передовой технологии.

Хроматические аберрации — паразитная дисперсия света, проходящая через оптическую систему. Такое может возникнуть из-за линзы или неправильного преломления света при фотографировании. Хроматическая аберрация ведет к снижению четкости изображения, а иногда также и к появлению на нем цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.

И хотя современные линзы и камеры разработаны с помощью технологий, направленных на то, чтобы уменьшать подобные глюки, но факт остается фактом — они до сих пор всплывают на наших снимках. О том, как можно исправить хроматически аберрации с Photoshop, читаем ниже.

Как выглядит хроматическая аберрация в фотографии

Вот изображение, которое может служить хорошим примером хроматической аберрации. Часть изображения находится немного не в фокусе, за счет этого происходит некоторая потеря в деталях. Обратите внимание на голубой ореол на левой стороне изображения и подобные же цветные пятна разбросаны по всей площади в разных областях.

За счет линзы может изменяться прохождение света, линза влияет на частоту, когда свет проходит через объектив, различные длины волн (цвета) двигаются с разной скоростью и фиксируются в разных местах на датчике. Иногда, неуместность использования линзы не предназначенной для определенной съемки (например, макро), может вызвать хроматические аберрации. В результате красный, зеленый и синий не сходятся в нужной точке и создают отображение каналов, которые не совпадают.

Есть, конечно, более техническое описание того, что такое хроматические аберрации, но для наших целей вполне достаточно такого простого объяснения, чтобы понять как ХА влияют на изображение и как с ними бороться.

В этой анимации отчетливо видно, как происходит сдвиг изображения. Каждый канал может быть достаточно резким, но при объединении качество изображения ухудшается. Вполне возможно, что удастся исправить изображения с помощью программ постобработки. Например, Photoshop.

Ликвидация ХА продвинутым способом

Откройте изображение с ХА. Данный способ базируется на том, чтобы исправить аберрации, настроив и выровняв каналы, чтобы они соответствовали друг другу. Это может быть проблемой, так как свет имеет тенденцию к ускорению в различных точках в линзе, создавая более искажение некоторых областей, но мы попытаемся с этим справиться.

Начните свою работу, сделав копию изображения. Будем делать большинство наших корректировок на этой слое, но нам также необходимо будет исходное фоновое изображение, когда мы закончим.

Давайте начнем с настройки зеленого канала, чтобы он соответствовал красному каналу. Частота света ускоряет, когда свет движется от красного к зеленому и синему, поэтому мы отрегулируем зеленый и синий каналы, чтобы они сочетались с более медленной частотой красного. Итак. Выбираем зеленый канал. Следует убедиться, что синий канал выключен, для того чтобы можно было видеть, как зеленый и красный каналы перекрываются.

Когда зеленый канал выбран, нажмите Ctrl+A, чтобы выделить все, а затем нажмите Ctrl+T, чтобы сделать свободную трансформацию.

Необходимо тщательно трансформировать канал, чтобы он соответствовал внешним краям. Когда закончите, нажмите клавишу ВВОД, а затем Ctrl+D, чтобы избавиться от выделения. Не беспокойтесь, если на части изображения остаются некоторые аберрации. Мы исправим это позже.

То же самое касается регулировки синего. Выключите зеленый канал, затем выберите и включите синий, как показано на рисунке.

Проведите аналогичную корректировку синего канала: выделить все с Ctrl+A, а затем трансформировать канал с Ctrl+T. Когда вы закончите, и ваша картинка четко будет обтравливать внешние края, нажмите клавишу ВВОД, чтобы совершить трансформацию.

Когда вы вернетесь к комбинированным каналам RGB, будет видно, что ликвидированы значительные аберрации в фотографии. Подобный «ремонт» не совершенен, часть изображения окажется несколько размытой в следствие ваших действий, поэтому необходимо продолжить работу и ликвидировать оставшиеся недостатки.

Ремонт размытия от сдвига каналов

Вы можете разными способами ликвидировать размытие, получившееся в результате борьбы с аберрациями, но мы предлагаем самый оптимальный на наш взгляд способ, который поможет устранить нерезкость.

Создайте вновь копию основного слоя.

Выберите зеленый канал, выделите все точки изображения в нем с помощью Ctrl+A, прежде чем вы сдвинете все изображение в зону резкости. Повторите то же самое с синим каналом, следя только за смысловым центром изображения.

Создайте маску изображения. Используйте кисть, чтобы смешать вместе маску и изображение. Когда вы закончите, у вас будет слой, состоящий из двух подслоев, создайте для группы новую маску. С ее помощью вы сможете вернуть любую из интересующих вас областей, чтобы вернуться к исходному изображению.

Уберите неровности края, возникшие при преобразовании каналов.

Повторите эту процедуру столько раз, сколько вы чувствуете, что нужно, чтобы исправить аберрации до уровня, который вам визуально кажется оптимальным. Может потребоваться даже несколько изменений каналов, чтобы получить удовлетворяющее вас изображение. Есть лучший и более простой и удобный способ борьбы с хроматическими аберрациями? Расскажите нам об этом!

Перевод С.Заводова

Хроматическая аберрация

Хроматическая аберрация — разновидность аберрации оптической системы, обусловленная зависимостью показателя преломления среды от длины волны проходящего через неё излучения (то есть, дисперсией света). Из-за паразитной дисперсии фокусные расстояния не совпадают для лучей света с разными длинами волн (лучей разных цветов).

Различают:

• хроматизм положения;
• хроматизм увеличения;
• хроматические разности геометрических аберраций.

Хроматические аберрации приводят к снижению чёткости изображения, а иногда также и к появлению на нём цветных контуров, полос, пятен — артефактов.

Хроматизм положения

При прохождении света через оптическое стекло или другие оптические материалы наблюдается дисперсия. Это явление заключается в том, что показатель преломления среды зависит от длины волны излучения (разных цветов).

Показатель преломления синих лучей, как правило, больше, чем красных, поэтому фокус (точка) синих лучей F b l u e {displaystyle F_{blue}} расположен ближе к задней главной точке линзы, чем фокус красных лучей F r e d {displaystyle F_{red}} . Отсюда следует, что лучи, полученные разложением белого света, будут иметь различное фокусное расстояние. Единого фокусного расстояния у одной линзы не существует, а есть совокупность фокусных расстояний — по одному фокусу на луч каждого цвета.

Разность F b l u e − F r e d {displaystyle F_{blue}-F_{red}} называется «хроматизмом положения» (или хроматической разностью положения, продольной хроматической аберрацией). Диафрагма несколько её уменьшает.

При этом изображения предмета в лучах разного цвета будут находиться на разных расстояниях от задней главной точки. Если наводить на резкость по красным лучам, изображение в синих лучах будет не в фокусе, и наоборот.

Конструкция фотографических объективов рассчитана на устранение хроматических аберраций. Система линз, выполняющих сближение фокусов двух (например, синих и жёлтых) лучей, называется ахроматической (ахроматизированной), а при сближении фокусов трёх лучей — апохроматической, четырёх — суперахроматической.

Хроматизм положения вызывает значительную нерезкость изображения, поэтому при чёрно-белой съёмке моноклем и перископом, у которых он не устранён, после установки на резкость нужно ввести дополнительную поправку на положение объектива относительно светочувствительного элемента p {displaystyle p} , определяемую по формуле:

p = d 2 50 f , {displaystyle p={frac {d^{2}}{50f}},}

где:

• d {displaystyle d} — сопряжённое фокусное расстояние;
• f {displaystyle f} — фокусное расстояние монокля или перископа.

Необходимость в поправке вызывается тем, что при визуальной наводке изображение из-за повышенной чувствительности глаза к жёлтым лучам устанавливается в их фокусе, а не в фокусе сине-фиолетовых лучей, к которым наиболее чувствителен чёрно-белый несенсибилизированный фотоматериал. Сине-фиолетовые лучи, будучи не в фокусе, образуют значительные «кружки рассеяния», уменьшающие резкость изображения.

Хроматизм положения может быть исправлен путём комбинирования собирательной и рассеивающей линз. Линзы должны состоять из оптических стёкол и обладать различной дисперсией. При прохождении через первую линзу луч отклонится к оптической оси и диспергирует. Войдя во вторую линзу, луч незначительно отклонится в обратную сторону и повторно диспергирует, но в обратном направлении. В результате хроматическая аберрация первой линзы компенсируется второй, «отрицательной», линзой, и лучи различных цветов соберутся в одной точке. Такие линзы, исправляющие хроматизм положения, называются ахроматическими линзами (ахроматами).

Ахроматические линзы используются во многих современных объективах. Ахроматизировать отдельный элемент оптической системы или их комбинацию далеко не всегда необходимо; достаточно, чтобы все элементы в целом компенсировали дисперсию друг друга.

Для уменьшения хроматических аберраций в конструкциях оптических приборов (объективов, биноклей, микроскопов, телескопов и т. д.) могут применяться такие оптические элементы, как линзы из особых оптических стёкол (курцфлинт, лангкрон), зеркала или зонные пластинки.

Хроматизм увеличения

Хроматизм увеличения (также называется хроматической разностью увеличения) — хроматическая аберрация, при которой изображения одного и того же предмета в лучах разного цвета имеют несколько различный размер. Не уменьшается от диафрагмирования, как и от увеличения.

Для цветного изображения в цифровой форме хроматизм увеличения может быть в какой-то степени исправлен программным путём. Для точного сведения трёх компонентов изображения (красный, зелёный и синий) необходимо для двух из них изменить масштаб, оставляя неподвижной ту точку, где проходила оптическая ось (обычно, это центр кадра). Во многих преобразователях raw-файлов такая функция имеется, но оптическая корректировка предпочтительнее, так как в сложных объективах присутствуют и другие аберрации, которые простыми преобразованиями не исправляются и индивидуальны для каждой модели объектива, в результате чего становится сложно выделить хроматизм увеличения программно. Хорошая коррекция хроматизма увеличения невозможна, когда объектив плохо работает в контровом свете. Исправление хроматизма увеличения на компьютере улучшает качество изображения, но всё же предпочтительнее снимать фотографии теми объективами, которые имеют минимальные аберрации. Так, объективы с фиксированным фокусным расстоянием обычно имеют существенно меньшие аберрации, чем трансфокаторы.

Хроматические разности геометрических аберраций

В общем случае, каждая геометрическая аберрация зависит от цвета. Так, например, сферическая аберрация может быть различной для синих и для красных лучей («сферохроматизм») и/или хроматическая разность аберраций наклонных пучков. Перечисленное также можно считать хроматическими аберрациями, поскольку побочные эффекты от их влияния, в целом аналогичны побочным эффектам от хроматизмов положения и увеличения.

Хроматические аберрации в фотографии

Во многих современных фотокамерах хроматизм увеличения исправляется автоматически. Корректировка выполняется процессором камеры при записи файла (например, JPEG). При съёмке в RAW корректировку можно выполнить позднее — при обработке RAW файла. Программная корректировка хроматизма увеличения не снижает чёткость снимка.

В то же время, хроматизм положения не может быть исправлен программной обработкой. Многие сверхсветосильные объективы, включая профессиональные модели, обладают выраженным хроматизмом положения на открытых диафрагмах. Как правило, хроматизм положения перестаёт быть заметным при закрытии диафрагмы до f/2.8-f/4.

Хроматическая аберрация | оптика | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

Что такое хроматическая аберрация? Как бороться с цветной окантовкой

Если вы когда-либо замечали неприглядную цветную окантовку или ореол на объектах на своих фотографиях, вы видели хроматическую аберрацию. Это распространенная проблема в фотографии, которая может испортить хорошее изображение. К счастью, есть способы свести к минимуму или даже устранить его, как до того, как вы нажмете кнопку спуска затвора, так и после редактирования изображения.

Содержание

Что такое хроматическая аберрация?

Хроматическая аберрация — это искажение цвета, возникающее, когда объектив не может сфокусировать все цвета света в одной точке, создавая нежелательные цветовые очертания по краям объектов.

Слово «цветность» означает цвет, а «аберрация» — это то, что отличается от обычного, поэтому «хроматическая аберрация» означает, что с цветом что-то не так. В частности, вы заметите это как области нечетких сине-желтых, красно-зеленых или пурпурно-фиолетовых полос на объектах вашего изображения.

Хроматическая аберрация по краям лепестка цветка. Фото Jkk, лицензия CC BY-SA 3.0.

Он виден в высококонтрастных областях, где встречаются темные и яркие части, например, вдоль края здания на фоне неба. Вы увидите его в основном на периферии фотографии, но он также может отображаться в центре.

Синяя окантовка под клювом птицы является примером хроматической аберрации или цветовой окантовки. Объективы более высокого качества обычно имеют меньшую хроматическую аберрацию, чем объективы низкого качества. Несмотря на это, есть способы проверить объектив на наличие хроматических аберраций и свести к минимуму или даже устранить их до того, как вы сделаете снимок, а затем во время постобработки.

Что вызывает хроматическую аберрацию?

Свет распространяется волнами. Каждая волна имеет свой цвет и форму. Когда свет попадает на линзу, линза должна фокусировать волны в одной точке фокальной плоскости. Однако это легче сказать, чем сделать, потому что волны не проходят через стекло неравномерно. Следовательно, одни волны фокусируются впереди или позади фокальной плоскости, а другие фокусируются в разных точках фокальной плоскости. В результате появляются хроматические аберрации.

Хроматическая аберрация возникает, когда линза не может сфокусировать разные цвета света в одной и той же точке. Иллюстрация HHahn под лицензией CC BY-SA 3.0.

Производители линз пытаются решить эту проблему, разрабатывая свои линзы с несколькими элементами и стеклом с низкой дисперсией. Однако ни один объектив не идеален, и все объективы имеют некоторую степень хроматической аберрации. В дополнение к конструкции объектива фокусное расстояние и диафрагма также влияют на точность фокусировки световых волн.

Хроматическая аберрация бывает двух видов: продольная и боковая.

Продольная (или осевая) хроматическая аберрация возникает, когда отдельные волны фокусируются на разных расстояниях от линзы. Этот тип хроматической аберрации чаще всего встречается при съемке с широко открытой диафрагмой и может проявляться в любых высококонтрастных областях изображения. Вы можете попытаться минимизировать или устранить его, используя более высокую диафрагму, а также в Lightroom и Photoshop (процедура описана ниже).

Боковая (или поперечная) хроматическая аберрация возникает, когда все разные световые волны попадают в фокальную плоскость, но в разных точках. Это проявляется в виде цветной окантовки в областях углов с высокой контрастностью. Единственный способ устранить или уменьшить боковую хроматическую аберрацию — это постобработка.

Сравнение идеального изображения кольца (№1, вверху) с двумя типами хроматических аберраций: чисто продольной (№2, посередине) и чисто боковой (№3, внизу). Иллюстрация Cmglee под лицензией CC BY-SA 4.0.

Что делать с хроматической аберрацией

Прежде всего нужно выяснить, действительно ли хроматическая аберрация представляет для вас проблему. Все объективы имеют некоторую степень хроматической аберрации, но она не всегда достаточно серьезна, чтобы вызвать проблемы. Чтобы проверить объектив, найдите объект с большим контрастом. Например, сфотографируйте ветки деревьев или крышу здания на фоне яркого неба. Увеличьте изображение и увеличьте детали, чтобы найти хроматическую аберрацию. Как упоминалось ранее, он появляется в областях с высокой контрастностью и возникает в основном по краям кадра, но может также появляться в середине 9. 0128

Хроматическая аберрация наиболее выражена, когда объектив широко открыт. Поэтому, если вы фотографируете высококонтрастную сцену, более высокая диафрагма может иметь значение. Если вы снимаете тестовое изображение, описанное выше, сделайте один снимок с максимально открытой диафрагмой с минимальной диафрагмой, а другой — с максимальной диафрагмой. Посмотрите, есть ли разница.

f/4 против f/11. Хроматические аберрации более заметны на широких диафрагмах. Например, изображение слева было снято с f/4 и показывает много хроматических аберраций вокруг правой стороны ограждения и перил. Изображение справа было снято при f/11, что устранило хроматическую аберрацию.

Фокусное расстояние вашего объектива также может влиять на хроматическую аберрацию. Широкоугольные объективы более склонны к хроматическим аберрациям, чем длиннофокусные. Если ваш широкоугольный объектив имеет много хроматических аберраций, снимайте с большим фокусным расстоянием. Если вам нужно широкое поле зрения, но ваш широкоугольный объектив имеет много хроматических аберраций, вы можете попробовать снять панораму с большим фокусным расстоянием, а затем соединить изображения вместе или просто отойти назад, если это возможно. Очевидно, что ни один из вариантов не всегда является практичным или удовлетворительным. К счастью, устранить хроматическую аберрацию или, по крайней мере, значительно ее уменьшить в Lightroom или Photoshop довольно легко.

Как удалить хроматическую аберрацию в Lightroom

Если увеличить это изображение птицы, можно увидеть множество хроматических аберраций под клювом.

Чтобы удалить цветную окантовку в Lightroom, перейдите в модуль «Разработка» и прокрутите вниз до панели «Коррекция объектива». Нажмите «Профиль», а затем установите флажок «Удалить хроматические аберрации». Рекомендуется всегда оставлять этот флажок установленным, чтобы вам не приходилось думать об этом каждый раз, когда вы открываете изображение.

В большинстве случаев флажок убирает некоторые, если не все, хроматические аберрации. Иногда, однако, как на этом изображении, это мало что дает, поэтому вам нужно проделать немного больше работы. Если это так, оставьте флажок «Удалить хроматическую аберрацию», а затем нажмите «Вручную» вместо «Профиль», и откроются параметры «Устранение бахромы».

Нажмите на пипетку рядом со словом «Удалить бахрому», затем перетащите ее на изображение и нажмите на цветную бахрому, которую хотите удалить. Затем Lightroom автоматически отрегулирует ползунки, чтобы удалить нежелательный цвет. Иногда это может не полностью удалить цвет, поэтому вам придется немного настроить ползунки вручную.

Хроматическая аберрация устранена после использования пипетки. Обратите внимание, как изменилось положение ползунков на этом изображении после использования пипетки по сравнению с положением ползунков на первом изображении с хроматической аберрацией.

Как удалить хроматическую аберрацию в Photoshop

Самый простой способ удалить хроматическую аберрацию в Photoshop — использовать Adobe Camera Raw. Открыв изображение в Photoshop, перейдите к «Фильтр» в строке меню в верхней части экрана и выберите «Фильтр Camera Raw» или нажмите Shift + Cmd + A на Mac или Shift + Ctrl + A на ПК.

Откройте панель «Оптика» и нажмите «Удаление каймы».

Выберите пипетку, перетащите ее на изображение и нажмите на цветную окантовку. Затем Camera Raw отрегулирует ползунки, чтобы удалить хроматическую аберрацию. Если это не полностью удаляет цветную полосу, переместите ползунки, чтобы улучшить результаты.

Хроматическая аберрация устранена после использования пипетки. Обратите внимание, как изменилось положение ползунков на этом изображении после использования пипетки по сравнению с положением ползунков на первом изображении с хроматической аберрацией.

Хроматическая аберрация — это факт жизни для фотографов, но вам не нужно жить с этим, если вы знаете, что это такое, и имеете дело с этим до того, как сделаете снимок, а затем при редактировании.

---

Об авторе : Джон Танни — фотохудожник и преподаватель, живущий на Кейп-Код в штате Массачусетс. Вы можете найти его работы на его сайте и в Instagram.

---

Изображение предоставлено:

Все фотографии, если не указано иное, сделаны Джоном Танни.

No related posts.