As aberrações na fotografia são as distorções das imagens formadas pelo sistema óptico. Dependendo da natureza da origem, as aberrações são cromáticas e geométricas. A causa das aberrações cromáticas (ou seja, coloridas) é a imperfeição da ótica da câmera. Na verdade, esse tipo de distorção pode ser chamado de propriedade das lentes, pois de uma forma ou de outra é inerente a qualquer uma delas. Quanto menor a qualidade da ótica utilizada, mais distorções de cores são observadas nas fotografias. Freqüentemente, em fotos tiradas com câmeras compactas baratas, há uma borda multicolorida brilhante emoldurando objetos contrastantes. Isso é aberração cromática.

Para minimizar este tipo de distorção, lentes acromáticas, composto por dois variedades diferentes vidro Um deles - coroas checas, tem um baixo índice de refração, o segundo - pedra, pelo contrário, alto. A combinação certa destes dois materiais pode reduzir a aberração cromática visível a quase zero. Mesma coisa fenômeno óptico, em que os raios de luz provenientes comprimentos diferentes ondas são refratadas em ângulos diferentes, chamados dispersão de vidro.

As aberrações geométricas não são menos uma dor de cabeça para os fotógrafos iniciantes do que as coloridas.

Uma distorção na qual os pontos do objeto localizados fora do eixo óptico são exibidos na imagem como sombras ou linhas é chamada de astigmatismo. Os objetos nas fotografias com astigmatismo aparecem torcidos, curvos e ligeiramente desfocados. Assim, o astigmatismo, juntamente com as aberrações cromáticas, afeta a nitidez da imagem (embora em menor grau).

Se os contornos dos objetos em uma fotografia são anormalmente côncavos ou convexos, e isso não é uma intenção artística, esse tipo de aberração geométrica é chamado distorção. No primeiro caso (quando as linhas são côncavas para dentro) estamos falando de distorção em forma de barril, no segundo - de distorção em almofada de alfinetes.

A distorção ocorre como resultado de alterações na ampliação linear fornecida pela óptica em todo o campo da imagem. Em outras palavras, os raios de luz que passam pelo centro da lente se fundem em um ponto mais distante da lente do que os raios que passam pelas bordas. O aparecimento de distorção em barril é geralmente facilitado pelo uso de valor mínimo zoom, almofada de alfinetes - respectivamente, máximo. A distorção é mais óbvia ao usar lentes grande angulares.

Para reduzir a distorção, são utilizadas ópticas asféricas. Ao incorporar uma lente com superfície elíptica ou parabólica no design da lente, a semelhança geométrica entre o objeto fotográfico e sua imagem é restaurada. É claro que o custo de produção de tais lentes excede significativamente o custo de produção de óptica esférica.

Pequenas manifestações de distorção podem ser facilmente corrigidas usando um editor gráfico.

O tipo de aberração geométrica que impede uma lente de formar uma imagem plana é chamado curvatura do campo de imagem. Com esta distorção, o centro da imagem ou as suas bordas podem estar em foco.

A correção da curvatura do campo da imagem é realizada fazendo alterações na montagem da lente. Em que pré-requisitoé a conformidade com a regra Petzval, que determina a qualidade dos elementos da lente. Se o inverso do produto da distância focal e do índice de refração de um elemento na soma de número total elementos dá zero, o que significa que este elemento é bom. O resultado desses cálculos é chamado de soma Petzval.

Curiosamente, os fotógrafos não conheciam a técnica de correção da curvatura do campo até meados do século XIX século. Mas isso não os impediu de se dedicarem à fotografia artística. Cantos desfocados e bordas pouco nítidas foram cobertos com vinhetas intrincadas, e os retratos (para minimizar a distorção) foram enquadrados em molduras ovais.

A aberração complexa que afeta exclusivamente os raios de luz que passam pela lente em um ângulo é chamada cômico(ou apenas um coma). Nas fotografias, um coma aparece como um borrão de pontos individuais da imagem na forma de um cometa. A “cauda” do cometa pode ser direcionada para a borda da imagem (vírgula positiva) ou para o seu centro (vírgula negativa). Essa distorção é mais perceptível quanto mais próximo o ponto estiver da borda da imagem. Os mesmos raios de luz que passam claramente pelo centro da lente não estão sujeitos à aberração cômica.

A maioria das aberrações geométricas pode ser reduzida ajustando a abertura. Ao reduzir seu diâmetro, o fotógrafo reduz simultaneamente o número de raios que atingem as bordas da lente. Mas você precisa aproveitar esta oportunidade com cuidado. Porque a difração excessiva leva a um aumento no valor da difração.

é um efeito óptico que limita o detalhe de uma imagem, independentemente da resolução de imagem definida. A razão de sua ocorrência é a dispersão do fluxo luminoso ao passar pelo diafragma. Muitos iniciantes, tentando aumentar a profundidade de campo, fecham o orifício de abertura de tal forma que a nitidez alcançada é coberta pelo efeito de suavização da difração. Este efeito é comumente chamado de limite de difração. Conhecer seu valor permite evitar problemas com detalhes da imagem. Para calcular o limite de difração é utilizada uma calculadora especial, disponível para download gratuito na maioria dos sites especializados.

Ao escolher uma câmera, lembre-se de que não existem lentes sem aberrações. Pelo menos por enquanto. Mesmo as ópticas mais caras apresentam alguma distorção de imagem. A correção de um tipo de violação leva ao fortalecimento de outra – e esse processo não tem fim. Mas para se tornar bom fotógrafo, não há absolutamente nenhuma necessidade de esperar pela invenção da lente ideal. Basta estudar as características de uma determinada lente e nivelar suas deficiências com sua própria habilidade.

Sejam informações de forma discretizável disponíveis no chamado plano de imagem. Um ponto arbitrário neste plano é especificado pelo vetor raio x. Funcional

a dependência de x é escrita como

As dependências funcionais de todas as outras quantidades especificadas no plano da imagem são apresentadas de maneira semelhante.

Suponhamos agora que a informação está sujeita a uma distorção invariante no tempo determinada pela função, o valor da função em um ponto fica “borrado” no plano da imagem de acordo com a forma da função. são considerados, de modo que o sinal distorcido pode ser bastante visão geral escrito da seguinte forma:

onde through denota o elemento de área centrado em um ponto (plano da imagem) definido pelo vetor raio. A expressão (3.2) indica uma integral dupla devido à bidimensionalidade do plano da imagem. Limites infinitos indicam simplesmente que a integração cobre toda a imagem.

Se a distorção for tão geral que a expressão (3.2) não possa ser especificada e simplificada, então raramente é possível restaurar a função com sucesso, mas as funções Métodos de restauração e reconstrução amplamente aplicáveis ​​foram desenvolvidos para distorções espacialmente invariantes (caracterizadas pelo fato de que o o desfoque é o mesmo para todos os pontos x) ou para distorções. que pode ser representado como espacialmente invariante por um de dois métodos. O primeiro método é baseado na transformação geométrica da imagem para converter a distorção espacialmente dependente em uma distorção espacialmente invariante. No segundo método, uma imagem com distorção espacialmente dependente é dividida em vários fragmentos, em cada um dos quais pode ser considerada espacialmente invariante. Ambos os métodos são discutidos em detalhes no § 15.

Invariância espacial significa que a função que define a distorção tem a forma

Se a função (3.3) for substituída na expressão (3.2), então obtemos a chamada integral de convolução. A operação de convolução será indicada por um asterisco colocado como sinal de multiplicação. Então a expressão (3.2), levando em consideração a igualdade (3.3), pode ser escrita na forma compacta

Mesmo que a distorção seja espacialmente invariante, não há restrições a priori impostas à forma do núcleo de convolução. Na prática, são frequentemente encontrados forcados bastante específicos desta função, quatro dos quais são apresentados na Tabela. 1.1 (ver exemplo 1 no final deste capítulo). O desfoque linear ocorre se o objeto fotografado se mover em linha reta durante a exposição (ou, equivalentemente, se a câmera balançar acidentalmente enquanto o objeto estiver parado). O perfil intermediário mostrado na tabela. 1.1 no caso de desfoque, mostra como o objeto fotografado se move durante a exposição (um perfil nítido cortado nas bordas corresponde a um obturador de câmera muito rápido). Se a altura da seção for constante durante a exposição, esse desfoque linear será chamado de homogêneo.

Outra causa comum de distorção fotográfica é o efeito de desfocagem. Neste caso, a função parece muito próxima de um círculo. (Isso pode ser dito a partir de considerações simples de óptica geométrica: um determinado círculo é a intersecção do plano da imagem com um cone de raios que emanam do ponto mais distante do campo da câmera, que convergiria para um ponto no plano da imagem se a câmera estivessem em foco; então o plano da imagem seria o plano focal.) Quando um objeto é visto através de um meio turbulento usando um sistema óptico com alta resolução, a distorção no caso de uma exposição curta (durante a qual o estado do meio não tem tempo para mudar) é frequentemente bem descrita por uma função na forma de um conjunto de pulsos aleatórios. No caso de exposições longas, a forma da função se aproxima de Gaussiana. Embora as causas destes quatro tipos de distorção variem amplamente, as listadas acima são talvez as mais típicas.

Passemos agora ao processo de formação de imagem em um sistema óptico separado do objeto por um meio distorcido. Seremos extremamente breves. Análise detalhada pode ser encontrado na literatura. O ponto arbitrário no plano indicado no § 1 sobre o qual a radiação incide é caracterizado por um vetor raio. Se o campo de radiação em cada ponto for simplesmente um campo modulado em amplitude e fase que existiria neste ponto na ausência de distorção, então a distorção é chamada de isoplanática. O isoplanatismo é um conceito muito simples, mas tem um significado prático muito importante, pelo que é aconselhável dar-lhe outra definição. Vamos considerar um raio que emana de um ponto arbitrário de uma fonte de radiação e chega a um ponto. Caracterizaremos a atenuação e o atraso desse raio, correspondente à distorção, pelo módulo e pela fase de um número complexo.

isoilância é a independência de um número complexo, ou seja, igualdade

Enfatizamos que na prática, com distorção isoplanática número complexo pode variar muito dependendo do ponto. Quanto maiores as dimensões lineares da fonte de radiação, menos provável é que a condição (3.5) seja satisfeita para um meio de distorção específico arbitrário. Além disso, para que a condição (3.5) permaneça válida, as dimensões das “células” do meio que introduz distorção devem exceder um determinado valor mínimo determinado pela geometria da fonte e do meio. Assim, chegamos ao conceito de sítio de isoplanatismo. cujo tamanho é o maior " tamanho efetivo» fonte de radiação. É conveniente expressar as dimensões de uma área de isoplanatismo em medida angular. Se visível em todos os pontos dimensões angulares fonte de radiação tamanhos menoresárea de isoplanatismo, então a distorção é isoplanática.

Denotemos o campo de radiação em um momento arbitrário em um ponto por e sua transformada de Fourier por (§ 6). Suponhamos que o ponto esteja no plano da pupila (ou seja, no plano do diafragma de abertura) do dispositivo formador de imagem (por exemplo, um telescópio, um transdutor ultrassônico, uma antena de rádio). Se a superfície focal de tal dispositivo for identificada com o plano de imagem introduzido no § 1, então o sinal será a “imagem instantânea” gerada por este dispositivo.

Vamos agora introduzir o conceito de sinal analítico. Um sinal do ego que não possui frequências de tempo negativas. Um sinal analítico é necessariamente complexo e sua parte imaginária é relacionada pela transformada de Hilbert à sua parte real. O sinal medido real é geralmente considerado a parte real do sinal analítico. O sinal analítico mais simples é uma função exponencial, onde frequência angular constante, fase constante. O sinal real correspondente a esta função é. Neste livro, os sinais analíticos raramente aparecerão e, portanto, não iremos nos alongar sobre eles aqui (uma apresentação exaustiva da teoria dos sinais analíticos está disponível na literatura listada no § I). Porém, enfatizamos que sempre que for introduzido um sinal que dependa explicitamente do tempo, ele será considerado complexo e não terá frequências de tempo negativas.

As propriedades da “imagem” gerada pelo dispositivo correspondente dependem do grau de coerência espacial da fonte de radiação. Na imagem gerada, o grau

espaço de outra coerência encontra expressão em como o valor depende de

onde é um intervalo de tempo grande o suficiente para a aplicação em questão. A coerência completa ocorre quando o valor para quaisquer dois pontos x deles, nos quais os valores são finitos, também é diferente de zero. No caso de incoerência espacial completa, a quantidade (3.6) é igual a zero para valores que excedem o menor tamanho linear do menor detalhe que pode ser resolvido pelo dispositivo formador de imagem.

Observe que uma barra sobre qualquer função de tempo neste livro sempre denota uma média ao longo do tempo.

A radiação com coerência espacial intermediária entre completa e zero quase nunca é usada e, portanto, apenas casos extremos de coerência espacial completa e incoerência espacial completa serão considerados posteriormente. É claro que estes casos extremos são idealizações, mas na prática uma ou outra abordagem deles é possível. Por exemplo, isso ocorre durante a reflexão e refração da radiação emitida por transmissores de rádio e micro-ondas, transdutores ultrassônicos e lasers, por um lado, e diversas fontes naturais de radiação na natureza, por outro. Portanto, faz sentido considerar apenas esses dois casos limites coerência.

Na avaliação do grau de coerência espacial, por conveniência, normalmente são considerados componentes espectrais individuais (imagens e emissões), considerando-os monocromáticos. Por exemplo, uma imagem instantânea é considerada uma imagem ideal gravada, que denotaremos pelo símbolo expresso a seguir:

Observe que a média do tempo na definição (3.7) deve ser realizada de acordo com um grande número períodos da frequência central do campo incidente na superfície focal do dispositivo formador de imagem. O intervalo de tempo dessa média é geralmente uma pequena fração da duração do processo de gravação real (por exemplo, exposição de filme, digitalização de um único elemento

fotodetector multielemento, obtendo um sinal suficientemente grande do receptor de microondas). Observe que um milhão de períodos de luz visível duram apenas alguns nanossegundos e, para a maior parte da faixa de microondas, o intervalo de tempo cobre mais de mil períodos. Do ponto de vista do processamento de imagens, a diferença entre os casos de coerência espacial e de incoerência espacial se resume ao seguinte:

Neste livro, o processamento de imagens de campos espacialmente coerentes não é considerado principalmente devido às dificuldades práticas associadas à implementação de cálculos “ópticos” (§ 2). Além disso, quando o contrário não for especificamente declarado, presume-se que

Se negligenciarmos o ruído que é inevitavelmente introduzido durante a gravação de imagens, e também assumirmos que a distorção é idealmente isoplanática, a função coincide com a função da fórmula (3.4). Isto é uma consequência do teorema da convolução para imagens de Fourier (ver § 7, bem como § 8, que discute ainda mais a questão das imagens de fontes espacialmente incoerentes). De acordo com a condição (3.9), neste livro, sempre que o contrário não for especificamente declarado, assume-se que

Ressaltamos que a imagem é limitada por difração, uma vez que o diâmetro da abertura (ou pupila) de qualquer dispositivo formador de imagem é necessariamente finito. Se X for o comprimento de onda central da radiação, então o dispositivo de imagem não poderá resolver detalhes do padrão real da fonte que correspondam a ângulos menores que . Em princípio, a super-resolução é possível, mas apenas se o tamanho dos detalhes resolvidos na imagem original exceder significativamente o tamanho de um elemento da imagem.

As distorções discutidas até agora nesta seção podem ser compensadas pelos métodos descritos no Cap. 3 e 6. Métodos introduzidos

polegada. 7-9 são adequados tanto para compensar essas distorções, como para corrigir distorções geométricas e melhorar a qualidade visual das imagens (ver as definições correspondentes no § 2).

A distorção da imagem não ocorre apenas devido à influência do ambiente de propagação e às imperfeições ou configurações incorretas do dispositivo formador de imagem. Às vezes, devem-se ao facto de não poderem ser medidos ou de faltarem alguns dados muito importantes, como nos problemas discutidos no Capítulo. 4. Noutros casos, podem estar associados a um procedimento de medição que, embora em última análise seja ideal, introduz distorções de modo que, sem processamento adicional, as imagens ficam praticamente inutilizáveis, como nas aplicações discutidas no Cap. 5.

Adoro tirar fotos grande angular. Se alguém me dissesse para escolher uma lente para levar comigo em uma viagem, sem dúvida seria uma grande angular! Como resultado, tenho muitas fotos tiradas em grande angular.

O principal problema de todas as lentes grande angulares é a curvatura óptica, chamada distorção(de distorção lat. – curvatura).

Se você olhar a foto acima, notará que nem todas as linhas são retas, esse é um exemplo claro distorção óptica. Agora passe o mouse sobre a foto e veja como deve ficar. Portanto, distorção é uma distorção óptica característica da sua lente.

Existem dois tipos de distorção: em forma de barril (distorção convexa) e em forma de almofada de alfinetes (distorção côncava):

A distorção é típica para uma grande angular. Você não notará distorção em telefotos ou retratos. Portanto, na maioria das vezes a distorção precisa ser corrigida ao fotografar com uma lente grande angular. A distorção é especialmente perceptível se a foto tiver muitas linhas retas em todo o quadro, por exemplo, ao fotografar arquitetura com algum tipo de lente ultra grande angular (por exemplo), você definitivamente terá que corrigir a distorção.

Ainda assim, a distorção nem sempre é uma coisa ruim. Se você já fotografou com uma lente olho de peixe, viu imagens brilhantes exemplo expresso distorção óptica, só no olho de peixe, a distorção é uma característica que todo mundo gosta. Parece algo assim ():

Aponte para o último quadro e você verá uma foto na qual a distorção foi corrigida.

Como remover distorções.

Se você possui o Photoshop, remover distorções é tão fácil quanto descascar peras. Você precisa ir ao menu Filtro, ir até a aba Distorcer e selecionar o submenu Correção de Lente. Agora, mova o controle deslizante para a esquerda ou direita para o resultado desejado:

Naturalmente, levará muito tempo para corrigir a distorção, então nem todo mundo vai querer corrigi-la. E neste caso existe uma panacéia. É chamado DXO Óptica Pro. Com este programa inteligente você pode corrigir distorções (e muito mais) automaticamente. Tudo que você precisa fazer é instalar o programa e carregar o plugin para sua câmera e lente, o programa fará o resto automaticamente. Corrigi a última foto tirada por Fish nele.

A correção de distorção ajuda a compensar falhas presentes em quase todas as fotos da câmera. Isso pode incluir escurecer os cantos da moldura, dobrar linhas inicialmente retas ou ter uma franja colorida em torno das bordas contrastantes. Mesmo que não sejam particularmente perceptíveis na foto original, sempre há benefícios em compensá-los. Porém, se usada sem cuidado, a correção de distorção pode até piorar a imagem e, além disso, dependendo do assunto que está sendo fotografado, alguma imperfeição só pode ser benéfica.

Resultados de correção de vinhetas, distorções e aberrações cromáticas.
Na escala 1:1 a diferença seria ainda mais perceptível.

informações gerais

Na maioria das vezes, a correção visa corrigir uma das três deficiências:

Vinheta		Distorção		Aberrações cromáticas

1. Vinheta aparece como um escurecimento crescente em direção às bordas do quadro.
2. Distorção expresso na curvatura de linhas inicialmente retas para dentro (barril) ou para fora (travesseiro).
3. Aberrações cromáticas levar ao aparecimento de uma borda colorida em limites contrastantes.

No entanto, os programas de correção de distorção de lente geralmente só podem afetar um tipo de distorção, por isso é importante poder diferenciá-los. As seções a seguir descrevem os tipos e as causas do preconceito, informam quando ele pode ser corrigido e explicam como minimizar seu impacto para começar.

Tudo o que está escrito neste capítulo se aplica de uma forma ou de outra a qualquer programa de correção de distorção, mas é apropriado mencionar os mais famosos deles: Adobe Camera RAW, Lightroom, Aperture, DxO Optics e PTLens.

1. Vinheta

Este termo descreve a diminuição progressiva da iluminação nos cantos do quadro e é talvez o mais fácil de observar e corrigir.

Vinheta interna	Vinheta física	Correção de vinheta

Observe que a vinheta interna é mais óbvia apenas
nos cantos superior esquerdo e inferior direito devido às características do assunto que está sendo fotografado,
embora na realidade o efeito seja o mesmo em todos os ângulos.

Tipos e motivos. A vinheta pode ser classificada em uma de duas categorias:

• Vinheta física muitas vezes não podem ser corrigidos, exceto por corte ou iluminação/clonagem manual. Aparece como um escurecimento forte e nítido, geralmente apenas nas bordas do quadro. Ocorre devido ao uso de uma série de filtros ou filtros de borda grossa, para-sol e outros objetos que bloqueiam fisicamente a luz nas bordas do quadro.
• Vinheta interna* geralmente fácil de consertar. Aparece como um escurecimento progressivo e geralmente fraco longe do centro da imagem. Isso ocorre devido aos recursos de design da lente e da câmera. Geralmente mais perceptível em f-stops mais baixos, em lentes grande angular e telefoto, ao mirar objetos distantes. Digital Câmeras DSLR aqueles com sensores reduzidos são geralmente menos suscetíveis à vinheta, uma vez que as bordas escuras são cortadas (ao usar lentes full-frame).

*Nota técnica: A vinheta interna é dividida em duas subcategorias: vinheta óptica e natural. O primeiro pode ser minimizado fechando a abertura da lente (aumentando o f-stop), mas o último é independente da configuração da lente. Como consequência, não pode ser evitado a menos que seja possível usar uma lente com ângulo menor visão ou um filtro especial de compensação que bloqueia parte da luz em direção ao centro da imagem (não comum, com exceção de filtros para câmeras de grande formato).

Photoshop: Ajustadores
correção de vinheta

Correção. Muitas vezes, a vinheta pode ser corrigida simplesmente alterando o controle de quantidade, embora às vezes você também precise definir o centro da vinheta usando o controle do ponto médio, embora isso raramente seja necessário. Porém, a correção aumentará simultaneamente o ruído visual nas bordas, pois o princípio de seu funcionamento é essencialmente a utilização de um filtro de densidade neutra com gradiente radial.

Vinhetas Artificiais. Alguns fotógrafos adicionam uma vinheta às suas imagens para chamar a atenção para o assunto central, bem como para reduzir visualmente a dureza das bordas do quadro. Porém, deve ser utilizado após o recorte final (emprestando do inglês, essa técnica é chamada de vinheta “pós-corte”).

2. Distorção: chute, amortecimento e perspectiva

Este termo descreve a curvatura de linhas inicialmente retas para dentro ou para fora, o que pode afetar a exibição do volume:

O ponto azul representa a direção
câmeras; marca de linhas vermelhas
convergência de linhas paralelas.

• Travesseiro. Aparece quando linhas inicialmente retas se curvam no quadro. Geralmente afeta lentes telefoto ou de longe comprimento focal lente vari (zoom).
• Barril. Aparece quando inicialmente as linhas retas se curvam para fora. Geralmente inerente às lentes grande angulares ou à distância focal grande angular (próxima) de uma lente varifoto.
• Distorção de perspectiva*. Manifesta-se na convergência de linhas inicialmente paralelas. Sua causa é a posição da câmera (aparece se a linha de visão da câmera não for perpendicular a linhas paralelas); no caso de árvores ou arquitetura, isso geralmente significa que a câmera não está apontando para o horizonte.

Ao fotografar paisagens, a distorção do horizonte e das árvores geralmente é mais perceptível. Posicionar a linha do horizonte no centro do quadro pode ajudar a minimizar o impacto dos três tipos de distorção.

Correção. Felizmente, cada um dos tipos de distorção acima pode ser corrigido. No entanto, deve ser utilizado apenas quando necessário, por exemplo, quando o assunto contém linhas claramente retas ou tem uma geometria clara. A fotografia arquitetônica costuma ser a mais sensível à distorção, enquanto nas paisagens ela é muito menos perceptível.

Os programas de imagem normalmente oferecem controles para barril/almofada, bem como distorção de perspectiva horizontal e vertical. Lembre-se de usar uma grade (se possível) para facilitar a avaliação dos resultados de usinagem quanto à retilineidade e paralelismo.

Imperfeições. Como as bordas do quadro ficam distorcidas durante o processo de correção de distorção, geralmente é necessário cortar, o que pode afetar a composição. Além disso, a correção redistribui a resolução da imagem; A remoção da almofada tornará as bordas um pouco mais nítidas (às custas do centro), enquanto a remoção do cano tornará o centro mais nítido (às custas das bordas). Por exemplo, com lentes grande angulares, um barril geralmente é uma forma de combater o desfoque das bordas típico desse tipo de lente.

3. Aberrações cromáticas

A aberração cromática (CA) aparece como uma franja colorida desagradável em bordas contrastantes. Ao contrário das duas falhas de lente anteriores, a aberração cromática geralmente só é visível ao visualizar a foto em uma tela em tamanho real ou em letras grandes.

A correção acima é eficaz porque existem
CAs predominantemente radiais, que são fáceis de remover.

Tipos e motivos. As aberrações cromáticas são talvez as mais variadas e difíceis de suprimir, e o seu impacto depende significativamente do motivo a ser fotografado. Felizmente, o fenômeno da AC pode ser facilmente compreendido dividindo-o em três componentes:

Notas Técnicas CAs radiais puros ocorrem quando os canais cromáticos de uma imagem registram tamanhos relativos diferentes (mas estão todos em foco nítido). CAs coaxiais puros ocorrem quando os canais de cromaticidade têm o mesmo tamanho relativo,
mas alguns deles estão fora de foco. No caso de coloração, pode ocorrer uma combinação
CA radial e coaxial, entretanto, na escala da microlente do sensor, não na lente.

• Aberração cromática radial mais fácil de eliminar. Eles aparecem como uma borda de duas cores nas direções do centro da imagem e crescem em direção às bordas. Normalmente a borda é azul-violeta, mas um componente azul-amarelo também pode estar presente.
• Aberração cromática coaxial a correção não pode ser feita, ou é apenas parcialmente possível, com efeitos indesejáveis ​​em outras partes da imagem. Eles aparecem como um halo de cor única ao redor da borda de contraste e são menos dependentes da posição no quadro. O halo geralmente assume uma tonalidade roxa, e sua cor e tamanho às vezes podem ser melhorados mudando ligeiramente o foco da lente para frente ou para trás.
• Destacar coloração geralmente não pode ser corrigido. Este é um fenômeno único dos sensores digitais, que leva a reflexos seletivos - pontos coloridos são criados no nível do sensor, geralmente em tons de azul ou roxo. Eles ocorrem com mais frequência em condições de iluminação especular e adversas ao usar câmeras compactas de alta resolução. Um exemplo clássico são as bordas das copas das árvores e da folhagem em um céu branco brilhante.

Alguma combinação tipos diferentes O CA está presente em qualquer fotografia, mas o seu impacto relativo pode variar significativamente dependendo da lente escolhida e do sujeito a ser fotografado. Tanto o CA radial quanto o coaxial são mais perceptíveis em lentes baratas, enquanto a coloração flare é mais perceptível em câmeras compactas mais antigas; todos eles se tornam mais visíveis em resoluções mais altas.

Observação: embora o CA coaxial e a coloração sejam geralmente uniformes em todas as bordas, eles podem não aparecer assim, dependendo do brilho e da cor da borda específica. Nesse sentido, são frequentemente confundidos com CA radial. CAs radiais e coaxiais às vezes também são chamados de transversais (laterais) e longitudinais, respectivamente.

Correção A aberração cromática pode afetar significativamente a nitidez e a qualidade da imagem - especialmente nas bordas do quadro. No entanto, apenas alguns componentes da AC podem ser removidos quase completamente. O desafio é identificar e aplicar as ferramentas adequadas a cada um dos componentes separadamente – sem comprometer os outros. Por exemplo, ao suprimir o CA coaxial em uma parte da imagem (usando erroneamente as ferramentas de CA radial para isso), você provavelmente piorará aparência as partes restantes.

Comece processando uma borda de alto contraste próxima à borda do quadro e monitore o processo usando uma escala de tela de 100 a 400% para avaliar a eficácia. Geralmente é melhor começar com CAs radiais usando os controles vermelho-ciano e azul-amarelo, pois são os mais fáceis de remover. Então o que resta é provavelmente uma combinação de CA coaxial e coloração, que pode ser reduzida usando a ferramenta de remoção de franjas (Photoshop: "Defringe"). Não importa com quais configurações você comece, os resultados aqui são alcançados somente através da experiência.

Fragmento do canto superior esquerdo da foto anterior.

No entanto, você não deve esperar um milagre; alguma coloração e AC coaxial estão quase sempre presentes. Isto é especialmente perceptível em fontes de luz noturna, estrelas e reflexos diretos de metal e água.

Perfis de correção automática de lentes

Muitos programas modernos Os processadores de imagem RAW podem corrigir imperfeições da lente usando predefinições para uma ampla variedade de combinações de câmera e lente. Se disponível, esse recurso pode economizar muito tempo. Adobe Camera RAW (ACR), Lightroom, Aperture, DxO Optics e PTLens fornecem esse recurso em suas versões mais recentes.

Não tenha medo de ajustar a correção do valor padrão para 100% (correção total). Alguns preferirão manter alguma vinheta e distorção, mas eliminar completamente as aberrações cromáticas, por exemplo. No caso da CA, no entanto, melhores resultados geralmente obtido por acabamento manual subsequente.

Se você usar a correção de lente como parte do processo de edição de fotos, a ordem em que você a aplica poderá afetar os resultados. A redução de ruído é geralmente mais eficaz antes da correção do CA, mas a nitidez deve ser feita após a remoção do CA, pois pode afetá-lo. Porém, se você usar programas de processamento de formato RAW, não há necessidade de se preocupar com a ordem de aplicação - ela estará correta.

Informações adicionais

Os tópicos relacionados são abordados nos seguintes artigos:

• Ordem de processamento de imagem
  Uma boa maneira de entender em que estágio a correção da lente deve ser feita.
• Qualidade da lente: MTF, resolução e contraste
  Uma visão geral de outros parâmetros da lente que afetam a qualidade da imagem.
• O que são lentes
  Visualização interativa dos princípios de operação das lentes para iniciantes.

Muitas vezes acontece que a imagem numa fotografia difere daquilo que vemos com os nossos próprios olhos. Essas diferenças se expressam em mudanças na geometria dos objetos e na perspectiva, no escurecimento da moldura nas bordas ou no aparecimento de halos coloridos. Tais deficiências estão associadas a distorções ópticas das lentes, porque qualquer vidro ou espelho distorce levemente a imagem. Portanto, curiosamente, é quase impossível eliminar completamente as distorções ópticas da lente, bastando reduzir sua aparência na fotografia finalizada;

Freqüentemente, não há nenhum problema específico com pequenas distorções nas lentes; elas são completamente invisíveis na foto. Mas, em alguns casos, as distorções ópticas alteram seriamente a natureza da imagem, e aqui é preciso pensar em como lidar com as distorções das imagens formadas pelo sistema óptico.

Tipo e caractere distorção óptica dependem diretamente da lente usada. Como você sabe, todas as lentes possuem características importantes como distância focal, nitidez, ângulo de visão e profundidade de campo. Nitidez óptica é a capacidade de uma lente distinguir e transmitir os mínimos detalhes de uma cena. Se não houver nitidez, dizem que a lente está “com sabão”. A lente em si é um sistema óptico complexo que requer alta precisão e qualidade de fabricação. Como resultado, mesmo lentes do mesmo gama de modelos e com as mesmas características podem diferir entre si em qualidade.

A maioria das lentes é caracterizada pela presença de todos os tipos de aberrações, ou seja, distorções ópticas na imagem que estão diretamente relacionadas ao sistema óptico. Essas aberrações podem ser de origem cromática ou geométrica. Muitos fotógrafos amadores, porém, não percebem essas distorções, simplesmente porque não sabem o que olhar para perceber as aberrações.

Aberrações cromáticas

A aberração cromática é um tipo bastante comum de distorção de lente óptica, caracterizada pelo aparecimento de halos e contornos coloridos desnecessários nos limites das cores. As aberrações cromáticas não são causadas pela idealidade da óptica da câmera, quando a luz branca nas lentes é primeiro dividida em componentes de cor e depois combinada novamente em um feixe. Mas alguma imprecisão nessa conexão leva a distorções desagradáveis ​​na imagem.

Aberrações cromáticas (cor) na fronteira do meio de contraste

Contornos multicoloridos brilhantes emoldurando objetos contrastantes são aberração cromática. Essas distorções raramente são visíveis no centro do quadro, mas tornam-se perceptíveis com objetos localizados mais próximos das bordas da imagem. Na maioria das vezes, esse tipo de distorção óptica pode ser observado ao usar lentes zoom. Mas, na verdade, em um grau ou outro, a aberração cromática é inerente a qualquer lente.

Em princípio, as aberrações cromáticas não prejudicam tanto a imagem, pois aparecem principalmente nas bordas da imagem. Além disso, muitas vezes simplesmente não são muito perceptíveis. Mas às vezes, especialmente ao fotografar objetos contrastantes, essas distorções ópticas na fotografia final começam a se tornar perceptíveis.

Para reduzir a possibilidade de aberrações cromáticas desagradáveis, hoje são utilizadas lentes acromáticas especiais, compostas por dois tipos diferentes de vidro - coroa e pederneira. Se a coroa é caracterizada por um baixo índice de refração, então a pederneira, ao contrário, é alta. Respectivamente, combinação inteligente Esses dois materiais no sistema óptico podem reduzir a probabilidade de aberrações cromáticas a quase zero.

Aberrações geométricas

Se as aberrações cromáticas estão associadas a distorções de cores, então as aberrações geométricas caracterizam a capacidade da lente de distorcer a geometria dos objetos que estão sendo fotografados. Os fotógrafos iniciantes provavelmente já encontraram esse fenômeno quando as linhas retas nas fotografias se curvam repentinamente para fora e as paredes ficam tortas de repente. Todas estas são distorções geométricas ou distorção, que pode ser combatido ajustando a abertura. Ao reduzir o diâmetro da abertura, o fotógrafo reduz a quantidade de raios de luz que atingem as bordas da lente.

No entanto, se fechar demasiado o orifício de abertura, ocorre outro efeito óptico, denominado difração. A difração limita o detalhe de uma imagem, independentemente da resolução de imagem definida. Ou seja, uma redução excessiva do diâmetro de abertura faz com que a nitidez alcançada seja bloqueada pelo efeito de suavização da difração, pelo que já surgem problemas com o detalhe da imagem.

As aberrações geométricas são divididas em duas espécies individuais- em forma de barril e em forma de almofada. A distorção de barril ocorre com lentes grande angulares quando o centro do quadro está mais próximo do que as bordas, fazendo com que o centro pareça mais proeminente e as linhas retas se curvem para fora.

O oposto do fenômeno “barril” é a distorção em almofada de alfinetes, quando as linhas retas, ao contrário, se curvam para dentro, fazendo com que o quadro se torne “côncavo”. A distorção em almofada é característica, em particular, de câmeras telefoto. O aparecimento de distorção de barril em uma fotografia é facilitado pelo fotógrafo usando o valor mínimo de zoom, e distorção de almofada - pelo zoom máximo. Quanto maior a ampliação da lente zoom, mais perceptível será a distorção na imagem. A visibilidade das aberrações geométricas também é afetada pela distância do objeto fotografado. Em particular, um motivo próximo pode ser mais suscetível à distorção geométrica no enquadramento.

Várias manifestações de distorção da lente, ou seja, curvatura das linhas retas da imagem, podem ser removidas ou corrigidas por meio de editores gráficos modernos. Fotógrafos profissionais geralmente usado para esse fim programas especiais para correção de distorção, incluindo AdobeCamera RAW, Lightroom, Aperture e PTLens. Além disso, no mesmo Photoshop existe uma ferramenta LensCorrection com a qual você pode corrigir distorções ópticas.

É verdade que a correção de aberrações em editores gráficos deve ser abordada com cuidado e cautela, pois com uma correção descuidada, algumas distorções simplesmente se transformarão em outras, o que só pode levar à deterioração da imagem. Além disso, não devemos esquecer que ligeiras distorções ópticas da lente e as imperfeições associadas na imagem podem, em última análise, beneficiar a fotografia.

Às vezes, na prática dos fotógrafos, também existem distorções ópticas, como a curvatura do campo da imagem. Este efeito é caracterizado, por exemplo, pelo aparecimento de cantos desfocados e bordas difusas. Ou seja, apenas o centro da imagem ou suas bordas podem estar em foco. Muitas vezes nas fotografias podem-se observar distorções de perspectiva, que se manifestam na convergência de duas linhas inicialmente paralelas na fotografia. Tais distorções surgem principalmente devido à posição da câmera, ou seja, a linha de visão da câmera não é perpendicular às linhas paralelas.

Finalmente, é muito raro encontrar um efeito chamado vinheta. São distorções que se caracterizam pela queda do brilho da imagem do centro para as bordas, ou seja, escurecimento da imagem nas bordas do quadro. Um efeito semelhante ocorre ao usar uma lente grande angular e abertura máxima.

Assim, distorções ópticas causadas pelas características do sistema óptico, um grande número de. É importante entender aqui que não existe uma única lente sem aberrações. Mesmo as lentes mais caras da fabricantes famosos pode apresentar alguma distorção de imagem. Isso, por sua vez, significa que na hora de escolher a ótica não se deve focar apenas no alto preço da lente, acreditando que quanto mais cara ela for, melhor será a qualidade. Você não deve perseguir novos modelos de lentes anunciados se já possui ópticas que combinam perfeitamente com você.

Claro, em lentes caras, via de regra, mais projeto complexo com um arranjo de lentes exclusivo e vários elementos adicionais, o que deve minimizar a ocorrência de todos os tipos de distorções ópticas. No entanto, como já observamos, nenhuma das lentes pode se orgulhar de estar completamente isenta das deficiências mencionadas acima. Portanto, você precisa escolher uma ótica que só você goste e que corresponda ao seu sentimento. qualidade fotográfica. Não vale a pena acreditar especificações técnicas lente declarada pelo fabricante, mas apenas fotografias boas e de alta qualidade.

Mas mesmo que você se torne proprietário de uma lente que às vezes apresenta alguma distorção de imagem, isso não é um problema. Afinal, se você estudar minuciosamente as peculiaridades do “comportamento” de uma determinada lente, todas as suas deficiências poderão ser habilmente compensadas por sua habilidade fotográfica. Em qualquer caso, a maioria das distorções das lentes ópticas não prejudicam muito a imagem e podem ser facilmente eliminadas Programas ao processar imagens fotográficas capturadas.