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Verzerrung ist die optische Krümmung der geraden Linien eines Objekts, die für Weitwinkelobjektive charakteristisch ist.

Das resultierende Bild wird dem Original geometrisch nicht ähnlich sein, außer vielleicht in der Mitte, aber je näher an den Rändern, desto deutlicher wird die Krümmung sein. Verzerrungen wirken sich nicht auf die Bildschärfe aus.

Arten

Linsenverzerrung beim Fotografieren kann sein fassförmig(konvex) und kissenförmig(konkav). Fotografen nennen sie viel einfacher: „Fass“ und „Kissen“.

Mit konkaver Verzeichnung sind Besitzer von Teleobjektiven vertrauter, sie erhalten ein flacheres Bild.

Es gibt auch eine komplexe Verzerrung, die durch Verzerrungen verschiedener Arten und Intensitäten in verschiedenen Teilen des Bildes gekennzeichnet ist. Es wird schwierig sein, dies in Bildbearbeitungsprogrammen zu beheben, da die Krümmung in „Wellen“ verläuft.

Ursachen

Bei Aufnahmen mit einer Porträt- oder Telekamera ist es unwahrscheinlich, dass Sie Verzerrungen sehen. Besonders auffällig wird es, wenn gerade Linien durch das gesamte Bild gehen, beispielsweise beim Fotografieren von Architektur mit einem Ultraweitwinkelobjektiv.

Unser Gehirn hat eine eigentümliche Wahrnehmung von „richtig“, es glaubt, dass beispielsweise die Wände eines Gebäudes parallel sind, und wenn sie auf einem Foto zusammenlaufen, dann widerspricht das Bild der Realität. Und aus technischer Sicht ist dies keine Verzerrung, sondern eine natürliche Übertragung des 3D-Raums.

Verzerrung tritt auf, wenn verschiedene Teile eines Bildes beim linearen Zoomen unterschiedlich sind. Zum Beispiel, wenn Sie fotografieren hohe Gebäude aus einem niedrigen Winkel, so dass die Kamera geneigt ist, ist eine Verzerrung fast unvermeidlich, besonders wenn Sie ein billiges Zoomobjektiv haben. Bevorzugen Sie Objektive mit fester Brennweite und hochwertige teure Brillen - mit einer variablen.

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Wissen Sie, warum sich der Effekt der Verzerrung am häufigsten bei Weitwinkelaufnahmen zeigt? Antworten .

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Wie zu vermeiden

Besorgen Sie sich zunächst hochwertige Objektive. Denken Sie über den Zweck der Aufnahme nach: Manchmal kann die Verwendung eines Weitwinkelobjektivs den Tag retten. Und bewegen Sie Ihre Beine mehr: Bewegen Sie sich weiter vom Motiv weg und verwenden Sie die Zoomfunktion, wenn Sie über einen hochwertigen Zoom verfügen.

Zweitens ist es in bestimmten Fällen möglich, ein solches Problem zu lösen, wenn Sie das Objektiv mit noch größeren Winkeln verwenden. Unter den Top 3 der begehrtesten für professionelle Fotografen waren sie „in Begleitung“ von Objektiven für Porträts und Fernsehobjektiven. Ein mit Weitwinkel ausgestattetes Objektiv ändert die Perspektive und verschiebt die Rahmen des gewünschten Fotos. Dann rücken die ungefähren Objekte näher, werden näher, und die entfernten entfernen sich noch weiter. Dies gibt in Zukunft eine gute Chance, das Bild freier zuzuschneiden.

Drittens ist es möglich, Verzerrungen von einem bereits aufgenommenen Foto zu entfernen und ihm ein harmonischeres und proportionaleres Aussehen zu verleihen, indem die einzigartige und einfachste Option in verwendet wird Adobe Photoshop, oder bearbeiten Sie das Foto in einem anderen verfügbaren Editor für grafische Bilder. Dies wird auch oft von Fachleuten in ihrer Arbeit verwendet.

Am sinnvollsten ist es aber, sich ein hochwertiges (teures) Objektiv zuzulegen, um optische Bildverfälschungen in den Bildern zu vermeiden. Obwohl es der Wahrheit halber erwähnenswert ist, dass die Verzerrung kein absichtlich negativer Effekt ist. Wenn Sie schon einmal mit einem Fischauge (Fischauge) fotografiert haben, dann ist dies auch eine Art Feature, das viele Leute mögen. Und es sieht ziemlich hell und ungewöhnlich aus, obwohl es eine lebhafte Demonstration der Verzerrung ist.

Wenn Sie bereits bei der Aufnahme verstehen, dass eine Verzerrungskorrektur erforderlich ist, fotografieren Sie sofort „mit einem Rand“ an den Rändern des Fotos: Die Komposition, die Sie jetzt erstellen, wird beim Ausgleichen von Verzerrungen stark beschnitten.

Aber jagen Sie nicht dem perfekten Objektiv hinterher: Es gibt es nicht. Mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten ist es unmöglich, das Objekt auf dem Foto genau so zu fixieren, wie es in Wirklichkeit ist, es treten immer noch geringfügige Verzerrungen auf. Ihre Aufgabe bei der Optikauswahl - Konzentrieren Sie sich auf diejenige, die mögliche Unvollkommenheiten minimiert.

künstlerisches Werkzeug

Wenn Sie jemals ein Objektiv in der Hand gehalten haben Fischauge(Fisheye), sollten Sie bereits ein anschauliches Beispiel für Verzerrung gesehen haben, nur bei Fisheye ist dies ein Feature, das jeder kennt und mag. Mit einem Fischauge aufgenommene Fotos werden selten korrigiert. Das Ergebnis der Aufnahme mit Fisheye ist ein kreisförmiges Bild, und der Rahmen ist immer noch rechteckig. Sowohl Canon als auch Nikon haben solche Objektive.

Außerdem erzeugen sie beim Fotografieren Verzerrungen. Tilt-Shift Objektive, zu denen Liebhaber der Architektur- und technischen Fotografie bewusst greifen. Dieses optische Design lässt sich neigen und verschieben, sodass Sie die Perspektive steuern können.

Wenn Ihnen das Geld für ein solches Objektiv leid tut, können Sie versuchen, einen ähnlichen Effekt in Photoshop zu erzielen.

Das Problem in Photoshop loswerden

Sie sind also zu dem Schluss gekommen, dass die Verzerrungen auf dem Foto für einen einfachen Betrachter mit bloßem Auge sichtbar sind, und Sie überlegen, wie Sie Verzerrungen in Photoshop entfernen können, dann dauert das Ganze nur ein paar Minuten. Registerkarten: Filter -> Verzerren -> Linsenkorrektur, oder in einer anderen Version des Programms Filter -> Objektivkorrektur. Sie müssen nur den Schieberegler nach links und rechts bewegen, bis Sie das beste Ergebnis erzielen.

In Lightroom benötigen Sie Module Entwickeln -> LensCorrections. Wenn Sie das Objektivkorrekturprofil „Enable Profile Corrections“ aktivieren, korrigiert das Programm Verzeichnungen automatisch. Wenn sie einen kleinen Fehler macht, korrigieren Sie ihn manuell in der Registerkarte Betrag -> Verzerrung. Wenn Sie gerne alles kontrollieren, gibt es Manual für Sie – einen absolut manuellen Modus zur Korrektur der Krümmung.

Es gibt andere Korrekturprogramme, zum Beispiel DXOOpticPro, das die Krümmung (und nicht nur) automatisch korrigiert.

Bitte beachten Sie, dass nach Kompensation einer unerwünschten Wirkung Freiraum, müssen Sie es zuschneiden, was sich leider auf die Komposition auswirken kann.

Wenn die Verzerrung nicht so auffällig ist, können Sie im Prinzip keine Zeit mit der Korrektur verschwenden.

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Schlussfolgerungen

• Investieren Sie in gute Objektive, mit denen Sie mit minimaler Nachbearbeitung aufnehmen können.
• Wenn Sie unbedingt ein Objekt fotografieren möchten, aber nicht die richtige Brille dabei haben, fotografieren Sie besser mit Verzeichnung als gar nicht. Korrigieren Sie dann die Verzerrung im Fotoeditor.
• Verzerrungen können Ihr Bild verderben oder ungewöhnlich aussehen lassen. Prüfen Sie, ob eine Bildverzerrungskorrektur in Photoshop erforderlich ist, oder ist in diesem speziellen Fall ein schöner künstlerischer Effekt entstanden? Lassen Sie es so, wie es ist, wenn das Foto original aussieht

Ein weiterer Mangel, mit dem Besitzer von Weitwinkelobjektiven zu kämpfen haben, ist die Verzeichnung bzw. optische Raumverzerrung.

Es gibt folgende Arten von Verzerrungen:
- Perspektive;
- konvex oder tonnenförmig;
- konkav oder in Form eines Kissens.

Das charakteristischste für ein Weitwinkelobjektiv ist das Kissen, das bei Teleobjektiven vollständig fehlt, aber dort tritt eine konvexe Verzerrung auf.
Normal- und Porträtobjektive sind am wenigsten anfällig für diesen Effekt, wo er nur mit einer sehr großen Vergrößerung des Bildes verfolgt werden kann.
Daher müssen hauptsächlich mit Weitwinkelobjektiven aufgenommene Fotos korrigiert werden.

Verzerrungen machen sich in der Architekturfotografie am deutlichsten bemerkbar, wenn viele gerade Linien im Rahmen sind, die die gesamte Fläche des Rahmens abdecken. Wird die Aufnahme mit einem „Fischauge“ durchgeführt oder ist der Standort des Fotografen zu niedrig, dann macht sich eine perspektivische Verzerrung bis zum Stillstand bemerkbar.

Technisch gesehen ist es keine Verzerrung, sondern die natürliche Wiedergabe eines dreidimensionalen Raums durch das Objektiv. Und unser Gehirn nimmt das „richtige“ Bild mit dem vollen Verständnis wahr, dass die Wände und Säulen parallel sein müssen und die im Foto zusammenlaufenden Konturlinien nicht der Realität entsprechen. Mit Hilfe spezieller Tilt/Shift-Objektive, die aufgrund der besonderen Shift/Tilt-Eigenschaften der Linsen das Auftreten des Effekts der perspektivischen Verzerrung ausschließen, ist es möglich, das, was wir wissen, und das, was wir im Bild sehen, in Einklang zu bringen.

Während dieser Effekt möglicherweise genau das ist, wofür ein Ultraweitwinkelobjektiv verwendet wurde, werden sie oft für genau einen solchen Effekt gekauft. Kein Hochformat, Teleskop und noch mehr Mitarbeiter geben keinen Betrachtungswinkel von 180 Grad an. Und die fortschrittlichsten Ultraweitwinkelobjektive bieten ein 270-Grad-Panorama mit einem Auslöser.

Aber wenn die Verzerrung ein Defekt ist, dann muss sie korrigiert werden. Dieses Ergebnis lässt sich am einfachsten mit einem Schieberegler oder einer Linsenkorrektur korrigieren. Danach bleibt nur noch die Vertikale auszurichten und horizontale Linien. Dazu verwenden wir auch Schieberegler, die für die entsprechende Korrektur ausgelegt sind. Die richtige Geometrie wird durch den Aufbau eines speziellen Gitters erreicht. Danach bleibt uns die Gestaltung überlassen. Sie können dies manuell tun oder das automatische Zuschneiden verwenden.

Nachteile der Korrektur
Bei der computergestützten Korrektur von Verzerrungen durch Zuschneiden kann die Komposition darunter leiden. Außerdem müssen Sie die Auflösung sorgfältig überwachen. Die Korrektur verteilt es mit kissenförmiger Verzerrung neu, schärft an den Rändern und senkt es in der Mitte ab. Bei einem Tonneneffekt ist das Gegenteil der Fall. Daher sollten Sie beim Aufnehmen mit einem Weitwinkelobjektiv einen Rand an den Seiten der Komposition zum Zuschneiden und Korrigieren legen.

In diesem Artikel mit einem schrecklichen Titel werden wir die Merkmale der optischen Verzerrung von Linsen verstehen. Ist Ihnen aufgefallen, dass bei Weitwinkelaufnahmen die Bildränder verzerrt sind? Und wenn Sie versuchen, ein Bild bei Gegenlicht aufzunehmen, erscheinen rosa, blaue oder grünliche Ränder um Objekte herum? Wenn Sie es nicht bemerkt haben, schauen Sie noch einmal nach. Lassen Sie uns zunächst sehen, warum dies geschieht.

Zunächst müssen Sie verstehen und akzeptieren, dass es keine idealen optischen Systeme (d. h. in unserem Fall Linsen) gibt. Jedes optische System hat inhärente Verzerrungen, die es in die Projektion der Realität auf ein Bild (Foto) einführt. Verzerrungen optischer Systeme werden wissenschaftlich genannt Aberrationen, d.h. Abweichungen von der Norm oder vom Ideal.

Abbildungsfehler verschiedener optischer Systeme annehmen können andere Form und besser sichtbar oder fast nicht zu unterscheiden sein. Normalerweise ist das optische System umso besser, je teurer das Objektiv ist, was bedeutet, dass es weniger Aberrationen aufweist.

Arten von Aberrationen

Am häufigsten wird das Wort „Aberration“ in der Fotografie in Kombination mit „chromatischer Aberration“ verwendet. Wie Sie vielleicht erraten haben, chromatische Abweichung- Dies ist eine der Arten von Verzerrungen, die durch die Eigenschaften des optischen Systems des Objektivs verursacht werden und sich in Form von Farbabweichungen ausdrücken. Typisches Beispiel Chromatische Aberrationen sind unnatürliche Farbkonturen an den Rändern von Motiven. Chromatische Aberrationen zeigen sich am deutlichsten an den Rändern in den kontrastreichen Bildbereichen. Zum Beispiel an der Grenze von Ästen, die vor dem Hintergrund aufgenommen wurden strahlender Himmel, oder entlang der Haarkontur bei Porträtaufnahmen in .

Die Ursache der chromatischen Aberration ist ein optisches Phänomen wie die Streuung des Glases, aus dem die Linsen hergestellt sind. Glasdispersion ist, dass Lichtwellen unterschiedlicher Länge (unterschiedliches Farbspektrum) beim Durchgang durch die Linse in unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden. Weißes Licht (das ein ganzes Spektrum von Lichtwellen unterschiedlicher Länge, d.h. verschiedener Farben enthält), wird beim Durchgang durch die Linse des Objektivs zunächst in ein Farbspektrum zerlegt, das dann wieder zu einem Strahl gesammelt wird, um das Bild auf das zu projizieren Kameramatrix. Als Ergebnis treten aufgrund des Unterschieds in den Brechungswinkeln der farbigen Strahlen Abweichungen bei der Bildung des Bildes auf. Dies drückt sich in Fehlern in der Farbverteilung im Bild aus. Aus diesem Grund kann das Foto farbige Umrisse, farbige Flecken oder Streifen aufweisen, die auf dem Motiv nicht vorhanden waren.

Chromatische Abweichung bis zu einem gewissen Grad, der fast allen Objektiven eigen ist. Billigoptiken "chromatieren" viel mehr als die Objektive der Elite-Serie. Während der Designphase eines optischen Systems können Hersteller chromatische Aberrationen minimieren, indem sie achromatische Linsen verwenden. Geheimnis achromatische Linse, dass sein Design aus zwei Arten von Glas besteht: einem mit niedrigem und dem anderen mit hohem Lichtbrechungsindex. Die Wahl des Anteils der Kombination von Materialien mit unterschiedlichen Lichtbrechungsindizes ermöglicht es, die Abweichungen von Lichtwellen zum Zeitpunkt der Weißlichtaufspaltung zu reduzieren.

Ärgern Sie sich nicht, wenn Ihr Objektiv keine Achromaten enthält - chromatische Abweichung treten hauptsächlich bei Aufnahmen unter schwierigen Lichtverhältnissen auf und sind nur bei der Betrachtung eines Fotos mit 80-100 % Vergrößerung sehr auffällig. Außerdem hat niemand die Bearbeitung in Grafikeditoren abgebrochen, mit denen Sie solche Optikfehler ausmerzen können. Um zu erfahren, wie das geht, lesen Sie den folgenden Artikel „Korrektur von Objektivfehlern“ (wird bald veröffentlicht).

Eine andere Art von Linsenfehlern ist die geometrische Verzerrung, die allgemein als Linsenverzerrung bezeichnet wird. Linsenverzerrung manifestiert sich in der Verzerrung der Proportionen von Objekten, die sich näher an den Rändern des Rahmens befinden. reden Wissenschaftliche Sprache Bei Verzerrung tritt eine lineare Zunahme von Objekten im Sichtfeld ungleichmäßig auf. Dadurch sehen Objekte an den Rändern des Rahmens unnatürlich abgeflacht oder verlängert aus.

Je nach Art der Verzerrungen gibt es zwei Art der Verzerrung: positiv ( konkav oder kissenförmig) und negativ ( konvex oder tonnenförmig). Wenn im Rahmen keine geometrischen Verzerrungen beobachtet werden, sagen sie, dass keine Verzerrung vorliegt. In diesem Fall sieht das Bild gleichmäßig und flach aus, beachten Sie die perfekt flache Horizontlinie im Bild unten. Normalerweise sind geometrische Verzerrungen in der Landschaftsfotografie entlang des Horizonts leicht zu erkennen.

Die Verzerrung ist am ausgeprägtesten, wenn verwendet wird. Außerdem als mehr Winkel Sicht auf das Objektiv (je kleiner die Brennweite), desto ausgeprägter geometrische Aberrationen. Sicherlich ist Ihnen aufgefallen, dass die vertikalen und horizontalen Linien bei Weitwinkelaufnahmen gebogen werden, wenn sie sich den Rändern des Rahmens nähern. Das markanteste Beispiel Linsenverzerrung sind Fotos, die mit einem Ultraweitwinkel-Fisheye-Objektiv (Fisheye) aufgenommen wurden. Aber im Falle eines Fisches ist die Verzerrung kein Fehler oder ein Mangel an Optik. Dies ist vielmehr seine Funktion, mit der Sie den Blickwinkel des Objektivs auf bis zu 180 Grad (und noch mehr) erweitern können.

Bei Verwendung von Weitwinkelobjektiven (FR<24 мм) можно наблюдать бочкообразную (вогнутую) дисторсию, при использовании длиннофокусных объективов (ФР>200 mm) kann eine kissenförmige (konvexe) Verzerrung auftreten. Objektive mit mittleren Brennweiten zeichnen sich normalerweise nicht durch geometrische Verzerrungen über das Bildfeld aus.

Deshalb sagen sie, dass ein Weitwinkelobjektiv die Proportionen verzerrt und Objektive mit einer Brennweite von 70-200 mm jede Verzerrung glätten. Und deshalb ist es üblich, Porträts mit 70-200-mm-Objektiven aufzunehmen, die die Proportionen von Gesicht und Figur nicht verzerren. Aber Porträts, die aus der Ferne aufgenommen wurden, sehen komisch aus und werden nur verwendet, um einen besonderen Karikatureffekt zu erzeugen. Je geringer in diesem Fall der Abstand zwischen Aufnahmepunkt und Motiv ist, desto stärker ist die Verzerrung der Proportionen. Zum Beispiel wie in berühmtes Porträt Bill Clinton (Foto unten) - der Kopf sieht im Vergleich zu großen Händen und Knien unverhältnismäßig klein aus. Aber in diesem Fall ist dies nur eine kreative Idee, der Stil des Autors des Fotografen. Durch die Verwendung eines Weitwinkelobjektivs konnte er ein lebendiges visuelles Bild erzeugen - eine Assoziation mit einer Person. früherer Präsident VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA.

Genau wie chromatische Aberration, Verzerrung kann beim Entwerfen eines Objektivs korrigiert werden. Dazu wird das optische System aufgebaut asphärische Linse, und Objektive mit korrigierter Verzeichnung genannt asphärisch. Möglicherweise haben Sie solche Namen (ASP) in der Beschreibung gesehen Spezifikationen zum Objektiv. Solche Objektive sind normalerweise teurer als sphärische Gegenstücke, aber beim Fotografieren geben sie die Proportionen von Objekten im Rahmen unverzerrt wieder. Allerdings gibt es ein relativ preiswertes Sigma 10-20 mm F4-5.6 EX DC HSM-Objektiv, das selbst bei einem maximalen Betrachtungswinkel von 102 Grad ein flüssiges Bild liefert.

Wenn dein Objektiv Weitwinkel hergibt geometrische Aberrationen Es gibt also zwei Möglichkeiten, es zu beheben:

1. Wenn Sie ein Zoomobjektiv verwenden, können Sie einfach hineinzoomen und ein paar Schritte zurückgehen. Sie haben also die gleiche Komposition im Rahmen, aber durch Ändern der Brennweite werden Sie Verzerrungen beseitigen.
2. Korrekte geometrische Aberrationen ermöglichen die Mittel von Grafikeditoren (hauptsächlich Photoshop). Seien Sie jedoch gleichzeitig darauf vorbereitet, einige der Objekte im Foto zu verlieren, da beim Korrigieren der Krümmung an den Rändern des Rahmens abgeschnitten wird. Wie das geht, lesen Sie im nächsten Artikel.

Wie jedes „nicht ideale“ optische System ist das menschliche Auge durch optische Defekte gekennzeichnet – Aberrationen, die die Sehqualität verringern und das Bild auf der Netzhaut verzerren. Aberration ist jede Winkelabweichung eines schmalen parallelen Lichtstrahls vom idealen Schnittpunkt mit der Netzhaut, wenn er das gesamte optische System des Auges durchläuft.

In der technischen Optik wird die Qualität eines optischen Systems durch die Aberrationen einer ebenen oder sphärischen Front einer Lichtwelle beim Durchgang durch dieses System bestimmt. Somit hat ein Auge ohne Aberrationen eine flache Wellenfront und liefert das vollständigste Bild auf der Netzhaut einer Punktquelle (der sogenannten "Airy Disk", deren Größe nur vom Durchmesser der Pupille abhängt). Aber auch bei einer Sehschärfe von 100 % verzerren optische Defekte der lichtbrechenden Oberflächen des Auges normalerweise den Strahlengang und bilden eine unregelmäßige Wellenfront, was zu einem größeren und asymmetrischen Bild auf der Netzhaut führt.

Das quantitative Merkmal der optischen Qualität des Bildes ist der Effektivwert der Abweichungsfehler der realen Wellenfront von der idealen. Der deutsche Mathematiker Zernike führte einen mathematischen Formalismus ein, der eine Reihe von Polynomen verwendet, um Wellenfrontaberrationen zu beschreiben. Polynome erster und zweiter, also niedrigerer Ordnung, beschreiben das Übliche für Augenärzte optische Aberrationen- Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Hornhautverkrümmung. Weniger bekannt sind Polynome höherer Ordnung: Das dritte entspricht einer Koma – das ist eine sphärische Aberration schräg zur optischen Augenachse einfallender Lichtstrahlen. Sie beruht auf der Asymmetrie der optischen Elemente des Auges, wodurch der Mittelpunkt der Hornhaut nicht mit dem Mittelpunkt der Linse zusammenfällt. Aberrationen vierter Ordnung umfassen die sphärische Aberration, die hauptsächlich auf die ungleichmäßige Brechkraft der Linse an ihren verschiedenen Punkten zurückzuführen ist. Höhere Ordnungen sind als unregelmäßige Aberrationen bekannt.

Wie die Wellenfront gemessen wird

Ein optisches System gilt als gut, wenn die Zernike-Koeffizienten nahe Null sind und somit der Effektivwert der Wellenfrontfehler kleiner als 1/14 der Lichtwellenlänge ist (Marechal-Kriterium). Basierend auf den Daten dieses Koeffizienten kann die Sehschärfe vorhergesagt werden, indem das Bild beliebiger Optotypen auf der Netzhaut modelliert wird. Zur Bestimmung der Aberrametrie des menschlichen Sehsystems wird ein spezielles Gerät verwendet - ein Aberrometer. In Kliniken verwendet Excimer ein Wave Scan Aberrometer von VISX Inc (USA).

Derzeit gibt es mehrere Verfahren zur Bestimmung von Augenfehlern, die auf unterschiedlichen Prinzipien basieren.

Die erste davon ist Analyse des Netzhautbildes des Ziels (Retina Imaging Aberrometry). Auf die Netzhaut werden zwei parallele Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von 650 nm und einem Durchmesser von 0,3 mm projiziert, von denen einer genau entlang der Sehachse fällt und eine Referenz darstellt und der andere in einem bestimmten Abstand davon angeordnet ist. Als nächstes wird der Grad der Abweichung des zweiten Strahls vom Fixationspunkt des Referenzstrahls aufgezeichnet, und somit wird jeder Punkt innerhalb der Pupille sequentiell analysiert.

Das zweite Prinzip ist Analyse des reflektierten Strahls, der das Auge verlässt (ausgehende Refraktionsaberrometrie). Es wurde in der Astronomie häufig verwendet, um Aberrationen in Teleskopen beim Durchqueren der Atmosphäre und des Weltraums auszugleichen. Unter Verwendung eines Diodenlasers mit einer Wellenlänge von 850 nm wird ein kollimierter Strahlungsstrahl in das Auge gerichtet, der, nachdem er alle Medien des Auges durchlaufen hat, unter Berücksichtigung von Aberrationen von der Netzhaut reflektiert wird und am Ausgang eintritt eine Matrix bestehend aus 1089 Mikrolinsen. Jede Mikrolinse sammelt unverzerrte Strahlen an ihrem Brennpunkt, und die aberrierten Strahlen werden in einiger Entfernung davon fokussiert. Die empfangenen Informationen werden von einem Computer verarbeitet und in Form einer Aberrationskarte dargestellt. Wave Scan basiert auf diesem Prinzip.

Das dritte Prinzip basiert auf der kompensatorischen Anpassung des auf die Foveola einfallenden Lichtstrahls. Derzeit wird diese Methode als subjektives Aberrometer verwendet, das die aktive Beteiligung des Patienten erfordert. Während der Untersuchung wird ein Lichtstrahl durch eine rotierende Scheibe mit 1-mm-Löchern, die sich auf derselben optischen Achse wie die Pupille befindet, in das Auge gelenkt. Wenn sich die Scheibe dreht, passieren schmale parallele Lichtstrahlen jeden Punkt der Pupille und werden ohne Aberrationen auf die Foveola projiziert, wo ein weiterer Strahl mit einer Referenzmarke in Form eines Kreuzes gerichtet wird. Wenn der Patient Myopie, Hyperopie, Astigmatismus oder andere Aberrationen höherer Ordnung hat, wird er die Diskrepanz zwischen diesen Punkten und dem Kreuz bemerken und mit Hilfe eines speziellen Geräts muss er sie anpassen. Der Winkel, um den der Punkt verschoben wird, spiegelt den Grad der Aberration wider.

Eine Vielzahl von ophthalmologischen Instrumenten, die mit entwickelt wurden die neuesten Technologien und basierend auf unterschiedliche Prinzipien Wirkung, ermöglicht nicht nur eine qualitative, sondern auch eine quantitative Bewertung von Aberrationen niedrigerer und höherer Ordnung sowie der sie beeinflussenden Faktoren.

Die Hauptursachen für Aberrationen im optischen System des Auges

• Formen und Transparenz Hornhaut und Linse; Zustand der Netzhaut; Transparenz von Intraokularflüssigkeit und Glaskörper.
• Vergrößerung des Pupillendurchmessers. Überwiegen bei einem Pupillendurchmesser von 5,0 mm Abbildungsfehler 3. Ordnung, so nimmt mit der Erhöhung auf 8,0 mm der Anteil an Abbildungsfehlern 4. Ordnung zu. Es wird berechnet, dass die kritische Pupillengröße, bei der Aberrationen höherer Ordnung den geringsten Effekt haben, 3,22 mm beträgt.
• Unterkunft. Es wird angemerkt, dass Aberrationen mit dem Alter zunehmen, und im Zeitraum von 30 bis 60 Jahren verdoppeln sich Aberrationen höherer Ordnung. Möglicherweise liegt dies daran, dass die Elastizität und Transparenz der Linse mit der Zeit abnimmt und Hornhautaberrationen nicht mehr kompensiert werden. Das gleiche passiert mit Akkommodationskrampf.
• Akkommodationskrampf tritt beim Menschen recht häufig auf verschiedene Alter. Unter einem Akkommodationskrampf versteht man in der Augenheilkunde eine übermäßig anhaltende Akkommodationsspannung aufgrund einer solchen Kontraktion des Ziliarmuskels, die unter dem Einfluss von Bedingungen nicht verschwindet, in denen keine Akkommodation erforderlich ist. Vereinfacht ausgedrückt ist ein Akkommodationsspasmus eine andauernde statische Überbeanspruchung des Augenmuskels, beispielsweise durch längere Arbeit am Computer und dem daraus resultierenden Auftreten eines Computersyndroms. Akkommodationskrämpfe können sich bei allen Refraktionen (einschließlich Astigmatismus) entwickeln. Ein Akkommodationskrampf verursacht eine falsche Kurzsichtigkeit oder verstärkt eine echte Kurzsichtigkeit.
• Der Zustand des Tränenfilms. Es wurde festgestellt, dass bei Zerstörung des Tränenfilms Aberrationen höherer Ordnung um das 1,44-fache zunehmen. Eine Art von Tränenfilmstörung ist das Syndrom des trockenen Auges.
  Das Syndrom des trockenen Auges tritt aufgrund des Austrocknens der Hornhautoberfläche durch seltenes Blinzeln und kontinuierliches Betrachten des Arbeitsgegenstands auf. Studien haben gezeigt, dass eine Person sowohl bei der Arbeit am Computer als auch beim Lesen dreimal weniger blinzelt als gewöhnlich. Dadurch trocknet der Tränenfilm aus und hat keine Zeit, sich zu erholen. Ursachen für das Syndrom des trockenen Auges können sein: starke Belastung der Augen beim Lesen und Arbeiten am Computer, trockene Raumluft, Mangelernährung mit zu wenig Vitaminen, hohe Luftverschmutzung, Einnahme bestimmter Medikamente.
• Kontaktlinsen tragen. Es wurde festgestellt, dass weiche Kontaktlinsen wellenförmige monochromatische Aberrationen verursachen können. hoher Auftrag, während starre Kontaktlinsen Aberrationen 2. Ordnung deutlich reduzieren. Die asphärische Oberfläche harter Kontaktlinsen kann jedoch sphärische Aberrationen verursachen. Asphärische Kontaktlinsen können eine stärkere Instabilität der Sehschärfe verursachen als sphärische Kontaktlinsen. Multifokale Kontaktlinsen können Koma und Aberrationen 5. Ordnung hervorrufen.

Derzeit wurde eine Technik zur individualisierten Sehkorrektur entwickelt ( Super Lasik, Custom Vue) basierend auf Aberrometrie, die es ermöglicht, durch maximale Kompensation aller möglichen Verzerrungen im visuellen System in fast allen komplexen Fällen hervorragende Ergebnisse zu erzielen.

Die Verzerrungskorrektur hilft, die Mängel auszugleichen, die in fast jeder Kameraaufnahme vorhanden sind. Dazu gehören das Abdunkeln der Ecken des Rahmens, das Krümmen ursprünglich gerader Linien oder Farbsäume um kontrastierende Ränder. Obwohl sie im Originalbild möglicherweise nicht sehr auffällig sind, ist es immer von Vorteil, sie zu kompensieren. Unvorsichtig angewendet kann die Entzerrung jedoch das Bild sogar verschlechtern, und außerdem kann je nach Motiv eine gewisse Unvollkommenheit nur von Vorteil sein.

Ergebnisse der Korrektur von Vignettierung, Verzeichnung und chromatischer Aberration.
Im Maßstab 1:1 wäre der Unterschied noch deutlicher.

Allgemeine Information

Meistens dient die Korrektur dazu, einen von drei Mängeln zu beheben:

1. Vignettierung erscheint als fortschreitende Verdunkelung zu den Rändern des Rahmens hin.
2. Verzerrung ausgedrückt in der Krümmung der anfänglich geraden Linien nach innen (Tonne) oder nach außen (Kissen).
3. Chromatische Abweichung an kontrastierenden Rändern zum Erscheinen eines farbigen Randes führen.

Programme zur Korrektur von Objektivverzeichnungen können jedoch normalerweise nur eine Art von Verzerrung beeinflussen, daher ist es wichtig, zwischen ihnen unterscheiden zu können. Die folgenden Abschnitte beschreiben die Arten und Ursachen von Verzerrungen, sagen Ihnen, wann sie korrigiert werden können, und erklären, wie Sie damit beginnen können, ihre Auswirkungen zu minimieren.

Alles, was in diesem Kapitel geschrieben wurde, trifft auf die eine oder andere Weise auf jedes Programm zur Verzerrungskorrektur zu, aber es ist angebracht, die bekanntesten davon zu erwähnen: Dies sind Adobe Camera RAW, Lightroom, Aperture, DxO Optics und PTLens.

1. Vignettierung

Dieser Begriff beschreibt eine progressive Abnahme der Beleuchtung zu den Ecken des Rahmens hin und ist vielleicht am einfachsten zu beobachten und zu korrigieren.

Interne Vignettierung	Physische Vignettierung	Vignettierungskorrektur

Beachten Sie, dass die interne Vignettierung nur am offensichtlichsten ist
in der oberen linken und unteren rechten Ecke aufgrund der Eigenschaften des Motivs,
obwohl in Wirklichkeit der Effekt in allen Ecken gleich ist.

Arten und Ursachen. Vignettierung kann in eine von zwei Kategorien eingeteilt werden:

• Physische Vignettierung kann oft nicht korrigiert werden, außer durch Zuschneiden oder manuelles Aufhellen / Klonen. Erscheint als starker, scharfer Blackout, normalerweise nur an den äußersten Rändern des Rahmens. Dies wird durch die Verwendung einer Reihe von Filtern oder Filtern mit dickem Rand, Gegenlichtblenden und anderen Objekten verursacht, die das Licht an den Rändern des Rahmens physisch blockieren.
• Interne* Vignettierung normalerweise leicht zu beheben. Erscheint als fortschreitende und meist leichte Abdunklung von der Bildmitte weg. Es entsteht aufgrund der Konstruktionsmerkmale von Objektiv und Kamera. Normalerweise am auffälligsten bei niedrigeren Blendenstufen, in Weitwinkel- und Teleobjektiven, wenn auf entfernte Objekte gerichtet wird. Digital Spiegelreflexkameras solche mit beschnittenen Sensoren sind normalerweise weniger anfällig für Vignettierung, da die dunklen Ränder abgeschnitten werden (bei Verwendung von Vollformatobjektiven).

*Technischer Hinweis: Die interne Vignettierung wird in zwei Unterkategorien unterteilt: optische und natürliche Vignettierung. Ersteres kann durch Schließen der Objektivblende (Erhöhen der Blende) minimiert werden, letzteres ist jedoch unabhängig von der Objektiveinstellung. Infolgedessen kann es nicht vermieden werden, es sei denn, es ist möglich, ein Objektiv mit einem kleineren Blickwinkel oder einen speziellen Kompensationsfilter zu verwenden, der einen Teil des Lichts in Richtung Bildmitte blockiert (nicht üblich, außer bei Filtern für Großformatkameras). .

Photoshop: Anpasser
Vignettierungskorrektur

Korrektur. Die Vignettierung kann oft durch einfaches Ändern des Betragsreglers korrigiert werden, obwohl es manchmal notwendig ist, auch die Mitte der Vignettierung mit dem Mittelpunktregler einzustellen, obwohl dies selten erforderlich ist. Die Korrektur entlang des Weges erhöht jedoch das visuelle Rauschen an den Rändern, da das Funktionsprinzip im Wesentlichen die Verwendung eines neutralen Dichtefilters mit radialem Gradienten ist.

Künstliche Vignettierung. Einige Fotografen fügen ihren Aufnahmen tatsächlich eine Vignette hinzu, um die Aufmerksamkeit auf das zentrale Motiv zu lenken und auch die Härte der Bildränder visuell zu reduzieren. Es sollte jedoch nach der letzten Ernte angewendet werden (in Anlehnung an das Englische wird diese Technik als Post-Crop-Vignettierung bezeichnet).

2. Verzerrung: tonnenförmig, kissenförmig und perspektivisch

Dieser Begriff beschreibt die Krümmung von zunächst geraden Linien nach innen oder außen, die sich auf die Lautstärkeanzeige auswirken kann:

Der blaue Punkt stellt die Richtung dar
Kameras; rote Linien markieren
Konvergenz paralleler Geraden.

• Kopfkissen. Es erscheint, wenn sich anfänglich gerade Linien in den Rahmen krümmen. Es betrifft normalerweise Teleobjektive oder die weite Brennweite eines Zoomobjektivs.
• Fass. Erscheint, wenn sich zunächst gerade Linien nach außen krümmen. Typischerweise verbunden mit Weitwinkelobjektiven oder der Weitwinkel-(Nah-)Brennweite eines Zoomobjektivs.
• Perspektivische Verzerrung*. Manifestiert in der Konvergenz ursprünglich paralleler Linien. Seine Ursache ist die Position der Kamera (erscheint, wenn die Sichtlinie der Kamera nicht senkrecht zu den parallelen Linien ist); bei Bäumen oder Architektur bedeutet dies meist, dass die Kamera nicht auf den Horizont gerichtet ist.

Bei Landschaftsaufnahmen ist die Verzerrung des Horizonts und der Bäume normalerweise am auffälligsten. Die Positionierung der Horizontlinie in der Mitte des Rahmens kann dazu beitragen, die Auswirkungen aller zu minimieren drei Arten Verzerrung.

Korrektur. Glücklicherweise kann jede der oben genannten Verzerrungsarten korrigiert werden. Es sollte jedoch nur verwendet werden, wenn es notwendig ist, beispielsweise wenn das Motiv ausgeprägte gerade Linien enthält oder eine klare Geometrie hat. Meistens ist die Architekturfotografie am empfindlichsten für Verzerrungen, während sie bei Landschaften viel weniger auffällt.

Imaging-Programme bieten normalerweise Steuerelemente für Kick/Cushion sowie horizontale und vertikale perspektivische Verzerrung. Denken Sie daran, (wenn möglich) ein Raster zu verwenden, um Ihnen die Auswertung der Verarbeitungsergebnisse auf Geradheit und Parallelität der Linien zu erleichtern.

Mängel. Da die Rahmenränder während des Verzeichnungskorrekturvorgangs verzerrt werden, ist normalerweise ein Zuschneiden erforderlich, was sich auf die Komposition auswirken kann. Außerdem verteilt die Korrektur die Auflösung im Bild neu; Das Entfernen des Kissens macht die Kanten etwas schärfer (auf Kosten der Mitte), während das Entfernen des Laufs die Mitte schärfer macht (auf Kosten der Kanten). Beispielsweise ist Barreling bei Weitwinkelobjektiven normalerweise eine Möglichkeit, die für diesen Objektivtyp typische Randunschärfe zu bekämpfen.

3. Chromatische Aberration

Chromatische Aberration (CA) erscheint als unansehnlicher Farbsaum an Kontrastkanten. Im Gegensatz zu den beiden vorherigen Nachteilen von Objektiven ist die chromatische Aberration normalerweise nur sichtbar, wenn das Bild auf dem Bildschirm in voller Größe oder in großen Drucken angezeigt wird.

Die obige Korrektur ist wirksam, weil es sie gibt
überwiegend radiale HA, die leicht zu entfernen sind.

Arten und Ursachen. Chromatische Aberrationen sind vielleicht die vielfältigsten und am schwierigsten zu unterdrückenden, und ihre Auswirkung hängt stark vom Motiv ab. Glücklicherweise lässt sich das CA-Phänomen recht einfach verstehen, indem man es in drei Komponenten unterteilt:

Technische Hinweise. Reine radiale CAs treten auf, wenn die Farbkanäle eines Bildes unterschiedliche relative Größen aufnehmen (sie sind jedoch alle scharf fokussiert). Rein koaxiale CAs treten auf, wenn die Chrominanzkanäle die gleiche relative Größe haben,
aber einige von ihnen sind unscharf. Im Falle einer Färbung kann es eine Kombination geben
radial und koaxial XA, jedoch auf der Skala der Mikrolinse des Sensors, nicht der Linse.

• Radiale chromatische Aberration am einfachsten zu entfernen. Sie erscheinen als zweifarbige Umrandung in Richtung von der Mitte des Bildes und wachsen zu den Rändern hin. Die Umrandung ist meist blau-violett, es kann aber auch eine blau-gelbe Komponente vorhanden sein.
• Koaxiale chromatische Aberration Eine Korrektur ist nicht möglich oder nur teilweise möglich, mit unerwünschten Effekten in anderen Teilen des Bildes. Sie erscheinen als einfarbiger Heiligenschein um einen kontrastierenden Rand und sind weniger abhängig von der Position im Rahmen. Der Lichthof nimmt oft einen magentafarbenen Farbton an, und seine Farbe und Größe können manchmal verbessert werden, indem der Fokus des Objektivs leicht nach vorne oder hinten verschoben wird.
• Farbliche Highlights meist nicht korrigierbar. Dies ist ein einzigartiges Phänomen bei digitalen Sensoren, das zu selektiven Lichtreflexen führt – farbige Flecken, normalerweise blau oder magenta, werden auf der Sensorebene erzeugt. Meistens treten sie bei der Verwendung von Kompaktkameras in grellen, spiegelnden Glanzlichtern auf hohe Auflösung. Ein klassisches Beispiel sind die Grenzen von Baumwipfeln und Blattwerk in einem strahlend weißen Himmel.

Irgendeine Kombination verschiedene Typen CA ist in jeder Aufnahme vorhanden, aber ihre relative Wirkung kann je nach gewähltem Objektiv und Motiv stark variieren. Sowohl radiale als auch koaxiale CAs sind bei billigen Objektiven stärker wahrnehmbar, während Streulichtfärbungen bei älteren Kompaktkameras stärker wahrnehmbar sind. Sie werden alle bei höheren Auflösungen besser sichtbar.

Notiz: Obwohl koaxiale HA und Färbung normalerweise über alle Grenzen hinweg einheitlich sind, erscheinen sie möglicherweise nicht so, je nach Helligkeit und Farbe der jeweiligen Grenze. In dieser Hinsicht werden sie oft mit radialem XA verwechselt. Radiale und koaxiale CAs werden manchmal auch als transversal (lateral) bzw. longitudinal bezeichnet.

Korrektur Chromatische Aberrationen können die Schärfe und Qualität eines Bildes erheblich beeinträchtigen – insbesondere an den Bildrändern. Allerdings können nur einige Komponenten von CA fast vollständig entfernt werden. Die Schwierigkeit liegt darin, das passende Toolkit für jede der Komponenten einzeln zu identifizieren und anzuwenden – ohne den Rest zu gefährden. Wenn Sie beispielsweise koaxiale CA in einem Teil des Bildes unterdrücken (indem Sie versehentlich das Toolkit für radiale CA verwenden), werden Sie höchstwahrscheinlich eine Verschlechterung feststellen Aussehen die restlichen Teile.

Beginnen Sie mit der Verarbeitung eines kontrastreichen Rahmens in der Nähe des Bildrands und überwachen Sie den Fortschritt mit einem Bildschirmzoom von 100-400 %, um die Leistung zu bewerten. Es ist oft am besten, mit radialen HAs zu beginnen und die Rot-Cyan- und Blau-Gelb-Steuerungen zu verwenden, da sie am einfachsten zu entfernen sind. Dann bleibt höchstwahrscheinlich nur noch eine Kombination aus koaxialem HA und Kolorierung, die sich mit dem Defringe-Werkzeug (Photoshop: „Defringe“) reduzieren lässt. Egal mit welchen Einstellungen Sie beginnen, hier wird das Ergebnis allein durch Erfahrung erzielt.

Fragment aus der oberen linken Ecke des vorherigen Bildes.

Allerdings sollte man nicht auf ein Wunder hoffen; einige Flecken und koaxiale CAs sind fast immer vorhanden. Dies macht sich besonders bei nächtlichen Lichtquellen, Sternen und direkten Reflexionen von Metall und Wasser bemerkbar.

Automatische Linsenkorrekturprofile

Viele moderne Programme Die RAW-Bildverarbeitung kann Objektivmängel korrigieren, indem Voreinstellungen für eine Vielzahl von Kamera- und Objektivkombinationen verwendet werden. Wenn diese Funktion verfügbar ist, kann sie viel Zeit sparen. Adobe Camera RAW (ACR), Lightroom, Aperture, DxO Optics und PTLens bieten diese Funktion in ihren neuesten Versionen.

Scheuen Sie sich nicht, die Anpassung vom Standardwert auf 100 % (vollständige Korrektur) zu ändern. Einige würden es vorziehen, etwas Vignette und Verzerrung beizubehalten, aber zum Beispiel chromatische Aberration vollständig zu eliminieren. Bei CA hingegen werden die besten Ergebnisse meist durch nachträgliches manuelles Finishing erzielt.

Wenn Sie die Objektivkorrektur als Teil Ihres Fotobearbeitungsprozesses verwenden, kann die Reihenfolge, in der Sie sie anwenden, das Ergebnis beeinflussen. Die Rauschunterdrückung ist normalerweise vor der CA-Korrektur effektiver, aber das Schärfen sollte erfolgen, nachdem CA entfernt wurde, da es beeinträchtigt werden kann. Wenn Sie jedoch Verarbeitungsprogramme für das RAW-Format verwenden, müssen Sie sich keine Gedanken über die Anwendungsreihenfolge machen – sie wird korrekt sein.

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