Optische Aberrationen (Verzerrungen) des menschlichen Sehsystems. Was ist eine Linsenverzerrung und wie zeigt sie sich auf Fotos?

Ich liebe es, Weitwinkelfotos zu machen. Wenn mir jemand sagen würde, ich solle ein Objektiv auswählen, das ich auf eine Reise mitnehmen könnte, wäre es zweifellos ein Weitwinkelobjektiv! Dadurch habe ich viele Fotos im Weitwinkel gemacht.

Das Hauptproblem aller Weitwinkelobjektive ist die sogenannte optische Krümmung Verzerrung(von distorsio lat. – Krümmung).

Wenn Sie sich das Foto oben ansehen, werden Sie feststellen, dass nicht alle Linien gerade sind. Dies ist ein klares Beispiel optische Verzerrung. Bewegen Sie nun Ihre Maus über das Foto und sehen Sie, wie es sein soll. Unter Verzerrung versteht man also eine optische Verzerrung, die charakteristisch für Ihr Objektiv ist.

Es gibt zwei Arten von Verzerrungen: tonnenförmige (konvexe Verzerrung) und kissenförmige (konkave Verzerrung):

Verzerrungen sind typisch für einen Weitwinkel. Bei Tele- oder Porträtaufnahmen werden Sie keine Verzerrungen bemerken. Daher muss die Verzerrung meistens korrigiert werden, wenn Sie mit einem Weitwinkelobjektiv fotografieren. Verzerrungen machen sich vor allem dann bemerkbar, wenn das Foto viele gerade Linien über den gesamten Rahmen aufweist. Wenn Sie beispielsweise Architektur mit einem Ultraweitwinkelobjektiv fotografieren, müssen Sie die Verzerrung unbedingt korrigieren.

Dennoch ist Verzerrung nicht immer eine schlechte Sache. Wenn Sie jemals mit einem Fischauge fotografiert haben, dann haben Sie ein klares Beispiel für optische Verzerrung gesehen, nur beim Fischauge ist Verzerrung eine Funktion, die jeder mag. Es sieht ungefähr so ​​aus ():

Zeigen Sie auf das letzte Bild und Sie sehen ein Foto, bei dem die Verzerrung korrigiert wurde.

So entfernen Sie Verzerrungen.

Wenn Sie Photoshop haben, ist das Entfernen von Verzerrungen so einfach wie das Schälen von Birnen. Sie müssen zum Filtermenü gehen, zur Registerkarte „Verzerren“ gehen und das Untermenü „Linsenkorrektur“ auswählen. Bewegen Sie nun den Schieberegler nach links oder rechts zum gewünschten Ergebnis:

Natürlich wird die Korrektur der Verzerrung viel Zeit in Anspruch nehmen, sodass nicht jeder sie korrigieren möchte. Und in diesem Fall gibt es ein Allheilmittel. Es heißt DXO Optic Pro. Mit diesem cleveren Programm können Sie Verzerrungen (und mehr) automatisch korrigieren. Sie müssen lediglich das Programm installieren und das Plugin für Ihre Kamera und Ihr Objektiv laden, den Rest erledigt das Programm automatisch. Ich habe das letzte von Fish darin aufgenommene Foto korrigiert.

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

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

Ein quantitatives Merkmal der optischen Qualität eines Bildes ist der quadratische Mittelwert der Abweichung der realen Wellenfront von der idealen. Der deutsche Mathematiker Zernike führte einen mathematischen Formalismus ein, der eine Reihe von Polynomen zur Beschreibung von Wellenfrontaberrationen verwendet. Polynome erster und zweiter Ordnung, also niedrigerer Ordnung, beschreiben diejenigen, die dem Augenarzt bekannt sind optische Aberrationen- Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit und Astigmatismus. Weniger bekannt sind Polynome höherer Ordnung: Das dritte entspricht der Koma – das ist eine sphärische Aberration schräger Lichtstrahlen, die in einem Winkel zur optischen Achse des Auges einfallen. Sie beruht auf der Asymmetrie der optischen Elemente des Auges, wodurch der Mittelpunkt der Hornhaut nicht mit dem Mittelpunkt der Linse übereinstimmt. Zu den Aberrationen vierter Ordnung gehört die sphärische Aberration, die hauptsächlich durch die Ungleichmäßigkeit der Brechkraft der Linse an ihren verschiedenen Punkten verursacht wird. Höhere Ordnungen werden als unregelmäßige Aberrationen bezeichnet.

Wie die Wellenfront gemessen wird

Ein optisches System gilt als gut, wenn die Zernike-Koeffizienten nahe Null liegen und daher die RMS-Wellenfrontfehler weniger als 1/14 der Lichtwellenlänge betragen (Maréchal-Kriterium). Basierend auf den Daten dieses Koeffizienten ist es möglich, die Sehschärfe vorherzusagen, indem das Bild beliebiger Sehzeichen auf der Netzhaut simuliert wird. Zur Bestimmung der Aberrametrie visuelles System Eine Person verwendet ein spezielles Gerät – ein Aberrometer. In Kliniken nutzt Excimer das Wave Scan Aberrometer von VISX Inc (USA).

Derzeit sind mehrere Methoden zur Bestimmung von Augenfehlern bekannt, die auf unterschiedlichen Prinzipien basieren.

Der erste ist Analyse des Netzhautbildes des Ziels (retinale Bildaberrometrie). Auf die Netzhaut werden zwei parallele Laserstrahlen mit einer Wellenlänge von 650 nm und einem Durchmesser von 0,3 mm projiziert, von denen einer streng entlang der Sehachse fällt und ein Referenzstrahl ist und der andere sich in einem bestimmten Abstand davon befindet. Als nächstes wird der Grad der Abweichung des zweiten Strahls vom Fixierungspunkt des Referenzstrahls aufgezeichnet und somit jeder Punkt innerhalb der Pupille nacheinander analysiert.

Zweiter Grundsatz – Analyse des reflektierten Strahls, der das Auge verlässt (abgehende Refraktionsaberrometrie). Wird in der Astronomie häufig verwendet, um Aberrationen in Teleskopen beim Durchgang durch die Atmosphäre und den Weltraum zu kompensieren. Mithilfe eines Diodenlasers mit einer Wellenlänge von 850 nm wird ein kollimierter Strahlungsstrahl in das Auge geleitet, der nach Durchdringen aller Augenmedien unter Berücksichtigung von Abbildungsfehlern von der Netzhaut reflektiert wird und am Ausgang auftrifft eine Matrix bestehend aus 1089 Mikrolinsen. Jede Mikrolinse sammelt unverzerrte Strahlen in ihrem Brennpunkt und aberrierte Strahlen werden in einiger Entfernung davon fokussiert. Die empfangenen Informationen werden von einem Computer verarbeitet und in Form einer Aberrationskarte dargestellt. Die Arbeit von Wave Scan basiert auf diesem Prinzip.

Das dritte Prinzip basiert auf einer kompensatorischen Anpassung des auf die Foveola einfallenden Lichtstrahls. Derzeit wird diese Methode als subjektives Aberrometer eingesetzt, was 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 geleitet. Wenn sich die Scheibe dreht, passieren schmale parallele Lichtstrahlen jeden Punkt der Pupille und werden, sofern keine Aberrationen vorliegen, auf die Foveola projiziert, wo ein weiterer Strahl mit einer Kontrollmarkierung in Form eines Kreuzes gerichtet wird. Wenn der Patient Kurzsichtigkeit, Weitsichtigkeit, Astigmatismus oder andere Aberrationen höherer Ordnung hat, wird er die Diskrepanz zwischen diesen Punkten und dem Kreuz bemerken und muss sie mit einem speziellen Gerät vergleichen. Der Winkel, um den der Punkt verschoben wird, spiegelt den Grad der Aberration wider.

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

Die Hauptgründe für das Auftreten von Aberrationen im optischen System des Auges

  • Formen und Transparenz Hornhaut und Linse; Netzhautzustand; Transparenz der Augenflüssigkeit und des Glaskörpers.
  • Vergrößerung des Pupillendurchmessers. Überwiegen bei einem Pupillendurchmesser von 5,0 mm Aberrationen 3. Ordnung, so erhöht sich bei einer Vergrößerung auf 8,0 mm der Anteil der Aberrationen 4. Ordnung. Es wird berechnet, dass die kritische Pupillengröße, bei der Aberrationen höherer Ordnung den geringsten Einfluss haben, 3,22 mm beträgt.
  • Unterkunft. Es ist zu beachten, dass die Aberrationen mit zunehmendem Alter zunehmen und sich die Aberrationen höherer Ordnung im Zeitraum von 30 bis 60 Jahren verdoppeln. Dies kann daran liegen, dass mit der Zeit die Elastizität und Transparenz der Linse nachlässt und sie Hornhautfehler nicht mehr ausgleicht. Das Gleiche passiert bei einem Akkommodationskrampf.
  • Akkommodationskrampf kommt bei Menschen recht häufig vor unterschiedlichen Alters. Unter einem Akkommodationskrampf versteht man in der Augenheilkunde eine übermäßig anhaltende Akkommodationsspannung, die durch eine Kontraktion des Ziliarmuskels verursacht wird und unter dem Einfluss von Bedingungen, bei denen keine Akkommodation erforderlich ist, nicht verschwindet. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei einem Akkommodationskrampf um eine langfristige statische Überlastung des Augenmuskels, beispielsweise durch längeres Arbeiten am Computer und das daraus resultierende Computersyndrom. Akkommodationskrämpfe können bei allen Refraktionen (einschließlich Astigmatismus) auftreten. Akkommodationskrämpfe verursachen eine falsche Myopie oder verstärken die echte Myopie.
  • 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 entsteht durch Austrocknung der Hornhautoberfläche durch seltenes Blinzeln und ständiges Schauen auf das Arbeitsobjekt. Studien haben gezeigt, dass eine Person beim Arbeiten am Computer sowie beim Lesen dreimal seltener 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, schlechte Ernährung mit Vitaminmangel, hohe Luftverschmutzung und die Einnahme bestimmter Medikamente.
  • Kontaktlinsen tragen. Es wurde festgestellt, dass weiche Kontaktlinsen wellenförmige monochromatische Aberrationen verursachen können hoher Auftrag, wohingegen starre Kontaktlinsen Aberrationen 2. Ordnung deutlich reduzieren. Allerdings kann die Asphärizität der Oberfläche harter Kontaktlinsen zu sphärischen Aberrationen führen. Asphärische Kontaktlinsen können zu einer stärkeren Instabilität der Sehschärfe führen als sphärische Kontaktlinsen. Multifokale Kontaktlinsen können Koma und Aberrationen 5. Ordnung auslösen.

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

Denken Sie, dass mein teures Objektiv nicht ideal ist?

Alle Objektive weisen optische Mängel auf und erzeugen daher Bilder, die keine perfekten Kopien der fotografierten Objekte sind. Aber die Hersteller versuchen hartnäckig, makellose Optiken zu schaffen, obwohl es noch keine Möglichkeit gibt, ein Objektiv herzustellen, das nicht bis zu einem gewissen Grad unter Verzerrung und chromatischer Aberration leidet.

Bekomme ich ein weniger verzerrtes Bild, wenn ich ein teureres Objektiv kaufe?

Kosten sind nicht unbedingt ein Indikator für Qualität. Das Ausmaß der Verzerrung eines Objektivs hängt weitgehend von der Art des Objektivs und seinem Design ab. Der Preis spielt eine Rolle, aber Faktoren wie die Brennweite sind ebenso wichtig.

Je größer beispielsweise der Linsenwinkel ist, desto schwieriger ist es, dass eine gerade Linie nicht gekrümmt wird. Auch die Reduzierung der Brennweite trägt zur Verzerrung bei, da es unmöglich ist, Aberrationen bei jeder Brennweite zu korrigieren.

Niemand behauptet, dass ein erstklassiges Objektiv einwandfrei ist, aber je größer der Zoombereich, desto deutlicher werden diese Verzerrungen.

Ich habe nie Probleme mit meinem Objektiv bemerkt.

Und das mag für viele Verbraucher durchaus zutreffen. Tatsache ist, dass die Struktur von Linsen unterschiedlich ist letzten Jahren hat sich deutlich verbessert. Die rasante Entwicklung der neuesten hochpräzisen digitalen Sensoren hat auch den Fortschritt im Objektivdesign beschleunigt. Die Kombination aus einem leistungsstarken Sensor und einem Qualitätsobjektiv hält die Verzerrung auf ein Minimum, bleibt aber bestehen.

Gab es diese Qualität vorher wirklich nicht?

Das ist unbestreitbar. Aber es gibt Probleme, die nicht an Aktualität verloren haben. Beispielsweise ist das Abdunkeln der Ecken eines Bildes immer noch ein unlösbares Problem moderne Fotografie, genau wie zu Beginn der Fotografie. Dieser als Vignettierung bezeichnete Effekt ist heutzutage nicht mehr so ​​ausgeprägt, tritt aber immer noch auf. Wir müssen zugeben, dass die Fotos an den Rändern etwas dunkler sind, aber nicht wesentlich. Deshalb fällt es nicht jedem auf und manche machen mit Photoshop absichtlich dunkle Ecken, um den Effekt zu verstärken.

Machen Sie ein Foto einer gleichmäßig beleuchteten weißen Oberfläche und betrachten Sie sie auf Ihrem Computermonitor genau. Sie können eine leichte Helligkeit in der Mitte und eine Schattierung in den Ecken erkennen. Dieser Verdunkelungseffekt kann durch die Verwendung der benutzerdefinierten Einstellungen einiger Kameras oder durch Verwendung des Standards beseitigt werden Software zur Bildbearbeitung.

Wie viele verschiedene Arten optischer Verzerrung gibt es?

Es gibt Dutzende dieser Defekte, einschließlich Astigmatismus, aber es gibt zwei oder drei, denen besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden sollte.

Beginnen wir mit dem, was am einfachsten zu verstehen ist

Beginnen wir mit krummlinigen Verzerrungen. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, die häufigste ist jedoch die tonnenförmige Verzerrung. Tritt leicht auf, wenn ein Ultraweitwinkelobjektiv verwendet wird, und führt dazu, dass sich gerade Linien ausbeulen. Noch deutlicher ist dieser Effekt bei Aufnahmen mit einem Fischaugenobjektiv, wo solche Verzerrungen unkorrigiert bleiben, weil die Designer sie bewusst anvisieren. Sie nutzen diese Technik, um ein möglichst breites Sichtfeld zu erhalten.

Welche anderen krummlinigen Verzerrungen gibt es?

Bei der Verwendung von langen Teleobjektiven kommt es häufig zu einer Kissenverzerrung. Die Linien werden konkav. Der Effekt ist normalerweise kaum wahrnehmbar, wenn Sie ein rechteckiges Objekt von vorne fotografieren. Eine gewisse Skalierung kann zu Verzerrungen führen, sodass das Bild kissen- oder tonnenförmig erscheint.

Worauf sollte ich sonst noch achten?

Das größte Problem in der modernen Fotografie Spiegelreflexkamera Das sind chromatische Aberrationen. Wenn wir während der Aufnahme zoomen, treten in unseren Bildern Farbsäume auf, insbesondere in Bereichen des Bildes, in denen es viel Farbkontrast gibt. Für eine Filmkamera sind solche Verzerrungen nicht so typisch und könnten nur bei einer starken Vergrößerung des Bildes auftreten.

Wo sehe ich am wahrscheinlichsten chromatische Aberration?

Dies ist typisch für Objektive aller Brennweiten, wird jedoch bei der maximalen Brennweite und bei einem preiswerten Modell stärker ausgeprägt sein. Es lohnt sich auch, sich Tests zu diesem Phänomen anzusehen, die mit verschiedenen Objektiven durchgeführt wurden, da chromatische Aberration bei einigen Modellen häufiger auftritt als bei anderen. Sie finden sie an den Rändern von Objekten sowie am Bildrand. Der einfachste Ort, um sie zu erkennen, ist dort, wo eine weiße Linie einen dunklen Bereich kreuzt, beispielsweise einen Fensterrahmen.

Was kann ich tun?

Ja, Sie können dies während der Bearbeitung beheben. Möglicherweise ist sogar Ihre Kamera mit einem Programm ausgestattet, das Ihnen bei der Lösung dieses Problems hilft. Photoshop CS hat mehrere gute Werkzeuge um die Auswirkungen von Aberrationen auf Ihre Fotos zu minimieren. Benutzer von Elements 8 haben nicht so viel Glück, aber einige Verzerrungskorrekturen sind immer noch verfügbar. PTLens funktioniert gut und kostet nur 25 $.

Arten der Linsenverzerrung

Nachfolgend finden Sie Beispiele für die häufigsten Arten von Linsenverzerrungen, um zu veranschaulichen, wie sie sich auf Ihre Kompositionen auswirken.

Tonnenverzerrung

Durch die Tonnenverzerrung entsteht das Erscheinungsbild, bei dem sich die Linien nach außen zu den Kanten hin krümmen (Ausbuchtung). Was macht Rechtecke tonnenförmig?

Kissenverzerrung

Durch die Kissenverzerrung entsteht eine konkave Linie zur Mitte hin. Die Rechtecke sehen aus wie der Umriss eines Kissens.

Chromatische Abweichung

Chromatische Aberration (oder Achromatismus) erscheint normalerweise als Farbsäume. Dadurch entsteht an den Linien und an den Rändern des Bildes eine Farbe, die für das Original nicht charakteristisch ist.

Vignettierung

Alle Objektivtypen erzeugen ein Bild, das an den Rändern dunkler ist als in der Mitte. Dieses Phänomen wird als Vignettierung bezeichnet und kann gezielt als Stilmittel eingesetzt werden.

Keine Verzerrung

Keine Linsenverzerrung. Alle Linien sind gerade, genau wie in der Realität. Es gibt keine Abdunklung an den Rändern und alle Farben sind an einem Punkt konzentriert.

Warum kommt es zu chromatischer Aberration?

Der Zweck der Linse besteht darin, das Licht zu brechen und einen geraden Strahlengang auf den Sensor zu lenken.

Da Lichtwellen leider unterschiedlich lang sind, werden sie an mehr als einem Punkt gebrochen, was dazu führt, dass sich der rote Lichtweg in einem anderen Winkel dreht von blauer Farbe, was auch nicht mit der Brechung von Grün übereinstimmt.

Dann verschiedene Farben Konzentrieren Sie sich darauf verschiedene Punkte, sodass ein farbiger Rand entsteht.

Objektivhersteller unternehmen große Anstrengungen, um die Auswirkungen dieses unvermeidlichen Gesetzes der Physik zu minimieren. Bestimmte Linsenelemente werden in Kombination verwendet, um auftretende Aberrationen zu beseitigen.

Es gibt zwei Arten von chromatischer Aberration. Traverse (laterale) chromatische Aberration, die einen Farbsaum erzeugt. Dies liegt daran, dass die Vergrößerung des Bildes je nach Wellenlänge variiert.

Die chromatische Aberration in Längsrichtung (axial) wird durch Wellen unterschiedlicher Länge verursacht, die in unterschiedlichen Abständen konzentriert sind.

Aberrationen in der Fotografie sind Verzerrungen von Bildern, die durch das optische System erzeugt werden. Abhängig von der Art des Ursprungs sind Aberrationen chromatischer und geometrischer Natur. Die Ursache für chromatische (also Farb-)Aberrationen ist die Unvollkommenheit der Kameraoptik. Tatsächlich kann diese Art der Verzerrung als Eigenschaft der Linse bezeichnet werden, da sie in gewissem Maße jedem von ihnen innewohnt. Je schlechter die Qualität der verwendeten Optik ist, desto stärker sind Farbverfälschungen auf den Fotos zu beobachten. Auf Fotos, die mit billigen Kompaktkameras aufgenommen wurden, gibt es oft einen hellen, mehrfarbigen Rand, der kontrastierende Objekte umrahmt. Das ist chromatische Aberration.


Um diese Art von Verzerrung zu minimieren, sind spezielle Maßnahmen erforderlich achromatische Linsen, bestehend aus zwei verschiedenen Glasarten. Einer von ihnen - CZK, hat einen niedrigen Brechungsindex, der zweite - Feuerstein, im Gegenteil, hoch. Die richtige Kombination dieser beiden Materialien kann die sichtbare chromatische Aberration auf nahezu Null reduzieren. Das optische Phänomen selbst, bei dem Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge in unterschiedlichen Winkeln gebrochen werden, nennt man Glasdispersion.

Geometrische Aberrationen bereiten Anfängerfotografen nicht weniger Kopfzerbrechen als Farbfehler.

Eine Verzerrung, bei der außerhalb der optischen Achse liegende Objektpunkte als Schatten oder Linien im Bild dargestellt werden, wird als Astigmatismus bezeichnet. Objekte auf Fotos mit Astigmatismus erscheinen verdreht, gekrümmt und leicht unscharf. Daher beeinflusst Astigmatismus zusammen mit chromatischen Aberrationen die Bildschärfe (wenn auch in geringerem Maße).


Wenn die Konturen von Objekten auf einem Foto unnatürlich konkav oder konvex sind und dies keine künstlerische Absicht ist, spricht man von einer solchen geometrischen Aberration Verzerrung. Im ersten Fall (wenn die Linien nach innen konkav sind) wir reden überüber Tonnenverzerrung, im zweiten über Kissenverzerrung.


Verzerrungen entstehen durch Änderungen der linearen Vergrößerung, die die Optik über das Bildfeld liefert. Mit anderen Worten: Lichtstrahlen, die durch die Mitte der Linse gehen, vereinigen sich an einem Punkt, der weiter von der Linse entfernt ist als Strahlen, die durch ihre Ränder gehen. Das Auftreten einer tonnenförmigen Verzerrung wird in der Regel durch die Verwendung des minimalen Zoomwerts und einer kissenförmigen Verzerrung entsprechend durch den maximalen Zoomwert begünstigt. Bei Verwendung von Weitwinkelobjektiven ist die Verzerrung am deutlichsten.

Um Verzerrungen zu reduzieren, werden asphärische Optiken verwendet. Durch die Integration einer Linse mit elliptischer oder parabolischer Oberfläche in das Linsendesign wird die geometrische Ähnlichkeit zwischen dem fotografischen Objekt und seinem Bild wiederhergestellt. Natürlich übersteigen die Kosten für die Herstellung solcher Linsen die Kosten für die Herstellung sphärischer Optiken erheblich.

Kleinere Verzerrungen lassen sich leicht mit einem Grafikeditor korrigieren.

Die Art der geometrischen Aberration, die verhindert, dass eine Linse ein flaches Bild erzeugt, wird als bezeichnet Bildfeldkrümmung. Bei dieser Verzerrung kann es sein, dass entweder die Mitte des Bildes oder seine Ränder scharf sind.

Die Korrektur der Bildfeldkrümmung erfolgt durch Änderungen an der Linsenbaugruppe. Dabei Voraussetzung ist die Einhaltung der Petzval-Regel, die die Qualität von Linsenelementen bestimmt. Wenn der Kehrwert des Produkts aus Brennweite und Brechungsindex eines Elements addiert zur Gesamtzahl der Elemente Null ergibt, dann ist dieses Element gut. Das Ergebnis dieser Berechnungen wird Petzval-Summe genannt.

Interessanterweise kannten Fotografen die Technik zur Korrektur der Bildfeldkrümmung bis dahin nicht Mitte des 19 Jahrhundert. Dies hinderte sie jedoch nicht daran, sich der künstlerischen Fotografie zu widmen. Verschwommene Ecken und unklare Kanten wurden mit komplizierten Vignetten abgedeckt und Porträts (um Verzerrungen zu minimieren) in ovale Rahmen gerahmt.

Als komplexe Aberration wird bezeichnet, die ausschließlich Lichtstrahlen betrifft, die in einem Winkel durch die Linse treten komatisch(oder einfach nur ein Koma). Auf Fotografien erscheint eine Koma als kometenförmige Unschärfe einzelner Bildpunkte. Der „Schweif“ des Kometen kann auf den Bildrand (positive Koma) oder auf dessen Mitte (negative Koma) gerichtet sein. Diese Verzerrung ist umso deutlicher, je näher der Punkt am Bildrand liegt. Dieselben Lichtstrahlen, die klar durch die Mitte der Linse fallen, unterliegen keiner komatischen Aberration.

Die meisten geometrischen Aberrationen können durch Anpassen der Blende reduziert werden. Durch die Verringerung des Durchmessers reduziert der Fotograf gleichzeitig die Anzahl der Strahlen, die auf die Ränder des Objektivs treffen. Aber Sie müssen diese Gelegenheit sorgfältig nutzen. Denn eine zu starke Beugung führt zu einer Erhöhung des Beugungswertes.

ist ein optischer Effekt, der die Detailgenauigkeit eines Bildes einschränkt, unabhängig von der eingestellten Bildauflösung. Der Grund für sein Auftreten ist die Streuung des Lichtstroms beim Durchgang durch die Blende. Viele Anfänger, die versuchen, die Schärfentiefe zu erhöhen, schließen die Blendenöffnung so weit, dass die erreichte Schärfe durch den glättenden Effekt der Beugung überdeckt wird. Dieser Effekt wird allgemein als Beugungsgrenze bezeichnet. Wenn Sie den Wert kennen, können Sie Probleme mit Bilddetails vermeiden. Zur Berechnung der Beugungsgrenze wird ein spezieller Rechner verwendet, der auf den meisten spezialisierten Websites kostenlos heruntergeladen werden kann.


Bei der Auswahl einer Kamera sollten Sie bedenken, dass es keine Objektive ohne Abbildungsfehler gibt. Zumindest für jetzt. Selbst die teuersten Optiken weisen eine gewisse Bildverzerrung auf. Die Korrektur einer Art von Verstoß führt zur Verstärkung einer anderen – und dieser Prozess nimmt kein Ende. Aber um ein guter Fotograf zu werden, muss man nicht auf die Erfindung des perfekten Objektivs warten. Es reicht aus, die Eigenschaften eines bestimmten Objektivs zu studieren und seine Mängel mit Ihren eigenen Fähigkeiten auszugleichen.

Guten Tag! Ich stehe mit Ihnen in Kontakt, Timur Mustaev. Wenn ein Fotograf gerade erst anfängt, es zu meistern neue Aktivität Er ahnt nicht, wie viele Nuancen er für ein hochwertiges Bild berücksichtigen muss. So war es bei mir!

Mir schien es am wichtigsten, die Prinzipien einer gelungenen Komposition und einer interessanten Handlung zu verstehen und sie mit ein paar ausdrucksstarken Techniken zu verzieren. Mit zunehmender Professionalität ist aber auch die Liebe zum Detail gewachsen. Einschließlich zu verschiedene Sorten Aberrationen. Tatsächlich beeinflussen sie die Fotos erheblich.

Daher der heutige Artikel: Was ist Linsenverzerrung? Wie erscheint es? Wie kritisch ist es, ist es möglich, es zu beheben?

Technische Schwierigkeiten

Eines der Probleme, mit denen Fotografie-Enthusiasten häufig konfrontiert sind, sind Verzerrungen in der Fotografie.

Wenn Sie sich einen Rahmen in Form eines durch ein Gitter geteilten Quadrats (Rechtecks) vorstellen, dann sind im Idealfall alle seine Linien streng vertikal und horizontal, die Seiten bilden Winkel von 90 Grad und stehen senkrecht zueinander.

Auf dem Foto ist dies jedoch nicht immer der Fall – gerade Linien sind nicht mehr so ​​und biegen sich zu den Seiten. Solche Verzerrungen sind bei der Verwendung von Weitwinkelobjektiven (Shirikov) unvermeidlich; es stellt sich heraus, dass je kürzer die Brennweite, desto größer der Betrachtungswinkel und desto stärker ist die Verzerrung sichtbar. Warum erscheint sie überhaupt?

Die Sache ist die optisches System Die Kamera ist nicht perfekt. Wenn Sie verstehen, was im Inneren der Linse passiert, wird es nicht überraschend sein, die Erscheinungsformen verschiedener Arten von Aberrationen zu sehen.

Ein Synonym für Verzerrung ist Krümmung. Der Hauptgrund liegt darin, dass Lichtstrahlen in das Linsensystem eindringen und dort unterschiedlich fokussiert werden: zentral an einem Punkt und peripher an einem anderen, also mit einer gewissen Abweichung.

Nimmt außerdem der Abstand vom optischen Zentrum zu, so ist die Verzerrung positiv (kissenförmig), nimmt sie ab, ist sie negativ (tonnenförmig).

Krümmungsarten im Rahmen

Heimtückische Verzerrungen können in verschiedenen Formen ausgedrückt werden: in Form eines „Fasses“ und eines „Kissens“. Sie sind nach den charakteristischen Krümmungen gerader Linien benannt, also entweder nach außen oder nach innen. Das Objekt erscheint konvex bzw. konkav.

Der erste Typ ist bei langen Brennweiten üblich, der zweite bei kurzen und bereits erwähnten Weitwinkelobjektiven. Eines ist gut: Objekte verändern zwar ihre Form, ihre Schärfe bleibt jedoch erhalten.

Die Darstellung der Perspektive, also des Gefühls der Raumtiefe, ist keine reine Verzerrung. Ein markantes Beispiel wären die in der Ferne zusammenlaufenden Straßenlinien. Obwohl die Linien parallel verlaufen, kann es auf dem Foto sogar sein, dass die Straße an einem Punkt zusammenläuft.

Warum kann dies nicht als Verzerrung im vollen Sinne angesehen werden? Tatsache ist, dass unser Auge genau gleich sieht: Um die Lage von Objekten im Raum beurteilen zu können, gibt es einige Wahrnehmungsmerkmale, zum Beispiel erscheinen entfernte Objekte kleiner und weniger detailliert und der Streifen einer Straße oder eines Weges verengt sich, seine Linien tendieren zueinander. Das sehen wir auf den Fotos.

Viele Fotografen nutzen solche bewusst ungewöhnliche Phänomene um die Aufmerksamkeit auf das Bild zu lenken und es unter vielen ähnlichen hervorzuheben.

Denken Sie daran, dass dieser Effekt nicht jedem gefällt. Hier müssen Sie auch auf die Wahrnehmung des Kunden achten: Wenn es ihm nicht gefällt, sollten Sie auf keinen Fall ein Fischauge anbieten; Sie können ein paar Bilder aufnehmen – eines mit „kreativer“ Verzerrung und das andere mit normaler Verzerrung, die alle Linien angemessen wiedergibt.

Darüber hinaus verändert sich auch das Gesicht des Models negativ, wenn F kleiner als 50 mm ist – der Grenzwert für einen Porträtfotografen. Ist das nicht ein Grund, darüber nachzudenken, dass wir Verzerrungen bekämpfen müssen?

Wir schalten Bildbearbeitungsprogramme ein

Wie ich oben sagte, in in einem gewissen Ausmaß Verzerrungen können attraktiv sein. Wenn Sie maximalen Realismus im Bild anstreben, müssen Sie daran arbeiten.
Beim Fotografieren lassen sie sich ausgleichen: Vermeiden Sie Gebäude und gerade Linien weit und aus niedrigem Winkel zu fotografieren, erhöhen Sie die Brennweite.

Deine Erlösung wird sein richtige Wahl Optik. Objektive mit richtig ausgewählten Linsen sowie symmetrischem Design weisen in geringerem Maße optische Fehler auf. Da es sich immer noch um Bedingungen handelt, die nicht alle Fotografen und nicht in allen Fällen einhalten können, müssen die Hauptarbeiten speziellen Programmen anvertraut werden.

Tatsächlich müssen wir alle Linien ausrichten. In diesem Artikel werde ich nicht näher auf das Thema Retusche eingehen. Ich sage nur die wichtigsten Punkte: Eine Korrektur schadet dem Objektivprofil nicht. Selbst in einem einfachen Dienstprogramm wie Lightroom kann diese Option aktiviert werden.

Und im Prinzip werden einige kleinere Mängel behoben, aber Verzerrungen verschwinden nicht immer vollständig. In Photoshop können Sie geometrische Verzerrungen einfach über Korrektur – Geometrische Verzerrung (Korrektur – Geometrische Verzerrung) entfernen, indem Sie die erforderlichen Parameter festlegen.

Verwenden Sie den manuellen Modus für eine gründlichere Wiederherstellung.

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Viel Glück, Hobbyfotografen! Besuchen Sie meinen Blog und abonnieren Sie Neuigkeiten. Ich bin mir sicher, dass Sie viele nützliche Informationen für sich finden werden!

Alles Gute für dich, Timur Mustaev.