Poradniki Eksperta

Aberracja chromatyczna – co to jest?


Aberracja to błąd, anomalia, wada. W tym przypadku aberracja chromatyczna to wada soczewki wynikająca z różnych odległości ogniskowania dla poszczególnych barw widmowych światła o różnej długości fali. W praktyce polega to na tym, że niebieskie światło, ze względu na większą energię, załamuje się w szkle mocniej niż światło czerwone. W rezultacie występuje rozszczepienie światła, czyli rozdzielenie się fali świetlnej na składowe o różnej długości, które widoczne jest na granicach kontrastowych obszarów pod postacią kolorowej obwódki. Co ciekawe, aberracja chromatyczna występuje również w soczewce ludzkiego oka, powodując barwne obwódki – pomarańczowe i niebieskie – wokół ciemnych przedmiotów na jasnym tle.



aberracja chromatyczna


Aberracja chromatyczna – jej rodzaje


Rozróżniamy aberrację chromatyczną podłużną i poprzeczną. Wiązka światła białego pada na soczewkę równolegle do jej osi optycznej i rozszczepia się na barwy składowe, a każda z nich ma ognisko w nieco innym miejscu osi optycznej. Ponieważ najsilniej załamywane światło niebieskie skupia się najbliżej soczewki, dla tego światła soczewka ma najkrótszą ogniskową, a najdłuższą, ma dla światła czerwonego. Aberracja chromatyczna podłużna powoduje, że obraz przedmiotów fotografowanych będzie nieco rozmyty, ponieważ nie można uzyskać ostrego obrazu dla wszystkich barw jednocześnie. Jeżeli ostrość będzie ustawiona dla barwy żółtej, której długość fali jest pomiędzy niebieską i czerwoną, to elementy obrazu o innym kolorze będą nieco rozmyte. W aparacie sprawia to, że punkty ogniskowania niektórych kolorów znajdują się nieznacznie przed matrycą, a w przypadku innych kolorów nieznacznie za matrycą i jest to podłużna aberracja chromatyczna.


Nieco inaczej wygląda to w przypadku aberracji chromatycznej poprzecznej. Światło białe padające pod dużym kątem do osi optycznej obiektywu rozszczepia się na barwy składowe, a na matrycy aparatu powstaje kilka jej odwzorowań, przesuniętych względem siebie. A przesunięcie punktu ogniskowania w prawo lub lewo względem osi optycznej powoduje poprzeczną aberrację chromatyczną. Jej efekt jest niestety widoczny na zdjęciu i wyraźnie powiększa się w miarę oddalenia się od środka obrazu.


Połączony efekt aberracji podłużnej i poprzecznej może spowodować wypaczenie koloru zarejestrowanych obrazów, co przejawia się występowaniem niepożądanej kolorowej „obwódki” między jasnymi i ciemnymi obszarami zdjęcia.



Aberracja chromatyczna – jak sobie z nią radzić?


Aby zminimalizować występowanie podłużnej aberracji chromatycznej, która przejawia się jako purpurowe lub zielonkawe rozmycie w rozogniskowanych obszarach, zaleca się zmniejszenie przysłony obiektywu o 1 lub 2 działki, używanie obiektywu z całkowicie otwartą przysłoną zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia kolorowej obwódki. Także zmiana ogniskowej, odległości dla ustawienia ostrości lub kompozycji powoduje jego zmniejszenie. Niestety w przypadku aberracji poprzecznej zmniejszenie otworu przysłony nie wyeliminuje tych obwódek.


Korygowanie aberracji chromatycznych zmierza do uzyskania obrazów dla wszystkich długości fal w jednej płaszczyźnie. Czy to możliwe? Pojedyncza soczewka zawsze obarczona jest aberracją chromatyczną. Korygować aberracje chromatyczne można stosując układy wielosoczewkowe, gdzie soczewki wykonane są ze szkieł różnych gatunków. Wtedy błąd jednej soczewki może być skorygowany przez drugą. Taki obiektyw nazywamy achromatem. Można też wykorzystać do produkcji soczewek różnego rodzaju szkło o niskiej dyspersji, na przykład fluoryt (fluorek wapnia), który niestety łatwo pęka i jest wrażliwy na zmiany temperatury, które utrudniają ogniskowanie, zmieniając współczynnik załamania soczewki. Pewnym na to lekarstwem jest inne szkło o niskiej dyspersji, tak zwane ED (ang. Extra-low Dispersion) i taki obiektyw nazywamy apochromatem. Tego typu obiektyw, składający się z kilku soczewek o różnych rodzajach szkła, koryguje aberrację chromatyczną w stopniu na poziomie 5-10 razy lepszym niż w obiektyw achromatyczny.


Każda firma znalazła rozwiązanie


Obecnie niemal każdy producent sprzętów fotograficznych ma w swojej ofercie obiektywy zawierające fluoryt lub inne szkło niskodyspersyjne. Canon fluorytowe elementy w swoich obiektywach oznacza symbolem UD, Nikon używa skrótu ED, Tamron ma LD, Sigma zaś SLD dodając przy nazwie obiektywu symbol APO.


Jest jeszcze jeden rodzaj obiektywów, w których skorygowana jest aberracja chromatyczna. To obiektywy Canon zbudowane z mieszanki soczewek i siatek dyfrakcyjnych. Technologia ta, nazywana DO (ang. Diffractive Optics) pozwala na budowę krótkich obiektywów, praktycznie pozbawionych aberracji chromatycznej.


Aberracja chromatyczna może być też zniwelowana, a przynajmniej ograniczona do minimum, gdy użyjemy soczewek o bardzo dużej ogniskowej. Dzięki temu światło nie musi być mocno załamywane w szkle, a to przyczynia się do mniejszych różnic w załamaniu światła czerwonego i niebieskiego. Użycie soczewki o bardzo dużej ogniskowej, czyli o dużej wartości stosunku ogniskowej do średnicy soczewki, niestety nie sprawdza się w fotografii. W tym przypadku trzeba korygować aberrację chromatyczną, zwiększając wartość przysłony.


W aparatach cyfrowych występuje jeszcze jeden problem, który obok obiektywu, może być źródłem wady chromatycznej. Są to mikrosoczewki, które znajdują się nad każdym pikselem matrycy, niestety tej wady usunąć nie można.

Niektóre aparaty fotograficzne mają funkcję, która jest zaprogramowana w ustawieniach, a jej zadaniem jest rozpoznanie obiektywu i wyrównanie jego wady do ustalonego w fabryce wzoru. Niedoskonałością tego rozwiązania jest fakt, że działa ono jedynie z obiektywami dedykowanymi danego producenta.


Pozostaje jeszcze ostatnie rozwiązanie – żmudna praca w programach do edycji zdjęć, które mają opcje zwalczające aberrację – oczywiście szczególnie dobrze działa to przy pracy na surowych plikach RAW.


Aberracja chromatyczna – do czego służy? Raczej należałoby zapytać jak jej uniknąć – wszak niewielu fotografom spodobają się niechciane artefakty na zdjęciach.


Powrót

Zapisz się na niskie ceny!

Zostaw nam swój e-mail, aby otrzymywać informacje o nowościach oraz gazetkę promocyjną

Sprzedaż dla firm i instytucji

Ubezpieczenia "Gwarancja PLUS"

Zakupy na raty przez internet

Karty podarunkowe Media Expert