Продольная хроматическая аберрация: что это такое и почему ее трудно убрать?
Если вы когда-нибудь замечали на снимке зеленую кайму на заднем плане или розово-пурпурный ореол перед объектом, скорее всего, это была именно продольная хроматическая аберрация. Она особенно часто встречается у светосильных объективов, например с диафрагмой f/1.2, f/1.4 или f/1.8.
Главная проблема LoCA в том, что ее сложно полностью убрать. Производители объективов борются с ней с помощью специальных стекол, сложных оптических схем и программной коррекции, но даже дорогие современные объективы иногда показывают заметные цветные ореолы.
Что такое продольная хроматическая аберрация простыми словами?
Хроматическая аберрация возникает из-за того, что разные длины волн света преломляются в стекле по-разному. Красный, зеленый и синий свет проходят через объектив не совсем одинаковым путем и могут фокусироваться в разных точках.
В идеальном объективе все цвета должны сходиться в одной точке на матрице или пленке. Тогда изображение получается чистым, без цветных контуров. Но в реальности добиться идеального совпадения почти невозможно: стекло физически по-разному влияет на разные цвета.
При продольной хроматической аберрации один цвет может фокусироваться чуть ближе к камере, а другой — чуть дальше. Из-за этого в зоне нерезкости появляются цветные каймы:
- перед плоскостью фокуса часто заметны розовые или пурпурные ореолы;
- за плоскостью фокуса могут появляться зеленые ореолы;
- на очень контрастных объектах иногда видны синие или фиолетовые края.
Именно поэтому LoCA особенно хорошо заметна на портретах, макро, бликах, металлических предметах, ветках на фоне неба и других контрастных сценах.
Почему на фото появляются зеленые и розовые ореолы?
Зеленые и розовые ореолы появляются потому, что объектив не может идеально совместить все цвета света в одной фокусной плоскости. Например, камера фокусируется на глазах человека, но объекты перед лицом и позади него уже находятся вне зоны резкости.
В идеальной оптике размытие было бы нейтральным, а именно без цветных оттенков. Но при LoCA разные цвета света смещаются относительно друг друга. В результате:
- объекты перед точкой фокусировки могут получить пурпурную или розовую кайму;
- объекты позади точки фокусировки могут получить зеленую кайму;
- яркие блики в боке могут выглядеть неравномерно окрашенными.
Поэтому продольная хроматическая аберрация часто портит именно боке. Даже если главный объект выглядит резким, фон может выглядеть грязным из-за цветных ореолов.
Чем продольная хроматическая аберрация отличается от боковой?
Существует несколько видов хроматической аберрации. Чаще всего фотографы сталкиваются с двумя типами: продольной и боковой.
Продольная хроматическая аберрация
Продольная хроматическая аберрация проявляется вдоль оптической оси объектива. Она связана с тем, что разные цвета фокусируются на разной глубине — перед плоскостью фокуса или за ней.
Ее признаки:
- заметна в центре и по краям кадра;
- часто проявляется в зоне размытия;
- дает зеленые, розовые или фиолетовые ореолы;
- сложнее исправляется программно;
- чаще встречается у светосильных объективов.
Боковая хроматическая аберрация
Боковая, или поперечная, хроматическая аберрация проявляется в основном по краям кадра. Она возникает, когда разные цвета немного смещаются в стороны относительно друг друга.
Ее признаки:
- чаще заметна по краям изображения;
- выглядит как цветная кайма на контрастных границах;
- обычно проще исправляется в Lightroom, Photoshop, DxO PhotoLab и других редакторах;
- чаще встречается у широкоугольных объективов.
Главное отличие: боковую аберрацию проще убрать в обработке, а продольная аберрация гораздо упрямее, потому что она связана с глубиной фокуса и зоной размытия.
Почему LoCA особенно заметна у светосильных объективов?
Продольная хроматическая аберрация чаще проявляется у объективов с большой светосилой. Это связано с тем, что при открытой диафрагме через объектив проходит больше света, в том числе под более сложными углами.
Например, объективы с диафрагмой f/1.2, f/1.4 или f/1.8 дают красивое размытие фона, но одновременно сильнее показывают ошибки сведения разных длин волн. Чем крупнее оптические элементы и чем меньше глубина резкости, тем заметнее может быть LoCA.
Именно поэтому цветные ореолы часто встречаются на портретных объективах, макрообъективах и светосильных фиксах. Даже дорогая профессиональная оптика не всегда полностью избавлена от этого эффекта.
Почему продольную хроматическую аберрацию трудно исправить?
Продольную хроматическую аберрацию трудно исправить по двум причинам.
Во-первых, она возникает не просто как цветной контур по краю объекта. Она появляется в зоне размытия, где изображение уже не имеет четких границ. Программа не всегда понимает, где заканчивается настоящий цвет объекта и где начинается оптический дефект.
Во-вторых, LoCA может проявляться разными цветами в разных частях кадра. Перед плоскостью фокуса она может быть розовой, а за ней зеленой. Из-за этого простое удаление одного цвета не решает проблему полностью.
Именно поэтому программная коррекция может уменьшить LoCA, но не всегда способна убрать ее без следов. Иногда после удаления ореолов изображение теряет естественные оттенки, контраст или аккуратность в боке.
Как производители объективов уменьшают хроматическую аберрацию?
Производители объективов используют несколько способов борьбы с продольной хроматической аберрацией. Главная задача инженеров — заставить красный, зеленый и синий свет сходиться как можно ближе к одной точке.
Для этого применяются:
- специальные стекла с низкой дисперсией;
- асферические элементы;
- флюоритовые элементы;
- сложные комбинации выпуклых и вогнутых линз;
- системы плавающей фокусировки;
- программная коррекция в камере и редакторах.
Но полностью устранить LoCA сложно, потому что объектив должен быть не только оптически идеальным. Он также должен оставаться компактным, быстрым, надежным, доступным по цене и не слишком тяжелым.
Что такое ED, Super ED, UD и BR-элементы?
Многие производители используют специальные типы стекла, чтобы уменьшить хроматические аберрации.
ED и Super ED
ED означает Extra-low Dispersion, то есть стекло со сверхнизкой дисперсией. Такое стекло меньше «разбрасывает» свет по цветам и помогает сводить разные длины волн в одну точку.
Super ED — более продвинутый вариант такого стекла. Его часто используют в телеобъективах, светосильной оптике и профессиональных объективах.
UD-стекло Canon
У Canon похожая технология называется UD, или Ultra-low Dispersion. Эти элементы также помогают уменьшить цветные каймы и повысить чистоту изображения.
Canon также использует синтетический флюорит. Такие элементы позволяют еще эффективнее контролировать преломление света, но они сложны и дороги в производстве.
BR-элементы Canon
Еще одна технология Canon — BR, или Blue Spectrum Refractive. Она предназначена для более точного контроля синего света, который особенно трудно корректировать.
BR-элемент помогает синему свету двигаться по нужной оптической траектории и сходиться ближе к красному и зеленому. Это уменьшает синие и фиолетовые ореолы и делает изображение чище.
Можно ли убрать продольную хроматическую аберрацию в Lightroom или Photoshop?
Да, продольную хроматическую аберрацию можно частично убрать в Lightroom, Photoshop, DxO PhotoLab, Capture One и других редакторах. Но полностью удалить LoCA без потери качества получается не всегда.
Обычно помогают следующие инструменты:
- удаление хроматических аберраций;
- ручная коррекция пурпурных и зеленых ореолов;
- локальная коррекция цвета;
- маски;
- уменьшение насыщенности проблемных оттенков;
- профили коррекции объектива.
Однако важно понимать: если цветная кайма находится в боке или на сложной фактуре, программа может убрать не только аберрацию, но и часть естественного цвета изображения.
Поэтому лучший способ борьбы с LoCA — уменьшить ее еще на этапе съемки.
Как уменьшить LoCA при съемке?
Полностью избежать продольной хроматической аберрации не всегда возможно, но ее можно заметно снизить.
Практические советы
- Прикройте диафрагму
- Если снимать не на f/1.4, а на f/2.8 или f/4, цветные ореолы часто становятся значительно слабее.
- Избегайте экстремально контрастных сцен
- Ветки на фоне яркого неба, металл на солнце, блики и белые объекты на темном фоне чаще всего показывают LoCA.
- Следите за зоной фокуса
- Чем точнее фокус, тем меньше заметны цветные смещения на главном объекте.
- Используйте объективы с хорошей коррекцией аберраций
- Объективы с ED, Super ED, UD, флюоритовыми и асферическими элементами обычно лучше контролируют LoCA.
- Снимайте в RAW
- RAW-файлы дают больше возможностей для аккуратной коррекции цветных ореолов при обработке.
- Используйте профили объектива
- В Lightroom, Camera Raw и других редакторах профили объектива могут автоматически уменьшать часть оптических дефектов.
Почему современные объективы лучше справляются с LoCA?
Современные объективы заметно лучше контролируют продольную хроматическую аберрацию, чем старая оптика. Причин несколько:
- более точная обработка стекла;
- новые оптические материалы;
- сложные асферические элементы;
- улучшенные покрытия линз;
- компьютерное моделирование оптических схем;
- цифровая коррекция в камере и редакторах.
Но даже современные объективы не всегда полностью избавлены от LoCA. Физика света остается сложной, а любой объектив — это компромисс между качеством изображения, размером, весом, ценой и скоростью автофокуса.
Главное о продольной хроматической аберрации
Продольная хроматическая аберрация — один из самых сложных оптических дефектов в фотографии. Она возникает из-за того, что разные цвета света фокусируются на разной глубине. На снимках это проявляется как зеленые, розовые, фиолетовые или синие ореолы, особенно в зоне размытия.
LoCA сложно исправить программно, потому что она затрагивает не только края объектов, но и боке. Поэтому производители объективов борются с ней с помощью специальных стекол, сложной оптической конструкции и цифровой коррекции.
Если вы хотите уменьшить продольную хроматическую аберрацию, снимайте в RAW, используйте качественную оптику, прикрывайте диафрагму и избегайте слишком контрастных сцен на полностью открытой диафрагме.
