Что такое хроматическая операция
Что такое аберрации в очках?
ЧТО ТАКОЕ АБЕРРАЦИИ В ОЧКАХ.
Екатерина Диденко,
Менеджер отдела обучения
Если вы носите очки или линзы, вы наверняка уже слышали слово «аберрации» и даже сталкивались с этим явлением на собственном опыте. Что же такое аберрации и можно ли обойтись без них? Рассказываем о новом диагностическом приборе для подбора очков без аберраций. С примерами из жизни!
Интерес к теме аберраций у меня возник после обследования на совершенно уникальном «космическом» приборе, который называется DNEye-сканер. Таких всего три в нашей стране, в частности, в Москве он пока один-единственный. Во время диагностики мое сознание уцепилось за фразу специалиста: «Он учитывает аберрации высшего порядка». Тогда и родилась идея этой статьи.
Что такое аберрации
Рассмотрим подробнее аберрации высшего порядка – те самые, которые DNEye-сканер считывает:
Виды аберраций
Аберрации высшего порядка появляются из-за неправильной кривизны роговицы и хрусталика, травмы, рубцов, сухости глаз, увеличенного размера зрачка – это все аберрации глаза. Ошибки и погрешности изображения также могут формироваться непосредственно очками или контактными линзами – их называют аберрации оптических систем.
Выделяют монохроматические и хроматические аберрации. Перечислим их для общего представления.
Монохроматические аберрации делятся на:
Хроматические аберрации – это цветовые искажения, ореол или цветные контуры вокруг предметов, «эффект радуги».
В реальной жизни наблюдается сочетание всех аберраций и деление их на виды условно, для облегчения диагностики.
Некоторые виды аберраций
Признаки и симптомы аберраций
Встречаются следующие жалобы при аберрациях:
Диагностика
Теперь, когда мы разобрались с понятием и симптомами аберраций высшего порядка, вернемся к DNEye-сканеру. Все новое вызывает живой интерес. А про сканер известно, что он отличается от всех других видов компьютерной диагностики зрения, потому что измеряет параметры по 1500 точек. Для сравнения:
авторефрактометр считывает параметры только по 10 точкам.
В DNEye-сканере работает лазер. В авторефрактометре – инфракрасный луч.
Итак, на сканере лазер через 1500 отверстий строит с высочайшей точностью модель глаза! На основании этих измерений получается очковая линза с точностью до 0,01 диоптрии.
Отзывы клиентов
Руслан Качанов, управляющий, 32 года
Елена Валерьевна Гришина, оптометрист
Консультанты все понятно объяснили, оформили, проверили на оборудовании – DNEye. Я такого, конечно, никогда еще не видела, новейшее, супер-современное!
Очень понравилось, что работали два врача. Меня проверяла Елена Вильгельмовна Нам с моим сложным зрением и большой разницей между глазами. Когда пришли другие посетители, работу со мной подхватила Оксана Андреевна Гаврилова. И это отлично, когда все рядом, слышат друг друга и могут продолжить работу, начатую коллегой. Командная слаженная работа чувствуется во всем салоне в целом.
Яна Сажнева, управляющая, 37 лет
Изначально я посетила салон на Тишинке в начале апреля, проверила зрение у Елены Вильгельмовны, она, как всегда, очень трепетно и ответственно к этому подошла!
Коллективу салона Тишинка огромное спасибо, они большие молодцы, взяли на себя ответственность за работу с таким уникальным оборудованием! Я считаю, что справились с работой на нем на 5, по крайней мере, со мной.
Андрей Крохмальный, директор по персоналу
Впечатления о прохождении диагностики на DNEye фееричные! И интересно одновременно и познавательно. Понимаю, что техника не стоит на месте, растет вместе с нами. Визуализация на экране впечатляет, не все сразу понятно, но то, что не совсем понял, выяснил у врача после диагностики. В результате купил прогрессивные очки. Получил и уже ношу. Первый опыт использования на обучении сотрудников в аудитории. И лица видно хорошо, и записи можно почитать на листе.
Большое спасибо за Заботу! Доволен и ценой, и качеством зрения!
Юлия Чернышева, менеджер
Шпальтер Наталья, работник розничной торговли
Подведем итоги:
Все глаза имеют, по крайней мере, некоторую степень аберраций высшего порядка. Эти аберрации теперь можно учесть во время диагностики на новейшем оборудовании Rodenstock. В результате получатся очки с точностью до 0,01 диоптрии и остротой зрения 1 в любой точке.
Судя по отзывам, люди очень довольны новыми очками, подобранными с помощью DNEye-сканера! Приходите и вы!
Хроматические аберрации
Хроматические аберрации человеческим языком – это цветовые искажения, которые добавляют в оригинальное изображения разного рода паразитические искажения.
Если Вы любитель, и где-то услышали, что какой-то объектив дает сильные ХА (хроматические аберрации, а именно так их чаще всего обзывают для сокращения), а потом долго смотрели на фотографию и так и ничего не увидели – не расстраивайтесь. В наше время борьба над ХА в самом разгаре. Сейчас, в качественной оптике очень хорошо удается бороться с ХА и потому заметить их действительно сложно.
Бывают осевые, сферические, поперечные и другие виды, но все они сводятся к искажению картинки.
Основная суть хроматической аберрации походит от дисперсии, проще говоря, когда белый луч раскладывается на свой спектр – это связано с тем, что лучи с разной длиной волны (разного цвета) преломляются под разными углами, проходя через линзы объектива. Достаточно вспомнить урок по физике с преломлением лучей в призме, а линза – это две призмы соединенные основами. Получается слоеная картинка. Часто ХА добавляют разные цветовые пятна и полосы, особенно ярко это выражается на переходе контрастных предметов, часто приводят пример с деревьями.
Ниже снимок, весь заполненный аберрациями.
Пример абберации. Красные ореолы паутинки.
Конечно, существует ряд объективов (а именно объективы дают ХА), которые все же сильно страдают этим недугом. Но как говорится: оптимисты изобретают самолет, пессимисты – парашют, потому с ХА нужно бороться, чтобы получать качественные снимки.
Хроматические аберрации. Фрижинг
Очень часто ХА ярко выраженные в зоне нерезкости. В народе аберрации, обычно в зоне нерезкости, именуют фрижингом (‘Purple fringing’). Переходы в области перед зоной резкости окрашиваются в фиолетовый (пурпурный) цвет, а за областью резкости в зеленый. Это хорошо видно на примере выше. Очень многие объективы имеют аберрации именно в зоне нерезкости.
Сферические аберрации – это стирание границ между контрастными элементами в зоне резкости на фото. Пример выше, белая рубашка модели плавно перетекает в темный задний фон, стирая границу. Сферическими аберрациями сильно страдают монокли. Более детально в разделе монокль.
Иногда путают фиолетовые и красные ореолы на фото с ХА. Ореолы – это просто паразитические блики от яркого источника в кадре. Пример таких бликов показан выше.
Как же быть? Как лечить от этого объектив?
В современных объективах стараются использовать низкодисперсные элементы. Nikon их обозначает как ED (Extra-Low Dispersion – супер маленькая дисперсия). Эти элементы дают меньшее преломление для лучей с разной длинной волны (для лучей разного цвета).
Также сейчас начали использовать асферические линзы, которые позволяют получить конечную картинку с меньшим количеством ХА.
В современных продвинутых камерах есть автоматический контроль аберраций – не знаю как это делают современные камеры (скорее всего по специальным алгоритмам), но удаление аберраций у них получается на ура.
Также я рекомендую просто помнить, что аберрации появляются при сильно контрастных элементах в кадре (солнце и небо, деревья и небо, темные и светлые участки), когда фотографируете действительно сильно контрастный элемент, просто помните, что фото нужно будет доработать если появятся ХА.
Больше всего ХА появляется на открытой диафрагме при использовании на широкоугольных и светосильных объективах, потому ХА видны почти на всех дешевых и объективах среднего ценового диапазона при полностью открытой диафрагме (в определенных условиях).
У телеобъективов больше всего ХА на длинном конце (максимальном допустимом фокусном расстоянии).
Очень легко (но не совсем корректно) избавиться от ХА – это сделать фотографию черно белой.
Если же нужно полностью избавиться от ХА при непосредственной фотосъемке, то в этом помогут зеркально-линзовые объективы, в которых они отсутствуют напрочь, примером такого объектива может служить МС МТО-11 1000mm F10.0.
Спасибо за внимание, Аркадий Шаповал
Хроматическая аберрация – эффект, который вы наверняка отключаете в настройках игр. Зачем он вообще нужен?
Объясняем тренд.
Одна из самых часто встречающихся графических настроек в современных играх – хроматическая аберрация. По умолчанию эффект обычно включен, хотя многие геймеры отключают его при первой же возможности. Причина проста: без хроматической аберрации картинка выглядит «чище».
Так почему разработчики тратят силы, чтобы добавить в игры «лишнюю» постобработку, и кто ее придумал?
Хроматическая аберрация пришла в игры из кино
Происхождение у аберрации общее с другими неоднозначными эффектами постобработки: lens flare, motion blur, глубиной резкости, виньетированием и так далее. Изначально они появились в кинематографе.
Реальная хроматическая аберрация возникает при использовании фотоаппаратов и видеокамер. Из-за того, что лучи света разных цветов отличаются длиной волн, они преломляются в линзе камеры по-разному. Когда объективу не удается собрать все лучи в одну точку, цвета на полученных фото и видео искажаются. Сильнее всего это заметно по краям объектов: они размываются и расслаиваются на красный, зеленый и синий цветовые каналы.
Долгое время операторам и фотографам приходилось мириться с хроматической аберрацией – ее можно было только минимизировать, используя более дорогостоящие и качественные объективы. Со временем от нежелательного побочного эффекта научились избавляться на этапе постобработки: многие современные камеры компенсируют цветовые искажения с помощью встроенного процессора, также аберрацию можно убрать в графических редакторах при работе с RAW-форматами.
В то же время хроматическая аберрация стала настолько распространенным и привычным явлением, что ее начали относить к ретро-эстетике и оставлять (или даже добавлять) намеренно, добиваясь более «винтажного» вида фотографий или фильмов. Произошло то же, что и с lens flare, только в меньших масштабах: признак непрофессионализма превратился в осознанный стилистический прием.
(Здание на одном и том же кадре без хроматической аберрации и с ее сильным проявлением)
Аберрация в играх – попытка сделать их кинематографичнее
Хотя сами геймеры часто определяют крутость игровой графики, сравнивая ее с реальной жизнью, сами разработчики ориентируются в первую очередь на кинематограф. Логика простая: сделать картинку ближе кинематографичнее проще, чем приблизить ее к «чистой» реальности.
Эффекты вроде хроматической аберрации позволяют замаскировать технические недостатки игры и стилизовать ее простым приемом, который к тому же практически не сказывается на производительности. Нет смысла отключать аберрацию, чтобы игра работала лучше – из этого получится выжать примерно один дополнительный кадр в секунду, да и то не всегда.
(В Resident Evil 7 аберрация заметна, только если присмотреться, например, к раме)
Цель у хроматической аберрации в играх простая: «смягчить» контуры объектов, чтобы они подсознательно больше напоминали фильмы (и показанную в них реальность), а не компьютерную графику.
Понятное дело, в играх физической камеры нет, поэтому хроматическая аберрация симулируется: эффект просто добавляет сине-красные края объектам в кадре. Конкретная реализация, конечно, зависит от игры: где-то эффект бросается в глаза, в других случаях он едва заметен – примерно так же отличаются дешевые и дорогостоящие объективы.
Иногда эффект лучше оставлять включенным
Хроматическая аберрация набрала популярность в прошлом поколении консолей, когда игры повсеместно стали выглядеть (или пытаться выглядеть) «как кино». Аберрацию нельзя назвать объективным улучшением или ухудшением: ей нужно уметь пользоваться, а ее восприятие – исключительно субъективно. Часть игроков совершенно не терпит эффект, поскольку из-за него картинка становится менее четкой, другим дополнительная «киношность» по душе.
Правда, в зависимости от визуального стиля самой игры аберрация чаще может просто загрязнять кадр, чем дополнять его. Например, если игра в целом выглядит не очень хорошо или стилизована под мультяшный стиль – значит, на «киношный фотореализм» она претендовать не может. Тем не менее разработчики все равно добавляют постобработку – в таком случае эффект вызовет раздражение с большей вероятностью.
Куда уместнее использовать хроматическую аберрацию в проектах с реалистичным визуальным стилем: в The Last of Us: Part II, Red Dead Redemption 2 или, скажем, в «Сталкере 2». В них частичная нечеткость краев скорее сойдет за кинематографичность, чем за чужеродный визуальный эффект.
(Ползунок хроматической аберрации все чаще встречается в фоторежимах)
Другой вариант – применять хроматическую аберрацию там, где физическая (не игровая) камера используется по сюжету. Вот первая Life is Strange, например, выглядит слишком стилизованно, чтобы быть фильмом, но главная героиня увлекается фотографией, да и винтажные снимки играют ключевую роль в развитии сюжета. Поэтому здесь аберрация имеет хотя бы нарративный смысл.
Также, конечно, аберрацию стоит отключать в случаях, если из-за нее у вас сильнее устают глаза – такой побочный эффект тоже встречается.
У разработчиков нет объективных причин отказываться от хроматической аберрации в будущем: эффект очень просто реализовать, он не сказывается на оптимизации и зачастую делает игру визуально дороже (по крайней мере в глазах казуальных игроков, не вникающих в технологии). Главное, чтобы ее всегда можно было отключить в настройках – это логичное правило игровые студии обычно соблюдают.
Хроматические аберрации – что это такое?
Хроматические аберрации – это нарушения цветопередачи на готовом снимке, появляющиеся из-за неравномерного распределения цветовых волн после прохождения луча через линзу. Если рассматривать подробнее, то это один из случаев дисперсии, о которой нам что-то рассказывали в школе.
Проявляется эффект обычно:
Виды аберрации в фотографии
Делят аберрации на два типа – геометрические и хроматические. Первые (сферохроматизм и хроматизм наклонных пучков) появляются в результате эффекта дисторсии и легко выправляются в графическом редакторе или убираются изначально при настройке камеры. Чаще всего они проявляются в искажениях формы, размеров, пропорций или положения объекта относительно остальной картинки.
С хроматическими немного сложнее, убрать их полностью не получится, так как дисперсия – одно из базовых свойств световых лучей. Какие же бывают аберрации оптической системы:
Хроматизм положения
При попадании лучей света на линзу, они преломляются и распадаются на цвета, у каждого из них своя длина волны, следовательно и траектория у них будет отличаться. Так появляется понятие – коэффициент преломления, у каждого цвета он будет разным. У синего цвета он больше, следовательно эти лучи отклоняются от первоначальной траектории больше и точка фокусировки, то есть место, где они сойдутся снова, находится ближе к линзе. Красный же цвет имеет самый низкий коэффициент преломлении, что означает большее фокусное расстояние. Точка фокусировки будет максимально удалена от линзы.
А хроматизм положения, или продольная аберрация является разницей между коэффициентами преломления красного и синего цветов. Если в таком случае начать фокусировку по синему, то все красные участки будут не в фокусе и наоборот.
Избежать такого эффекта полностью не получится, а вот снизить его интенсивность можно путем использования системы линз.
Обычно применяют пару – обычная сферическая (крон) плюс обратно вогнутая (флинт), тогда разница коэффициента преломления направляется «против» аберрации. А цвета «собираются» обратно в точке фокуса. Происходит это таким образом. Первая линза диспергирует свет и рассеивает его, отклоняя лучи от первоначальной оси. Проходя сквозь нее, цвета получают отдельно, каждый под своим углом. Вторая отрицательная, или собирающая, повторно диспергирует лучи, собирая их обратно, компенсируя действие рассеивающей линзы. На итоговом изображении будет виден нужный цвет без искажений. Эти «дуэты», позволяющие снизить эффект хроматики, называются ахроматическими линзами.
Этот эффект имеет ту же природу, но проявляется по другому. Лучи попадают на линзу, преломляются (каждый цвет под своим углом) и выдают разные размеры снимаемого изображения на итоговом снимке. Хроматизм увеличения не поддается корректировке при изменениях диафрагмы, только постобработкой. Принцип корректировки основан на изменении масштаба одного из 3 компонентов цветов при неизменном третьем. Тут главное не сместить оптическую ось, чтобы изображение «не поплыло». Исправить его на стадии съемок невозможно. Чаще всего хроматизм увеличения является свойством системы линз.
Если выбирать, какой эффект убрать, а какой оставить, смело оставляйте хроматизм увеличений, он легко поддается редактированию в отличии от продольного. А съемка в raw или jpeg форматах позволит убрать его на этапе конвертирования.
Как избавиться от хроматических аберраций?
Можно править возникшие неприятные искажения на стадии обработки полученного изображения, с помощью конвертеров или редакторов. Но эффективнее бороться с проблемой на уровне настроек и подготовки к съемке. Какие же основные советы можно дать начинающим фотографам, чтобы они избежали хроматической аберрации в процессе работы:
Избежать этого можно, изменив угол падения освещения, сменив фон на более темный, или передвинув объект съемки. Но, к примеру, на природе при съемке пейзажа на фоне заходящего солнца сложно скомпоновать кадр. Тогда поможет только редактирование кадра при постобработке, да этого снимайте в формате RAW, что позволить вам снизить аберрации на готовом снимке уже на компьютере.
Как исправить аберрации посредством программ?
Для такого исправления хроматических аберраций применяют чаще всего 2 программы от компании Adobe:
Adobe Photoshop – самый популярный графический редактор растровых изображений для всех основных ОС. С его помощью можно редактировать изображения, создавать анимацию, обрабатывать медиафайлы, подготавливать изображения к печати, в том числе и в полиграфии. На базовую программу можно устанавливать дополнительные плагины и расширения, дающие практически неограниченные возможности работы с графикой. Используется Photoshop в рекламе, полиграфии, веб-дизайне, даже в создании компьютерных игр и роликов.
Программа Adobe Lightroom была задумана больше как проводник или софт для управления каталогами снимков. В нем удобно перемещать, компоновать, сохранять и переименовывать снимки, создавая удобную базу с понятной навигацией. Программа позволяет делать коллажи, ретушировать снимки и готовить их к печати. Но одним из дополнительных свойств стало редактирование сохраняемых снимков, снижение шумов, изменения яркости и цветности. Возможности программы к версии 3.0 развились до вполне приличного уровня.
Таким образом, Lightroom может справится с искажениями и хроматическими аберрациями своими силами. Последняя версия программы работает удивительно быстро, работает со всеми популярными форматами изображения, создает закладки и мета-теги для более комфортной навигации.
Революционным изобретением стало внедрение в функционал программы возможности передачи снимка с камеры на ПК или проектор в реальном времени. Называется это привязанная съемка и она позволяет демонстрировать снимки клиентам сразу же.
Благодаря программам пакета Adobe, у начинающих и опытных фотографов есть возможность не заморачиваться во время съемки насчет аберрации. А полностью погрузиться в процесс работы с клиентами или предметами, а обработкой заняться уже дома в спокойной обстановке.
Подведем итоги
Для фотографа хроматические аберрации – неизбежный попутчик. 20 лет назад они сильно отравляли жизнь и работу, так как качество линз оставляло желать лучшего, а программное обеспечение не было на таком высоком уровне, как в наше время.
Сегодня же все 3 вида аберраций (геометрические искажения, продольный хроматизм и хроматизм увеличения) можно убрать на любом этапе съемок. Качественный результат держится на трёх китах:
Запомните, что убрать аберрации полностью невозможно – от являются естественным и обязательным условием при наличии линзы, но снизить их интенсивность легко. Тренируйтесь как можно больше, делайте снимки сериями на первых порах работы, «играйте» настройками камеры и находите оптимальные показатели, при которых неприятные эффекты незаметны глазу.