Todos oyen algo sobre la aberración cromática, pero ¿hay algún otro tipo? ¿Qué los causa?
Respuestas:
Existen numerosos tipos de abberaciones ópticas que puede encontrar con una lente. La aberración cromática es solo una de ellas. Algunos son más drásticos, otros son más sutiles.
Destello de lente
Probablemente la aberración más conocida es el destello de la lente. La llamarada ocurre cuando la luz no incidente ingresa a la lente y se refleja en los diversos elementos y / o diafragma de la lente. El efecto, cuando es lo suficientemente fuerte, puede crear manchas y rayas brillantes, y también puede tener un efecto perjudicial sobre el contraste donde ocurre. La llamarada generalmente es causada por una fuente de luz brillante cerca de la escena, como el sol, o una luz brillante que ilumina su escena.
Puede mitigar o eliminar el destello utilizando un parasol. Para los teleobjetivos, un parasol redondo bloqueará toda la luz no incidente. Para lentes más anchas, una capucha con forma de pétalo es mejor, ya que tiene en cuenta el factor de forma amplio del sensor. Los elementos de lentes multicapa ayudan a reducir los reflejos indeseables, y cuando se usan para elementos de lentes frontales y traseros, pero particularmente cuando se usan en todos los elementos de lentes internos, pueden reducir en gran medida la quema. Los filtros, al ser un elemento de vidrio adicional con sus propias imperfecciones, probablemente aumentarán las posibilidades de quemarse.
Fantasma
De manera similar al destello, el efecto fantasma es el resultado de que la luz rebota en su sensor, se refleja en el elemento o elementos de la lente posterior y regresa al sensor. El efecto fantasma generalmente crea una réplica suave y descentrada de su imagen principal. Puede parecerse a lo que ve una persona con astigmatismo, una copia de la escena ligeramente borrosa o rayada.
Las lentes de mayor calidad usan elementos de lentes con recubrimiento mili para reducir la reflexión tanto como sea posible, y pueden limitar los casos en que es posible el efecto fantasma. Sin embargo, es imposible eliminar completamente la reflexión, y en los escenarios correctos, el efecto fantasma siempre es posible hasta cierto punto.
Distorsión
Otro tipo de comportamiento aberrante de la lente es la distorsión. Viene en dos variedades: alfiletero y barril. En la mayoría de las lentes con zoom, la distorsión ocurre en los extremos de la distancia focal. Las lentes más baratas a menudo tienen más problemas de distorsión que las lentes de mayor calidad, sin embargo, casi todas las lentes tienen cierto grado de distorsión (incluidos los primos). Muchas lentes tienen un grado de distorsión tan bajo que no es un factor, y otras son claramente notable. La distorsión puede no ser un gran problema si no está fotografiando sujetos que hacen aparentes los efectos de la distorsión, como paredes de ladrillo o edificios.
Además de la distorsión de alfiletero y barril, muchas lentes crearán distorsión en perspectiva. Particularmente con lentes gran angular, se pueden ver distorsiones en perspectiva cuando se usan distancias focales muy amplias.
Ciertos tipos de lentes, a menudo llamados lentes TS o lentes Tilt-Shift, tienden a generar muy poca distorsión de barril o alfiletero. Tales lentes ofrecen dos controles adicionales sobre el enfoque y zoom normales: inclinación y desplazamiento. Con estos controles adicionales, un fotógrafo puede enderezar la distorsión de la perspectiva en un grado u otro, y restaurar un grado adecuado de perspectiva en sus imágenes.
Aberración esférica
La aberración esférica es otro tipo de aberración óptica que puede ocurrir en lentes de cámara. Resulta de la diferencia en la refracción en los bordes de una lente en comparación con el centro, lo que resulta en una convergencia inadecuada de la luz en lugar de la convergencia en un punto focal. La aberración esférica generalmente resulta en un enfoque más suave, en lugar de un enfoque claro y nítido.
La aberración esférica se puede corregir de dos maneras. Se puede utilizar una combinación de lentes esféricas convexas y cóncavas para corregir la convergencia de la luz. Las lentes profesionales modernas de alta gama a menudo incluyen un elemento de lente asférica. Los elementos de lente asférica causan menos refracción en los bordes y más en el centro, lo que resulta en una convergencia adecuada sobre una distancia focal dada.
Algunas lentes, como las lentes de retrato de enfoque suave, dejan intencionalmente una cierta cantidad de aberración esférica para producir tomas más agradables. En estos casos, la aberración esférica es un efecto deseable, uno que puede buscar explícitamente en una lente.
Coma
En relación con la aberración esférica, la aberración comática es un problema de refracción que ocurre en fuentes de luz puntuales fuera del eje. Debido a la diferencia en la refracción cerca de los bordes de un elemento de lente esférico, las fuentes puntuales fuera del eje pueden aparecer estiradas y "halo" en el plano focal. Coma es generalmente una combinación de aberración esférica de una fuente de luz puntual y aberración cromática para producir un efecto que se parece a un cometa.
Coma generalmente se controla mediante el uso de lentes de la curvatura adecuada para minimizar la distorsión del borde. En lentes de cámara, generalmente se requiere una combinación de elementos de lente para minimizar tales aberraciones ópticas. La aberración comática es un problema que afecta en gran medida a quienes hacen fotografía nocturna o astrofotografía, ya que las fuentes de luz puntual son más comunes en estos escenarios.
Difracción
También es posible un tipo final de distorsión, que prevalece en todas las cámaras. La difracción es un efecto de la luz, dada su naturaleza de forma de onda. Cuando las olas encuentran un borde o una abertura, entonces tienen la tendencia a doblarse a su alrededor. El diafragma en una cámara le permite a uno controlar la apertura, o la abertura a través de la cual la luz pasa en su camino hacia el sensor. La apertura nos da control sobre la cantidad de luz que llega al sensor ... pero, como resultado, también puede causar un desenfoque difractivo a través de un efecto llamado disco ventilado.
A aperturas suficientemente anchas, la difracción es lo suficientemente baja como para no causar ningún problema. Sin embargo, todos los sensores tienen un límite de difracción, más allá del cual los efectos de la difracción comenzarán a afectar la calidad de la imagen. Para la mayoría de los sensores, esto es alrededor de f / 8 a f / 11. Cuanto más grandes sean las fotositas y más efectiva sea la microlente alrededor de cada fotosita en un sensor, mayor será la apertura limitante. Cuando la abertura se detiene suficientemente por debajo del límite de difracción, el efecto de disco ventilado permitirá que la luz pase más allá del píxel del sensor deseado (fotosite) y afecte a otros. Las aberturas por debajo de f / 22 más o menos generalmente comenzarán a causar suficiente pérdida de nitidez para contrarrestar las ganancias al tener una apertura más apretada.
Si bien la difracción de la luz es causada por el diafragma en una lente, debe tenerse en cuenta que el efecto resultante depende del sensor de la cámara. Los sensores grandes de fotograma completo en los cuerpos de las cámaras DSLR de gama alta exhibirán problemas debido a la difracción menor que los sensores más pequeños en los cuerpos de las cámaras DSLR de nivel de entrada, que a su vez exhibirán problemas significativamente menores que los pequeños sensores densos en píxeles en la mayoría de los puntos y disparar cámaras.
Estoy tratando de escribir una respuesta más orientada al fotógrafo. Entonces, los diferentes problemas relacionados con las lentes son:
No está realmente en la misma categoría, pero también el aspecto muy importante de las lentes es la resolución , o en realidad nos preocupa la pérdida de resolución hacia los bordes debido a otras aberraciones como coma, astigmatismo, curvatura de campo, etc. Por lo general, puede mejorar las cosas cuando se detiene y debe intentarlo, porque no puede corregirlo en el procesamiento posterior.
Hay que tener en cuenta que no existe una lente perfecta y cada lente tiene cierto grado de aberración debido a los compromisos realizados durante el diseño óptico.
Las aberraciones estrictamente 'ópticas' (es decir, frente de onda) son:
Pero los que tienen más probabilidades de afectar sus fotografías son:
Aberración cromática: diferentes colores se enfocan en diferentes posiciones de la imagen, esto da arcoiris alrededor de objetos brillantes, especialmente en el cielo.
Destello / efecto fantasma: la luz se dispersa dentro de la lente, ya sea desde el vidrio o el cuerpo de metal. Esto crea la fila de círculos de colores que van hacia el sol que a veces se ven en las películas y reduce el contraste de la imagen.
Aberración esférica: los rayos que provienen cerca del eje de la lente llegan al plano focal y forman un vértice a una distancia específica aguas abajo. Los rayos de los márgenes de la lente forman un vértice a una distancia diferente.
Coma: relacionado con la aberración esférica, pero difiere en que el parche producido en el foco no es un disco, sino que su forma se asemeja a un cometa.
Astigmatismo: el parche que produce es un óvalo.
Curvatura del campo: el foco de la lente debe formarse en una superficie plana como la superficie plana del sensor digital. En cambio, la superficie del sensor debe estar curvada como el interior de un tazón.
Distorsión: un sujeto rectangular debe aparecer como un rectángulo con todos los lados cuadrados. En cambio, las imágenes del rectángulo con los lados abultados hacia afuera (barril) y / o abultados hacia adentro (alfiletero).
Aberración cromática transversal: la luz azul y roja se enfocan a la misma distancia de la lente, sin embargo, ambas tienen distancias focales ligeramente diferentes.
Aberración cromática longitudinal: la ubicación real de la imagen es una función de la longitud de onda. El plano rojo de la imagen se forma más lejos de la lente. El plano de la imagen violeta se forma primero. Los otros colores se forman en el medio. Cada imagen en color es ligeramente diferente en tamaño.