|
Principalele aberatii ale obiectivelor foto |
|
articol sponsorizat de MGT Educational Distorsiunile "in perna si butoi" Distorsiunile "in perna" si "in butoi" sunt determinate de lipsa simetriei obiectivului in raport cu diafragma, fapt care provoaca modificarea raportului de marire, la periferia lentilei comparativ cu axul optic. Daca imaginea este marita la periferire in raport cu centrul, apare distorsiunea "in perna" (engl. = pincussion) iar daca este micsorata in raport cu centrul, apare distorsiunea "in butoi" (engl. = barrel). Doar o constructie simetrica a obiectivului si cu diafragma plasata exact in centrul optic permite obtinerea unei imagini nedistorsionate. Reamintesc pentru cine nu stie: centrul optic este punctul situat pe axa optica a unui sistem de lentile, prin care razele incidente trec fara sa fie deviate de la drumul lor, si este punctul de referinta pentru distanta focala (distanta focala = distanta dintre centrul optic si planul de focalizare al unui subiect aflat la infinit); tocilarii carcotasi vor ridica doua degete si vor spune: Eu am invatat la scoala ca exista doua centre optice: principal sau primar, si secundar! Perfect adevarat! Centrul optic principal este rezultatul utilizarii normale a obiectivului, adica cu lentila frontala spre subiect, iar cel secundar, rezultatul utilizarii inversate, adica cu lentila frontala spre captor; dar, pentru moment, utilizarea inversata a obiectivului nu ne intereseaza. Oricum, insa, o bila alba pentru tocilari Daca diafragma este situata anterior de centrul optic, adica intre centrul optic si subiectul de fotografiat, se produce o deformare "in butoi" in timp ce diafragma plasata intre centrul optic si captor determina o deformare "in perna". 24524k1021y
Aceasta problema se regaseste si la obiectivele cu focale extreme, unde grupul anterior de lentile actioneaza ca o diafragma pentru grupul posterior (de regula mult mai complex) si apar deformari "in butoi" pentru superangularele retrofocale si "in perna" pentru teleobiectivele moderne "scurtate" = cu grup posterior divergent. In cazul teleobiectivelor, datorita unghiului mic de camp, distorsiunea este mica si tolerabila. In cazul superangularelor retrofocale, distorsiunea "in butoi" este mare si se corecteaza prin introducerea intentionata a unei distorsii "in perna" (chiar si Lenin sustinea ca lupta contrariilor duce la progres!). In acest fel, o linie dreapta a subiectului va fi reprodusa la marginea cadrului sub forma a trei arce racordate (doua convexe si unul concav).
Subiectul devine extrem de delicat in cazul obiectivelor zoom (transfocatoare). Prin scopul lor, acestea isi pot modifica distanta focala, implicit si pozitia centrului optic. Prin modificarea focalei transfocatoarelor, centrul optic se muta anterior pentru focale mai mari sau posterior, pentru focale mai mici. Deoarece diafragma este situata intr-o pozitie fixa, indiferent de distanta focala, in cazul acestui tip de obiectiv, proiectantii au trebuit sa faca un compromis intre distorsiunile "in perna" la pozitia tele si cele "in butoi" la pozitia superangular. Astigmatismul Astigmatismul reprezinta defectul unei lentile de a nu putea focaliza in acelasi plan razele care abordeaza sistemul optic pe diametre perpendiculare. Planul care traverseaza o lentila pe un diametru paralel cu subiectul poarta numele de plan radial, iar cel perpendicular pe planul radial - plan tangential. Imaginea unui subiect situat pe axa optica este rezultatul refractiei numai pe planuri radiale si nu este afectata de astigmatism. Astigmatismul se manifesta in cazul refractiei razelor provenite de la obiecte indepartate de axa optica, si este rezultatul diferentelor intre profilul lentilei in planul radial si profilul in planul tangential. Planul tangential are o putere convergenta mai mare decat cel radial, astfel incat va genera o imagine decalata anterior. Un punct luminos va produce o imagine sub forma unei elipse cu axul mare orientat in planul tangential; in spatele acestei imagini va apare o imagine sub forma unei elipse cu axul mare orientat in planul radial. Intre cele doua imagini eliptice se poate inregistra o pata difuza, mai mult sau mai putin rotunda. Obiectivele de foarte buna calitate produc pe negativ (examinat la microscop) o imagine stelata cu patru colturi. Obiectivele de calitate mai putin decat perfecta vor determina o imagine mai difuza, intrucat aberatia de astigmatism se combina cu cea a curburii de camp, pentru a determina coma.
Curbura de camp Curbura de camp este defectul de a focaliza
imaginea pe o suprafata curba (calota sferica) cu concavitatea spre lentila posterioara
si nu pe un plan. Atat astigmatismul cat si curbura de Dispersia cromatica Aberatia (dispersia) cromatica este determinata de implacabilele legi optice: indicele de refractie al oricarui material este dependent de lungimea de unda a radiatiei incidente si anume mai mare pentru radiatia albastra, comparativ cu radiatia rosie. Asa se face ca o lentila convergenta va focaliza mai aproape de centrul sau optic componenta albastra si mai departe pe cea rosie, a unei surse punctiforme de lumina alba.
In planul captorului, imaginea va fi reprezentata de un punct alb in centrul unei pete rosii (daca punerea la punct s-a facut in locul unde focalizeaza razele albastre si verzi), sau un punct alb in centrul unei pete albastre (daca punerea la punct s-a facut in locul unde focalizeaza razele rosii). Aceasta diferenta de focalizare in functie de lungimea de unda, mai poarta numele si de "dispersie". Formulele de sticla crown au in general o dispersie redusa, in timp ce sticlele flint au o dispersie mai mare. Dar exista si exceptii: sticle crown cu dispersie mai lunga sau sticle flint cu dispersie mai scurta, de aceea denumite si sticle cu dispersie "anormala". Prin utilizarea unei combinatii de sticle flint si crown se pot realiza obiective care sa focalizeze in acelasi plan radiatia rosie si albastra; radiatie verde si purpurie raman totusi in afara planului de claritate. Aceasta combinatie de lentile defineste un obiectiv "acromat", si care pastreaza deci o proportie reziduala de aberatii cromatice. Introducerea de lentile confectionate din sticla cu dispersie "anormala" corecteaza in buna proportie si aceste reziduuri de aberatie cromatica. Se poate demonstra matematic faptul ca
distanta dintre focarul componentei albastre si focarul componentei rosii
este direct proportional cu focala lentilei. Daca pentru lentile sau
obiective cu focala 50 - 75 mm diferenta de focalizare este foarte mica,
practic neglijabila, pentru rapoarte uzuale de marire ale negativului, in
cazul utilizarii obiectivelor cu distante focale de peste 150 mm, defectul
devine evident si trebuie corectat. In formula moderna a teleobiectivelor
grupul frontal (convergent) are in compunere lentile de sticla speciala, cu
grad redus de dispersie cromatica si care au fost marcate pe obiective: LD
(Low Dispersion), SD (Super-low Dispersion) sau chiar ED (Extra-low
Dispersion). Unii producatori utilizeaza fuorura de calciu (fluorina sau
fluorita - care are un grad foarte redus de dispersie), pentru corectarea
aberatiei cromatice, asa cum procedeaza, de exemplu Aberatia de sfericitate Aberatia de sfericitate este consecinta acelorasi dure legi optice: refractia unui fascicul luminos depinde de unghiul de incidenta.
Datorita formei sale, o lentila sferica va focaliza mai aproape (de centrul optic) razele luminoase care o traverseaza pe la periferie, in comparatie cu cele care trec prin portiunea centrala, din jurul axei optice, fapt determinat de unghiul de incidenta mai ascutit la periferie, comparativ cu centrul. Asa se face ca o sursa luminoasa punctiforma aflata pe axa optica, nu va produce o imagine punctiforma inconjurata de inele luminoase si intunecoase concentrice (inele de difractie), ci o pata, inconjurata de un inel gri, fapt extrem de daunator in ceea ce priveste reproducerea contrastului detaliilor fine. Solutia cea mai simpla de a reduce aberatiile de sfericitate este de a reduce diametrul lentilei frontale, prin diafragmare (de exemplu, unele aparate de unica folosinta folosesc drept obiectiv o lentila puternic diafragmata f/11 - f/16). O alta solutie, mai buna dar mai complicata, este de a combate aberatia pozitiva a unei lentile convergente prin aberatia negativa a uneia divergente, dar realizate din materiale diferite (crown si flint). Cea mai buna metoda, dar si cea mai scumpa, este de a utiliza lentile cu suprafete asferice, lentile care pot corecta simultan mai multe defecte ale ansamblului optic. In definitia clasica, o lentila are suprafata sferica (de fapt o calota sferica) cu raza R; suprafata plana a unei lentile poate fi considerata ca facand parte dintr-o sfera cu raza infinita. Suprafata asferica este definita prin negare: o suprafata care nu este sferica. Altfel spus, fiecare meridian al suprafetei asferice face parte dintr-o sfera al carei centru variaza pe axa optica. Desi bazele teoretice ale utilizarii suprafetelor asferice in optica au fost precizate de Huygens in 1678, doar in ultimii ani, prin utilizarea de procese de prelucrare controlate de calculator, lentilele asferice au ajuns la preturi acceptabile si au putut fi introduse in constructia obiectivelor de larg consum. O alta solutie este oferita de modul de realizare a mecanicii obiectivului: utilizarea de lentile flotante (lentile sau grupuri interne de lentile care translateaza pe axa optica in timpul punerii la punct) permit o buna corectie, atat pentru subiectele apropiate cat si pentru cele indepartate, dar si pentru diferite focale. Dar nu intotdeauna aberatia de sfericitate este daunatoare. In unele cazuri se pastreaza un "rest" de aberatie de sfericitate, pentru a "indulci" contrastul in zonele cu detalii fine; acest tip de obiective sunt folosite mai ales pentru portret. Mai mult chiar, Nikon si Canon au lansat pe piata obiective (f = 105 si 135 mm) cu indicativul DC (Defocus Control) si SF (Soft Focus), asupra caruia fotograful poate interveni si, prin manipularea unui inel, poate ajusta amploarea aberatiilor de sfericitate. Aberatia de sfericitate este "vinovata" si de un foarte cautat - mai ales de catre japonezi - efect: bokeh, si care se refera la modul in care sunt reproduse punctele stralucitoare ne-focalizate. Reflexiile parazite Lumina difuza si reflexiile parazite denumite in terminologia americana ca "flaring" si respectiv "ghosting" sunt doua defecte ce apar in timpul utilizarii obectivelor si care au, cel putin partial, solutionari similare. Prin "lumina difuza" se intelege efectul de reducere generala a contrastului, mai evident in zonele de umbra, prin impresionarea captorului/filmului de catre lumina difuzata ca rezultat al reflexiilor parazite la fiecare interfata aer-sticla sau sticla-aer ca si de pe suprafetele incomplet prelucrate ale elementelor mecanice de pe drumul optic al obiectivelor: inele de prindere, suprafata interioara a tuburilor distantiere, etc.
Pentru a diminua reflexiile parazite se utilizeaza mai multe metode: a) depunerea de straturi subtiri pe toate interfetele aer-sticla, care, datorita grosimii lor comparabile cu lungimea de unda a radiatiei luminoase, determina, prin interferenta, anularea reflexiei parazite (mai precis: 1/4 din lungimea de unda); din pacate, efectul este maxim pentru o anumita lungime de unda; pentru anularea reflexiilor parazite pe toate lungimile de unda ale radiatiei vizibile, este nevoie de mai multe straturi (MultiCoated = MC): patru (in general suficiente), ajungandu-se pana la 11 la obiectivele de inalta calitate (Fuji); erori in procesul tehnologic de depunere a acestor straturi duc la atenuarea insuficienta a reflexiilor pentru una sau mai multe lungimi de unda si consecinta: dominanta de culoare; b) prelucrarea suprafetelor de sustinere si distantare de pe drumul optic cu striatii si vopsirea lor in negru-mat; Leica merge si mai departe si vopseste in negru mat si canturile lentilelor; c) utilizarea corecta a unui parasolar: cat mai adanc dar care sa nu intre in campul fotografic, de forma dreptunghiulara, vopsit la interior in negru-mat. Reflexiile parazite (ghosting) se produc daca in campul fotografic se afla o sursa puternica de lumina si apar tot la nivelul interfetelor aer-sticla; desi tratamentul multistrat este foarte eficient, nu este perfect si fractiuni de procent din reflexii scapa atenuarii prin interferenta. In cazul surselor luminoase foarte puternice, aceasta mica fractiune de procent este importanta ca intensitate luminoasa si determina aparitia unui sir de poligoane (imaginea irisului diafragmei), de diferite marimi si culori, pe film/captor. |
|
