Что такое дисторсия в фотографии
Что такое дисторсия объектива и как она проявляется на фотографиях?
Доброго времени суток! С вами на связи, Тимур Мустаев. Когда фотограф только начинает осваивать для себя новую деятельность, он и не подозревает, сколько нюансов ему придется учесть ради качественного изображения. Так было и со мной!
Мне казалось самым важным понять принципы удачной композиции, интересного сюжета, украсив его парочкой выразительных приемов. Но с ростом профессионализма, возросло и внимание к деталям. В том числе к разного рода аберрациям. И действительно, они существенно влияют на снимки.
Отсюда сегодняшняя статья — дисторсия объектива что это? Как она появляется? Насколько критична, возможно ли ее исправить?
Технические сложности
Одна из проблем, с которой часто сталкиваются любители фотоискусства, — дисторсия в фотографии.
Если представить кадр в виде разделенного сеткой квадрата (прямоугольника), то в идеальном варианте все его линии строго вертикальные и горизонтальные, стороны образуют углы в 90 градусов и перпендикулярны друг другу.
Но на фото это не всегда так — прямые перестают быть таковыми и изгибаются в стороны. Неизбежны такие искажения при использовании широкоугольных объективов (шириков), получается, чем меньше фокусное расстояние, тем шире угол обзора и тем сильнее видна дисторсия. Почему она вообще появляется?
Дело в том, что оптическая система фотоаппарата не совершенна. Если разобраться, что происходит внутри объектива, то станет неудивительным проявления разного рода аберраций.
Синоним дисторсии – искривление. Основная причина заключается в том, что световые лучи заходят в систему линз и фокусируются в ней по-разному: центральные в одной точке, а периферийные в другой, то есть с некоторым отклонением.
Причем если повышается расстояние от оптического центра, то дисторсия положительная (подушкообразная), если уменьшается – отрицательная (бочкообразная).
Виды искривления в кадре
Коварная дисторсия может быть выражена в нескольких видах: в форме “бочки” и “подушки”. Названы они так по характерным изгибам прямых, то есть либо вовне, либо внутрь. Объект кажется выпуклым или вогнутым, соответственно.
Первый тип является частым явлением для длинных фокусных расстояний, а второй – для коротких и уже упомянутых широкоугольных объективов. Одно радует: хоть и предметы меняют свои формы, их резкость сохраняется.
Не совсем искажением является отображение перспективы, то есть ощущения глубины пространства. Ярким примером могут быть сходящиеся вдали линии дороги. При том, что прямые параллельны, на фото дорога может даже сойтись в одной точке.
Почему это нельзя считать дисторсией в полном смысле? Дело в том, что наш глаз видит точно также: чтобы оценивать расположение объектов в пространстве, существуют некоторые особенности восприятия, например, дальние предметы кажутся меньше и менее детальными, а полоса дороги или тропинки сужается, линии ее стремятся друг к другу. Это мы видим и на снимках.
Многие фотографы намеренно используют такие необычные явления для привлечения внимания к картинке, выделения ее среди множества похожих.
Помните, что не всем по вкусу такой эффект. Тут нужно смотреть и по восприятию фото клиентом: если ему не нравится, то предлагать “рыбий глаз” точно не стоит; можете сделать пару кадров – один с “творческой” дисторсией, а другой нормальный, адекватно передающий все линии.
Более того, лицо модели также подвергается негативному изменению, если F менее 50 мм – предельного значения для портретника. Это ли не повод задуматься о том, что с дисторсией нужно бороться?
Включаем фоторедакторы
Как выше я уже сказал, в определенной степени искажения могут быть привлекательны. Если же вы стремитесь к максимальной реалистичности изображения, то придется над ними поработать.
При фотографировании их можно нивелировать: избегайте съемок зданий и прямых линий на ширик и с низкого ракурса, увеличивайте фокусное расстояние.
Вашим спасением будет и правильный выбор оптики. Объективы с верно подобранными линзами, а также симметричной конструкцией в меньшей степени будут демонстрировать оптические ошибки. Так как это все-таки условия, которые не все фотографы и не во всех случаях могут соблюдать, основной труд придется возложить на специальные программы.
По факту, нам нужно выровнять все линии. Глубоко в данной статье я не буду разбирать вопрос ретуши. Скажу лишь основные моменты: профилю объектива не повредит коррекция. Даже в простой утилите, такой как Лайтрум, эту опцию возможно включить.
И в принципе, какие-то мелкие недочеты она исправит, но не всегда дисторсия полностью исчезает. В фотошопе можно легко убрать геометрические искривления через Correction — Geometric Distortion (Коррекция – Геометрическая дисторсия), задав нужные параметры.
Используйте ручной режим для более тщательного восстановления.
Если вы хотите более детально ознакомиться с Lightroom, то вам в помощь видео курс « Lightroom — незаменимый инструмент современного фотографа ». Очень хороший, понятно изложенный курс. Построен на реальных примерах. Очень рекомендую. Не пожалеете!
Если хотите полностью разбираться в своей зеркалке, то рекомендую отличные курсы, специально для новичков:
Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для пользователей зеркалкой NIKON.
Моя первая ЗЕРКАЛКА — для пользователей зеркалкой CANON.
Удачи, фотолюбители! Заходите на мой блог и подписывайтесь на новости. Уверен, найдете массу полезного для себя!
Что такое дисторсия
Дисторсия в фотографии – это оптический эффект, при котором искривляются линии на фотографии
Дисторсия бывает в основном двух типов – бочкообразная (выпуклая, Barrel distortion) и подушкообразная (вогнутая, Pincushion distortion). Обычно дисторсию называют по простому ‘бочкой‘ и ‘подушкой‘. Но бывает и сложная или комплексная дисторсия (complex distortion), при которой искажения в разных областях изображения имеют разный тип и интенсивность. Комплексную дисторсию довольно сложно исправить с помощью графических редакторов, так как там дисторсия может идти ‘волнами’. Профессиональные фотографы комплексную дисторсию ласково именуют ‘верблюдом’, иногда ‘двугорбым верблюдом‘, так как такая дисторсия часто дает своеобразные визуальные горбы и впадины на изображении. В зарубежной литературе можно встретить и другие интересные имена для дисторсии.
Разные типы дисторсии
Объективы класса ‘Рыбий Глаз‘ (Fish Eye) имеют очень сильную бочкообразную дисторсию, использование этих объективов позволяет создавать необычные фотографии, в которых дисторсия часто играет ключевую роль для создания нужного визуального эффекта. Обычно никто не корректирует дисторсию с объективов Fish Eye. Ниже пример снимка на объектив Зенитар 16mm F2.8 MC Рыбий Глаз.
Пример фотографии с объектива Зенитар 16mm F2.8 MC Рыбий Глаз. Видны изогнутые прямые линии домов.
Рыбий глаз является широкоугольным объективом, потому его часто используют в помещениях с ограниченным пространством.
Фотографии людей на рыбий глаз. Съемка шахматного турнира.
Из-за того, что дисторсия в основном присуща широкоугольным объективам, а сами широкоугольные объективы особым способом передают перспективу изображения, то эффект дисторсии и особая передача перспективы могут придавать фотографиям необычный вид:
Снимок на супер широкоугольный объектив
Особенно сложно снимать людей на сверх широкоугольные объективы:
Съемок на супер широкоугольный объектив без исправления дисторсии
Если у вас нет специализированного объектива класса Рыбий Глаз или супер-широкоугольного объектива, то эффект сильной дисторсии можно легко имитировать практически любой программой-обработчиком. Ниже я специально усилил бочкообразную дисторсию для создания визуального эффекта.
Специально усиленная дисторсия для создания эффекта объема
Обычно дисторсию легко откорректировать с помощью ПО, практически все редакторы имеют возможность компенсировать эффект дисторсии объектива, достаточно найти ползунок Distortion и покрутить его туда-сюда. Правда, при компенсации бочкообразной дисторсии обычно приходится обрезать часть кадра, так как в поле изображения попадает пустое пространство. Много камер имеют функцию автоматической коррекции дисторсии, при этом камера учитывая параметры объектива и максимально эффективно может откалибровать исходный снимок.
Корректировка дисторсии в Lightroom. Усиление подушкообразной дисторсии. Усиление бочкообразной дисторсии. Оригинал.
Подушкообразной дисторсией обычно страдают теле объективы, но уровень дисторсии у них достаточно низкий, чтобы визуально заметить недостаток на изображении. Из-за наличия подушкообразной дисторсии у теле объективов, говорят, что объективы делают изображение ‘плоским’, так как подушкообразность визуально уменьшает объем.
Личный опыт
На большинстве снимков заметить дисторсию довольно сложно, но есть моменты, когда дисторсия очень сильно мешает. При исправлении дисторсии в RAW конвертере не всегда можно добиться нужно результата. В общем случае, современные стандартные объективы имеют хорошо исправленную дисторсию. Дисторсию сложно заметить если на фотографии отсутствуют прямые линии.
Выводы:
Оптическая дисторсия – это искривление прямых линий на фотографиях. Дисторсия создает интересные визуальные эффекты, которые могут навредить фотографии, но могут и помочь создать необычный снимок. Исправить легкую дисторсию с помощью ПО не представляет труда.
Помощь проекту. Спасибо за внимание. Аркадий Шаповал.
Что такое дисторсия?
Рис. 1. Искажения прямоугольной сетки. 1. Оригинальное изображение. 2. Бочковидная дисторсия. 3. Подушковидная дисторсия.
Дисторсия это последняя из аберраций Зейделя. Ее легко признали аберрацией, поскольку она деформирует изображение в целом. Она проявляется в том, что прямые линии в пространстве на матрице или пленке фотоаппарата проецируются как изогнутые, это явление еще часто называют криволинейной дисторсией. Рис. 1 иллюстрирует два основных вида дисторсии — бочковидная и подушковидная.
Прямые линии, которые искажаются по форме бочки это бочковидная дисторсия. А те, которые искажаются по форме подушки, это подушковидная дисторсия. При этом прямые линии, которые проходят через центр изображения, остаются прямыми, несмотря на то, что их длинна (радиус) изменяется по сравнению с крайними.
Canon EF 14mm F / 2.8L II USM ƒ/3.5 © Phil Roeder
Фотография сделана фишай объективом Canon EF 14mm F / 2.8L II USM. Несмотря на то, что объектив имеет сильную бочковидную дисторсию, линии, проходящие через центр кадра не искажаются.
А на этом фото, сделанным тем же объективом Canon EF 14mm F / 2.8L II USM, четко выражена бочковидная дисторсия прямых линий, находящихся вдали от центра кадра. Чем дальше такие линии, тем сильнее дисторсия.
Суть явления дисторсии
Основной причиной дисторсии является апертурный стоп в системе линз. Положение такого стопа определяет силу и характер дисторсии, как показано на Рис. 2 для простой положительной линзы.
Рис 2. Влияние положения апертурного стопа на дисторсию. Обратите внимание, что размер изображения h отличается для постоянного размера объекта у.
Положение точки изображения определяется пересечением главного луча (сплошная линия) с плоскостью изображения. Главный луч — это луч, который проходит через центр стопа, и определяет характер для световых конусов впереди и позади стопа.
Когда апертурный стоп находится в центре системы линз, т.е. когда главный луч входит через оптический центр линзы, он выходит из нее под тем же углом, что и вошел. Такая система не искажает изображения и называется ортоскопической.
Если стоп находится впереди или сзади, главный луч преломляется. Расстояния до изображения на матрице и до объекта съемки измеряются вдоль главного луча, который в реальности отличается от ортоскопического примера. Соотношения этих расстояний определяет коэффициент изображения h/y, который меньше, если стоп впереди и больше, если сзади. Прямые линии будут искажены, если коэффициент h/y является функцией внеосевого расстояния у.
Если коэффициент h/y уменьшается по направлению к углам изображения, то это бочковидная дисторсия. А если увеличивается, то это подушковидная дисторсия.
Величина диафрагмы не влияет на дисторсию, поскольку главный луч не изменяет свой путь при изменении значения диафрагмы. Если допустить, что апертурный стоп отсутствует, то линза на Рис. 2 имеет такие аберрации, как сферические, кома, астигматизм и выдает нерезкое изображение для любой точки пространства.
Дисторсия в объективах
Сложные объективы, такие как ретрофокусные широкоугольные объективы, как правило, имеют бочковидную дисторсию, поскольку передняя группа элементов выступает в качестве апертурного стопа для положительной задней группы.
Телеобъективы имеют отрицательную заднюю группу линз, поэтому имеют подушковидную дисторсию.
В зум объективах сложно скорректировать дисторсию, которая переходит из бочковидной на коротком конце в подушковидную на длинном.
Минимальная дисторсия наблюдается у объективов с симметрической оптической схемой, благодаря симметрии она приближается к ортоскопической.
Как упоминалось выше, прикрывая диафрагму, невозможно исправить дисторсию, но зато диафрагма является инструментом для контроля всех других видов аберраций.
Если установить объектив через реверсивный макро адаптер (кольцо оборотное для макросъемки), то характер дисторсии также изменится, бочковидная дисторсия станет подушковидной и наоборот.
Если проецировать слайд с фотографией, искаженной дисторсией в реверсе через тот же объектив, которым снята эта фотография, или через объектив имеющий те же параметры дисторсии, то на проецируемом изображении дисторсия будет отсутствовать.
Как и другие аберрации, дисторсия зависит от дистанции к объекту съемки. При фокусировке на бесконечность или на ближние дистанции, один и тот же объектив будет давать разную степень дисторсии.
Дисторсия на практике
Рис. 5. Пример дисторсии на фотографии, снятой объективом Zeiss 21mm f/2.8 Distagon
Рис. 5 иллюстрирует фотографию снятую объективом Zeiss 21mm f/2.8 Distagon. Массив окон и красный карниз, параллельный крыше, соответствует кривизне на теоретической сетке Рис. 4. Но это не все. Во время экспозиции, близко к объективу внизу кадра была подставлена черная линейка. Хотя его край немного размыт, линейка ясно показывает, что дисторсия зависит еще и от расстояния до объекта.
На крыше при дистанции около 10 м наблюдается умеренная дисторсия типа «усы», в то время как линейка на расстоянии нескольких сантиметров показывает сильную бочковидную дисторсию.
Дисторсия и перспектива
Криволинейная дисторсия, рассмотренная выше, еще известна как оптическая дисторсия. Но ее не следует путать с другими эффектами, которые иногда ошибочно также называют дисторсией.
Перспектива в фотографии определяется расстоянием от точки съемки до объекта съемки. Близлежащие предметы оказываются больше, чем удаленные объекты того же размера, из-за этого возникает чувство глубины или сходимости линий, которые реально в пространстве параллельны.
Известным примером эффекта перспективы являются сходящиеся вертикали, которые возникают, когда здание фотографируется под наклоном (рис. 6). Перспектива не влияет на фокусное расстояние объектива. Она зависит только от точки съемки.
Рис. 6. Сходящиеся вертикали. Снято объективом 18mm на полном кадре.
Обозначение «перспективная дисторсия» часто применяется, чтобы описать, сходящиеся вертикали и другие проявления перспективы, но это сомнительное определение. На самом же деле перспектива не имеет ничего общего с дисторсией.
Фотография на рис. 6, показывает естественную перспективу. Существуют шифт-объективы (perspective control lenses), c помощью которых можно скорректировать сходящиеся вертикали. Они создают иллюзию другой перспективы, но в реальности шифт-объективы отображают неестественную перспективу, не такую, какую отображают обычные объективы.
Строго говоря шифт-объектив ничего не исправляет. Он имеет специальную механичускую конструкцию, а также формирует большое пятно рассеивания, благодаря чему можно сдвигать оптическую ось отноносительно матрицы. Т.е. он может лишь сдвинуть изображение, чтобы вместить предмет в кадр пленки. Предпосылкой для несходящихся вертикалей есть то, что плоскость пленки располагается параллельно зданию.
Фотографии с несходящимися вертикалями иногда сталкиваются с психологическим сопротивлением зрителя, в то время как фотографии с сходящимися линиями, такими как дороги, которые сужаются к горизонту легко принимаются и даже рассматриваются как искусство перспективы. Помимо удовлетворения аудитории, нет никакой принципиальной разницы между этими двумя случаями.
«Геометрическая дисторсия»
Другим типом так называемой дисторсии является «геометрическая дисторсия», которая проявляется, когда трехмерный объект проецируется на плоскую поверхность, такую как сенсор камеры. Например, сфера по центру изображения должна проецироваться на сенсор в виде круглого диска, в то время как в реальности при широком угле обзора она эллиптически растянута по краям изображения.
Рис. 7. Пример «геометрической дисторсии». Снято объективом 18mm на полном кадре.
Люди на периферии кадра, снятого широкоугольным объективом получаются деформированы (см. Рис. 7) и иногда получаются с яйцевидной формой головы. Этот геометрический эффект является естественным следствием наклонного проецирования и использование слова «дисторсия», для описания этой аномалии будет некорректным.
В отличии от оптической дисторсии, перспективные и геометрические искажения не являются аберрацией объектива. И причиной проявления этих аномалий является неправильная точка съемки. В идеале каждый фотограф должен выбирать точку съемки, которая соотносится с сюжетом, который он снимает.
Фотография, снятая телеобъективом лучше смотрится на расстоянии, а снятая широкоугольным объективом — вблизи.
Фотография со сходящимися вертикалями смотрится более естественно, если ее рассматривать с нижней точки. Точно также «яйцевидные головы» на фотографиях лучше рассматривать с близкого расстояния.
К сожалению человеческий глаз не охватывает такой широкий угол обзора, который дают широкоугольные объективы и рассматривая фотографии с широким углом обзора, человек смотрит на них с большего расстояния, нежели они сняты, и естественно замечает искажения, которые воспринимает как дисторсию.
© Материал Paul van Walree 2001–2015
Перевод: Иван Косареков
Что такое дисторсия объектива
Многие фотографы даже не замечают, что на их фотографиях присутствуют какие-то искажения. Лишь со временем приходит осознание, что кадры отличаются от реальности, выглядят неестественными. Это особенно касается съемки зданий. Когда ровные пропорциональные линии заметно изгибаются в разных направлениях. Рассмотрим подробнее, что же такое дисторсия объектива и как она проявляется на фотографиях.
Что такое дисторсия
Дисторсия объектива – нередкое явление, с которым сталкиваются не только любители, но и профессионалы. Этим термином называют искажение изображения.
В идеале все линии на фотографии должны быть строго параллельны краям кадра. Горизонтальные – горизонтальным, вертикальные – вертикальным.
На практике случается, что линии немного изогнуты в разные стороны. Чаще всего искривление происходит при съемке на широкоугольные объективы. На минимальном фокусном расстоянии становится шире угол обзора и искажения проявляются максимально.
Все дело в несовершенстве оптической системы фотокамеры. По сути дисторсия объектива – это искривление. Потоки света проходят через линзы и фокусируются в ней по-разному. Центральные в одном направлении, а крайние – в другом. В итоге появляется определенное отклонение.
Виды дисторсии объектива
На фотографиях встречаются 2 вида дисторсии:
Названия отражают искривление прямых на фото. Либо наружу, либо внутрь. Так что снятые объекты выглядят вогнутыми или выпуклыми. Также на одном изображении могут одновременно присутствовать оба вида искривлений.
Выпуклое искривление часто встречается при работе с длиннофокусной оптикой. Вогнутое — при съемке на ширик (широкоугольный объектив). При этом, несмотря на искажение, предметы на снимках остаются резкими.
Дисторсией объектива не считается передача перспективы на фотографии, благодаря которой можно ощутить объем и глубину пространства. Например, когда линии железной дороги сходятся вдалеке. В жизни они прямые и находятся параллельно друг другу. Но на фото, чем дальше они расположены от фотоаппарата, тем больше приближаются друг к другу и в конце даже могут сойтись в одной точке.
Это не считается абберацией объектива, так как человеческий глаз видит и воспринимает перспективу точно также.
Творческое использование дисторсии
Некоторые фотографы специально делают снимки с искажениями. Существует даже особый объектив «Рыбий глаз» или «Фишай». Это сверхширокоугольная оптика, в которой специально применяется дисторсия. Он позволяет создавать бочкообразные изображения. Так фотографы снимают необычные кадры, которые выделяют их из ряда коллег.
Однако такой прием может быть хорош для разнообразия. Если все фотографии будут с ярко выраженным искажением, эффект быстро наскучит зрителям. К тому же при съемке людей их пропорции сильно искажаются. Если фотосъемка коммерческая, клиентам может не понравиться такой юмор.
Также существуют специальные возможности при постобработке, которые дают эффект вогнутого и выпуклого искривления изображения.
Причины возникновения дисторсии объектива
Фотографируя портретным объективом или телевиком, искривление изображения скорее всего не удастся заметить. Оно ощутимее при съемке общих планов, когда на снимке присутствуют прямые линии. Например, при съемке архитектуры на широкоугольную или сверхширокоугольную оптику.
Наш мозг не воспримет картинку правильной, если стены здания, обычно параллельные друг другу, будут сходиться на фотографии. Это не соответствует действительности. Хотя по меркам техники, это не искривление, а правильная передача 3D-пространства.
Как избежать искажений
Чаще всего искривление линий на фотографии появляется при использовании дешевых широкоугольных объективов. Например, при съемке с низкой точки высоких строений. Лучше снимать со средней точки, используя фикс объективы или качественную зум-оптику. Также важно пробовать разные фокусные расстояния и экспериментировать с ракурсом и дистанцией до объекта. Так можно найти максимально выигрышный ракурс, при котором можно избежать искажений и само изображение будет выглядеть оригинально.
Можно избавиться от искривлений при пост обработке, например, в фотошопе. Сделать это достаточно легко. Так фотография приобретет более пропорциональный и гармоничный вид. При этом важно учитывать дальнейшую обработку уже при создании фото. При коррекции вогнутости или выпуклости фотографии часть краев изображения придется обрезать. Так что лучше снимать с запасом, оставляя больше места по краям.
Стремясь к совершенству все же не стоит забывать, что идеальной техники не бывает. Порой сложно сделать объект на фотографии полностью идентичным реальности. Незначительные искривления допустимы.
Как исправить дисторсию объектива в фоторедакторе
Многие фоторедакторы оснащены функцией коррекции дисторсии объектива. Рассмотрим, как улучшить фотографию в программе фотошоп.
Для этого понадобится открыть нужное изображение и провести несложные манипуляции:
Проще всего использовать автоматический режим. Понадобится лишь указать несколько параметров, которые понадобится исправить. Среди них: геометрическое искажение, виньетка, хроматическая аберрация. Также понадобится указать модель камеры и объектив. Если программа не идентифицирует их самостоятельно. Отметив нужные пункты, достаточно нажать «ОК», и программа внесет все нужные изменения.
Также есть второй способ исправления искривлений в фотошопе. Его можно использовать для фотографий в форматах RAW и JPEG.
Также при помощи ползунка «Эффект» можно не только убрать искривление, но и наоборот сделать фотографию выпуклой или вогнутой.
Недостатки исправления при пост обработке
Всегда лучше сразу сделать качественную фотографию, чем обрабатывать ее в различных фоторедакторах. Так можно сохранить не только свое время, но и качество изображения.
Из минусов коррекции можно отметить:
Дисторсия объектива – это искажение, создающее выпуклый или вогнутый эффект на фотографии. Иногда его используют в творческих целях, стремясь создать оригинальные фото. Но чаще всего искривление портит изображение, ухудшая его восприятие. Чтобы избежать этого, необходимо пользоваться качественными объективами, стараться не снимать в лоб, а отходить на достаточное расстояние от объекта съемки. Экспериментировать с ракурсами. Если искривлений все-таки не удалось избежать, можно исправить кадр при пост обработке. Это несложно и доступно в большинстве фоторедакторов.