дисторсия в фотографии что это
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?
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
Дисторсия. Коррекция дисторсии в фотошоп и lightroom.
Не так давно я рассказывал про хроматические аберрации (цветовые искажения) объективов и о том, как бороться с этой напастью в фотошоп и лайтрум.
Мне бы хотелось продолжить тему несовершенства нашей с вами оптики.
Давайте поговорим о том, что такое «геометрические аберрации».
Сегодня вы узнаете о том, что такое дисторсия и как ее убрать в фотошоп и лайтрум.
Начнем с определения.
Distorsio или distortion – с латыни искривление.
Дисторсия – геометрические аберрации (геометрические искажения), проявляющиеся в искривлении прямых линий.
Слева изображен квадрат, на котором отсутствует дисторсия.
Подушкообразная дисторсия – прямые линии изогнуты внутрь кадра (положительная дисторсия).
Бочкообразная дисторсия – прямые линии изогнуты наружу (отрицательная дисторсия).
Геометрические искажения присутствуют во всех объективах в той или иной степени, в дорогих моделях аберраций естественно меньше.
Есть такие модели, в которых дисторсия объектива будет «фишкой», которая всем нравится, а не дефектом, который следовало бы убрать.
Вы, наверное, уже догадались, что я говорю об объективе «рыбий глаз» их еще называют «фишай» (Fish eye).
Вот фотографии, сделанные при помощи таких объективов.
ДисторсияДисторсия лучше всего заметна при наличии в кадре прямых горизонтальных или вертикальных линий – это в первую очередь архитектура, линия горизонта, деревья, столбы и так далее, причем сильнее всего искажения заметны на краях кадра.
Если фотографировать портреты, пейзажи без прямых линий, то дисторсия практически не заметна.
Сильнее всего геометрические искажения проявляются на широких углах объектива.
Например: у вас объектив с фокусным расстоянием 18-105 мм, больше всего дисторсия будет проявляться на 18мм, с увеличением фокусного расстояния геометрические искажения уменьшаются.
Как уменьшить дисторсию?
Подробнее остановимся на третьем пункте.
Мы будем работать с этим изображением.
Коррекция дисторсии в фотошоп. Lens Correction.
Откройте изображение, на котором хотите убрать геометрические искажения.
Коррекция дисторсии фотошоп
Далее выбираем производителя камеры (Camera Make), модель камеры (Camera Model), модель вашего объектива (Lens Model). Если вы не нашли своей модели объектива или камеры – нажмите кнопку «Search Online» и фотошоп произведет поиск этих параметров в сети Интернет.
После того, как вы выберете все параметры, фотошоп автоматически откорректирует дисторсию.
Есть еще один способ – ручной.
Коррекция дисторсии ручным способом не очень удобна, но вполне выполнима. Перейдите в меню «Custom» фильтра Lens Correction. Используйте ползунок Remove Distortion для коррекции дисторсии ручным способом.
Коррекция дисторсии фотошоп
Для удобства корректировок можно использовать сетку – «Show Grid» (показать сетку), размер ячеек и цвет линий сетки можно изменять.
Коррекция дисторсии в фотошоп. Camera Raw.
Переходим в Lens Correction
Коррекция дисторсии фотошоп
Коррекция дисторсии в автоматическом режиме осуществляется выбором пункта «Enable Lens Profile Correction» – Активировать профиль коррекции объектива. В этом случае плагин в автоматическом режиме определит модель камеры и объектива и исправит дисторсию по этим параметрам. Можно это сделать и в ручном режиме – «Manual».
Коррекция дисторсии фотошоп
Для коррекции дисторсии в ручном режиме используйте ползунок «Distortion».
Фотошоп, конечно, хорошо, но лайтурм в данном случае лучше, потому что геометрические искажения можно исправить в автоматическом режиме хоть у тысячи снимков сразу и всего за пару кликов, при этом времени уйдет совсем немного.
Коррекция дисторсии в Lightroom.
Коррекция дисторсии lightroom
Активируйте профиль коррекции объектива «Enable Profile Corrections» и Lightroom автоматически исправит геометрические искажения. Настройки камеры (модель и объектив) для коррекции дисторсии лайтрум берет из метаданных файла.
Также существует и полностью ручной режим коррекции дисторсии – Manual
Коррекция дисторсии lightroom
Кроме дисторсии существуют другие дефекты на, которые стоит обратить внимание при редактировании фотографии: цифровой шум, завал горизонта, шевеленка. Если вы решили серьезно заняться фотографией, советую задуматься о правильной цветопередаче вашего монитора и откалибровать его в домашних условиях.
Поставь обработку фотографий на автопилот при помощи тренинга “Adobe Lightroom — это просто, как 1,2,3”
Зарегистрируйся на онлайн тренинг и стань успешным “Трамплин к успеху“
Часть 3: Дисторсия
Подушкообразная дисторсия характерна для широкого угла. На телеобъективах она отсутствует, но зато может проявляться подушкообразная дисторсия (обычно от фокусного расстояния 200 мм и выше). Портретные и штатные объективы (например, 85 мм и 50 мм) наименее подвержены эффекту дисторсии, там она практически не заметна. Так что корректировать дисторсию чаще всего надо при съемке на широкоугольные объективы.
Когда дисторсия наиболее заметна?
Когда в кадре присутствуют прямые линии по всей его площади. К примеру, при съемке архитектуры широкоугольным или сверх-широкоугольным объективом вам непременно нужно будет заняться коррекцией дисторсии подушкообразной. А если точка съемки была низкой — то привет, дисторсия перспективная!*
Однако, есть в этом и позитивные моменты. Как я уже говорил ранее, кадры, сделанные сверх-широкоугольными объективами (т.н. «рыбий глаз») имеют ярко выраженные оптические дисторсии. Но в данном случае это не минус, а плюс объектива, его сильная сторона и этим он так ценится в фото-сообществе. Уверяю вас, никакой штатник, портретник и тем более телевик не смогут дать такого яркого вау-эффекта, когда охватывается пространство на все 180 градусов! И это, кстати, еще не предел для фишая! Существуют экземпляры, позволяющие за одно срабатывание затвора сделать фото на 270 градусов! Хотя, конечно, у каждого объектива есть свое предназначение и свои сильные стороны, определенный шарм у фишаев все же имеется 🙂
Коррекция дисторсии
К счастью, в случае необходимости, каждое из перечисленных выше искажений можно исправить. В пейзажной фотографии, кстати, дисторсии менее заметны, чем, например, фото архитектуры, изобилующее вертикальными линиями.
В качестве примера берем фото с бочкообразной дисторсией, на котором есть оба вида линий (горизонтальные и вертикальные), это наилучшим образом продемонстрирует эффективность инструментария Lens Correction. Если вы прочитали профиль на иллюстрации справа, то уже знаете, что фотография снята «сладкой парочкой» — полнокадровым фотоаппаратом и фишай-объективом.
Для начала исправим дисторсию — применим профиль и более точно откорректируем результат слайдером. Как видите, мы помахали ручкой бочкообразной дисторсии. Осталось выровнять горизонтальные и вертикальные линии.
Также здесь можно исправлять перспективные искажения. Для этого воспользуемся слайдерами, отвечающими за соответствующую коррекцию. А выстроить правильную геометрию кадра поможет специальная сетка (появляется по нажатию клавиши V). На иллюстрации вы видите, что вертикальная дисторсия уже исправлена.
Итак, все линии выстроены практически идеально (на иллюстрации используемые слайдеры отмечены). Из-за того, что мы исправляли бочкообразную дисторсию, у нас в нижней части кадра по центру произошла незначительная потеря информации. Поэтому финальный штрих — кадрирование (шестой инструмент в верхнем левом углу иллюстрации). Чтобы автоматически скадрировать, оставив все полезное пространство и исключить «съеденное» — ставим галочку напртив функции Constrain to Image (см. иллюстрацию).
Недостатки коррекции дисторсии
В результате коррекции искажений может потребоваться обрезание (кадрирование) изогнутых краев исправленного кадра, это может повлиять на композицию. Коррекция также перераспределяет разрешение изображения: при подушкообразной дисторсии после коррекции может подняться резкость по краям кадра по отношению к центру. При исправлении бочкообразной дисторсии — наоборот, резкость по краям кадра может упасть.
*Перспективная дисторсия технически не является искажением, поскольку она — естественное проявление передачи объективом трехмерного пространства. Наш мозг в свою очередь «знает», как правильно выглядят объекты в реальности, и следовательно, воспринимает сходящиеся линии на фото (в тех случаях, когда они должны быть параллельны), как не соответствующие действительности. Для корректного отображения перспективы используются специальные tilt/shift объективы, в которых свойства наклона /сдвига линз позволяют исключить появление перспективной дисторсии.
Вот мы и рассмотрели основные недостатки фотографической оптики и научились, как избежать их появления. А также овладели методами их нейтрализации при появлении на снимках.
Надеюсь, теперь ваши фотографии станут еще лучше. По крайней мере, в техническом плане стать таковыми они просто обязаны!