色差,也称为“颜色条纹”或“紫色条纹”,是一种常见的光学问题,发生在透镜无法将所有波长的颜色带到同一焦平面上,和/或当颜色波长聚焦在焦平面上的不同位置时。色差是由透镜色散引起的,不同颜色的光在穿过透镜时以不同的速度传播。因此,图像可能看起来模糊或明显的彩色边缘(红色,绿色,蓝色,黄色,紫色,品红)可以出现在物体周围,特别是在高对比度的情况。
一个完美的镜头焦点所有波长都集中在一个焦点上,其中具有“最小混淆圈”的最佳焦点所在,如下图所示:
在现实中,透镜中每个波长的折射率都是不同的,这就导致了两种色差——纵向色差和横向色差。
纵向色差
纵向色差,也称为“LoCA”或“散景,当不同波长的颜色在穿过透镜后没有汇聚到同一点时,就会发生条纹,如下图所示:
有纵向色差问题的镜头可以在整个图像中显示物体周围的边缘,甚至在中心。红色、绿色、蓝色或这些颜色的组合可以出现在物体周围。纵向色差可以大大降低停止下来镜头。快孔径焦镜头通常比慢速镜头更容易发生LoCA。
这是一个纵向色差的例子,在不同的距离可见:
请注意图像顶部的绿色,在中间转变为中性,然后在图像底部更接近相机的部分变成紫色。这种纵向色差甚至出现在高端,昂贵的透镜,如尼康35mm f/1.4G.这种类型的LoCA / bokeh边缘可以在后期处理中显著减少。例如,Adobe Photoshop Lightroom有“去边缘工具”,可让使用者在“镜头修正子模块,并选择需要校正的流苏颜色。使用这种工具,可以完全消除这种类型的边缘或显著减少它。
这是另一个纵向色差的例子,在树干和树枝的两侧都可以看到绿色和紫色的边缘:
底部裁剪在Lightroom的“镜头修正”子模块中进行了修正,只需单击一次。同样可以在Photoshop中完成,但需要更多步骤(如果不使用Camera RAW工具)。
横向色差
横向色差(Lateral Chromatic Aberration),又称横向色差(横向色差),是指不同波长的颜色以一定角度入射时,沿同一焦平面聚焦在不同位置,如下图所示:
与LoCA不同的是,横向色差从不出现在中心,只在高对比度区域的图像角落可见。蓝色和紫色流苏在一些鱼眼、广角和低质量镜头上很常见。与纵向色差不同,横向色差不能通过停止镜头来消除,但可以在后处理软件中删除或减少。
下面是尼康35mm f/1.8G镜头的角落裁剪,角落有相当严重的横向CA:
不幸的是,许多镜头同时存在纵向和横向色差。减少这些像差的唯一方法是停止镜头(以减少LoCA),然后在Lightroom和Photoshop等后期处理软件中修复横向CA。
虽然许多现代镜头制造商采用特定的技术来降低色差,使用消色差/复色差光学设计和特殊的超低色散元件,但色差仍然是大多数定焦镜头和变焦镜头的一个问题,我们只需要学习如何解决。好消息是,许多现代无反光镜相机和单反相机都采用了特殊的相机内后处理技术,以减少甚至消除镜头色差,并且在拍摄图像后可以使用大量软件工具来处理这个问题。
如果你有兴趣阅读更多,下面是我们之前在摄影生活上发表的关于其他类型的像差和问题的文章列表:bobsports官网
谢谢你提供的信息。但我整天都在用眼睛看它。我做了人工晶状体植入手术,我试着向医生解释我看到了什么。这有助于我了解哪里出了问题,并解释我所看到的。现在来看看如何纠正隐形眼镜或眼镜。
伟大的信息。欢迎任何帮助
现在,如果我们能让电子游戏停止添加这种“选项”。至少他们让你把它关掉。就像镜头光晕或上帝之光。他们就像在电子游戏中,你的“眼睛”是相机镜头,而不是让你站在一个有眼睛的“人”的立场上。眼睛没有光线或色差。
我很抱歉,但最后一句是胡扯。当然你的眼睛会产生色差。
为什么只有透镜才有色差?为什么镜子里没有色差?镜子只有球差。
透镜中的色差是不同波长在介质中折射或多或少的一种症状。当光通过真空以外的任何给定介质时,它都会减速,能量较高的光(蓝色)比能量较低的光(红色)减速更快。光线穿过介质的路径也会根据材料的折射率、入射角和离射角而弯曲。
对于反射镜,你只处理入射角和出射角,不管波长如何,它总是一样的。纯反射,没有折射率。蓝光从镜子上照射出来的角度与红光完全相同。
反折光学系统同时使用反射镜和折射光学,并且被用于几乎所有相机的反射透镜。他们也不能对色差免疫。
我想是因为有了透镜,波长的光穿过介质,透镜,使光弯曲,而有了镜子,它们只是反射/偏转一个表面。
很棒的文章,谢谢你的文章。但为什么它会发生在物体周围的高对比度区域呢?为什么我在物体本身看不到它呢?我拍了很多树的照片,它总是在那里勾勒出树的轮廓,但我从来没有在树上看到过它。
帕特里克,因为不同波长的光线不会汇聚在同一点,如图所示。你的眼睛永远看不见它,但镜片可以把它显露出来。CA在很大程度上取决于镜头设计-一些镜头在处理CA方面比其他镜头要好得多。
你好,帕特里克
前面的答案似乎回答了一些不同的问题。
回答你的问题:只有当对比度很大的时候,效果才会显现出来。在对象内部(在你的例子中是树),对比度不够大,不足以在你的图像中产生任何可见的效果。同样数量的CA也发生在树中,但因为颜色强度的差异不大,所以在这里不是问题。
我得到了我需要的所有答案
我正在写一本关于双筒望远镜的书,希望可以使用你的一些图片。我当然会注明出处。
欢呼。
比尔
William J. Cook, USNR-Ret首席光学师。
我想知道是否有人有一个想法(或过去做过比较),启用相机内失真校正的优点/缺点。尼康的算法产生的失真/CA比LR和ACR更好的结果吗?
非常感谢您的深入澄清
为了回答别人的问题而把镜头停下来只是意味着把镜头的光圈调高一些。在“大开”时,使用上面描述的尼康85 1.4示例镜头,最大光圈为f1.4。降档意味着将f档调到2.8,4.0,8.0。等等,可以改善或消除许多在它的最大孔径下解决的问题。一般来说,一个镜头也锐利停下来几格而不是大开。最大光圈为f1.4的镜头也被称为“快镜头”,而最大光圈为f4.0或f5.6的镜头通常被称为慢镜头。希望这能有所帮助。
谢谢尼克的澄清。
那么还有一个问题:如果你需要把镜头调小来获得良好的性能,那么买昂贵的快速镜头还有什么意义呢?
低光性能。它可以让你使用更低的ISO或更快的快门速度,或两者兼而有之。能够使用更快的快门速度,这就是为什么大光圈镜头通常被称为“更快”的镜头。
Nasim,
谢谢你清楚的解释。我刚刚买了85毫米1.4g,尽管很多人都抱怨它的CA问题。我的理由是我想要绝对最好的人像镜头,并希望在Capture NX/ Lightroom中修复CA。
你认为数字校正能克服1.4G的缺点吗?