Kas yra objektyvo iškraipymas?

Fotografijoje yra dviejų tipų iškraipymai: optiniai ir perspektyviniai. Abi lemia tam tikrą vaizdų deformaciją – vieni lengvai, kiti labai pastebimai. Nors optinius iškraipymus lemia optinis lęšių dizainas (todėl jie dažnai vadinami „objektyvo iškraipymais“), perspektyvinius iškraipymus lemia fotoaparato padėtis objekto atžvilgiu arba objekto padėtis vaizdo rėmelyje. Be abejo, svarbu atskirti šių tipų iškraipymus ir juos atpažinti, nes fotografijoje matysite juos nemažai. Šio straipsnio tikslas yra išsamiai paaiškinti kiekvieną iškraipymo tipą su iliustracijomis ir paveikslėlių pavyzdžiais.

Mes apimsime tris skirtingus optinio iškraipymo tipus, tada aptarsime plačiakampių lęšių tiesinį ir kreivinį pobūdį. Apibendrinsime jį parodydami, kokį vaizdų iškraipymą daro perspektyva, kaip parodyta žemiau esančioje turinio lentelėje.

Optinis iškraipymas

Fotografijoje iškraipymas paprastai vadinamas optiniu nukrypimu, kuris deformuoja ir sulenkia fiziškai tiesias linijas ir priverčia juos atrodyti kreivais vaizduose, todėl toks iškraipymas taip pat paprastai vadinamas „kreivine“ (daugiau apie tai žemiau). Optinis iškraipymas atsiranda dėl optinio dizaino, kai sferiniams ir kitiems nukrypimams sumažinti naudojami specialūs lęšių elementai. Trumpai tariant, optinis iškraipymas yra objektyvo klaida.

Yra trys žinomi optinio iškraipymo tipai – statinė, adatos pagalvėlė ir ūsai / ūsai (taip pat žinomas kaip banguotas ir sudėtingas). Panagrinėkime kiekvieną iš jų išsamiau, bet prieš tai atlikdami pažvelkime į objektyvą, kurio iškraipymas nėra nulinis:

Tokie „tobuli“ lęšiai yra labai reti, nes dauguma lęšių patiria bent vienos rūšies iškraipymą, apibrėžtą žemiau. Labai geruose lęšiuose yra lęšių elementų, kurie žymiai sumažina iškraipymus ten, kur mūsų akys nepastebi. Daugelis priartinamųjų lęšių, ypač tokie, kaip „Nikon 18–200 mm VR“, padidina įvairių tipų iškraipymus, pvz., Skirtingo židinio nuotolio vamzdžius ir kaiščius.

Barelio iškraipymas

Kai tiesios linijos yra išlenktos į vidų statinės pavidalu, šis nukrypimo tipas vadinamas „statinės iškraipymu“. Dažnai matomi naudojant plataus kampo objektyvus, vamzdžio iškraipymas įvyksta, nes objektyvo matymo laukas yra daug platesnis nei vaizdo jutiklio dydis, todėl jį reikia „suspausti“, kad jis tilptų. Todėl tiesios linijos yra akivaizdžiai išlenktos į vidų, ypač link kraštinių rėmo kraštų. Štai stipraus statinės iškraipymo pavyzdys:

Atkreipkite dėmesį, kad linijos atrodo tiesiai pačiame rėmo centre ir pradeda lenktis tik nuo centro. Taip yra todėl, kad vaizdas optinėje ašyje yra tas pats (ty objektyvo centre), tačiau jo padidėjimas kampų link mažėja.

Barelio iškraipymai paprastai būna daugumoje plačiakampių pagrindinių objektyvų ir daugelio mastelio keitimo objektyvų, kurių židinio nuotolis yra gana mažas. Iškraipymų dydis gali skirtis, atsižvelgiant į fotoaparato atstumą. Netgi standartiniai 50 mm objektyvai gali sukelti vamzdžio iškraipymą artimais atstumais. Statinių iškraipymą galima žymiai sumažinti naudojant kompensacinius optinius elementus, tačiau visiškai pašalinti tokio iškraipymo beveik neįmanoma. Kai kuriuose objektyvuose, pvz., „Nikon 14-24mm f / 2.8G“, yra daugybė tokių iškraipymą kompensuojančių elementų, kurie labai padidina objektyvo svorį ir dydį. Štai kodėl plačiakampiai objektyvai paprastai yra didesni ir sunkesni už standartinius / įprastus.

Statinės iškraipymo taisymas paprastai yra gana nesudėtingas procesas. Po apdorojimo programinė įranga, tokia kaip „Lightroom“ ir „Photoshop“, taip pat daugelis kitų trečiųjų šalių įrankių, gali lengvai išspręsti barelių iškraipymo problemas, jei objektyvas duomenų bazėje turi atraminį profilį. Kadangi kiekvienas objektyvas yra skirtingas, tokie objektyvo profilio duomenys turi būti kruopščiai išbandyti laboratorijos aplinkoje ir sukurti. Parašiau išsamų straipsnį, kuriame aprašomas šis procesas, mano „Lightroom Lens Corrections“ straipsnyje.

Spyglių iškraipymas

Spyglių iškraipymas yra visiškai priešingas statinės iškraipymui – tiesios linijos kreivos į išorę nuo centro. Šio tipo iškraipymai dažniausiai pastebimi teleobjektyvuose, ir tai atsiranda dėl vaizdo padidėjimo, didėjančio link rėmelio kraštų nuo optinės ašies. Šį kartą matymo laukas yra mažesnis nei vaizdo jutiklio dydis, todėl jį reikia „ištempti“, kad jis tilptų. Todėl kampuose atrodo, kad tiesios linijos traukiamos į viršų, kaip parodyta žemiau:

Spyglių iškraipymai taip pat yra labai dažni nukrypimai, ypač naudojant mastelio keitimo objektyvus. Brangiuose super teleobjektyviniuose objektyvuose yra kompensaciniai elementai, kurie gali žymiai sumažinti adatos pagalvės iškraipymą iki nereikšmingo lygio, tačiau dauguma vartotojų ir netgi pro lygio mastelio keitimo objektyvų, tokių kaip „Nikon 80–400 mm VR“, kenčia nuo adatos iškraipymų. Tiesą sakant, vartotojams skirtų lęšių smeigtukų iškraipymai gali būti labai sunkūs, tai greitai pastebėsite vaizduose.

Svarbu pažymėti, kad dauguma priartinamųjų lęšių, kurie eina iš plataus kampo į standartinį ar teleobjektyvinį židinio nuotolį, dažniausiai patiria trumpiausių židinio nuotolių vamzdžių iškraipymus, kurie palaipsniui pereina į adatos iškraipymus link ilgiausio galo. Geras tokio elgesio pavyzdys yra „Nikon 18-300mm VR“, kuris prasideda nuo stipraus vamzdžio iškraipymo esant 18 mm, tada greitai persijungia į adatos pagalvės iškraipymą esant 28 mm ir lieka toks iki 300 mm.

Kaip ir statinių iškraipymus, taip pat ir kaiščių iškraipymus taip pat galima lengvai ištaisyti po apdorojimo programinėje įrangoje, tokiose kaip „Lightroom“ ir „Photoshop“. „Lightroom“ ir „Camera RAW“ įmontuoti objektyvo profiliai gali jį visiškai pašalinti vienu paspaudimu.

Ūsų iškraipymas

Pats bjauriausias iš radialinių iškraipymų tipų yra ūsų iškraipymas, kurį kartais vadinu „banguotu“. Iš esmės tai yra statinės iškraipymo ir adatos iškraipymo derinys. Tiesios linijos atrodo išlenktos į vidų rėmo centro link, tada kraštutiniuose kampuose kreivės į išorę, kaip parodyta žemiau:

Tai yra priežastis, kodėl ūsų iškraipymai dažnai vadinami „sudėtingais“ iškraipymais, nes jų ypatybės iš tiesų yra sudėtingos ir su jais gali būti gana skausminga susidoroti. Nors tokio tipo iškraipymai gali būti ištaisyti, tam dažnai reikia specializuotos programinės įrangos. Galite naudoti ne tik „Lightroom“ ir „Photoshop“ įmontuotus įrankius, nebent jau sukurtas konkretus objektyvo profilis, skirtas kovai su tokiu iškraipymu. Jei bandysite susidoroti su tokiais iškraipymais kaip statinės tipo, galų gale dar labiau kreipsite kraštutinius kampus. Ir jei bandysite kompensuoti smeigtuko iškraipymą, galų gale kreivės jį dar stipresnės statinės iškraipymo link centro.

Nemažai senesnių lęšių, taip pat kai kurie šiuolaikiniai lęšiai turi ūsų iškraipymus. Geras to pavyzdys yra „Nikon“ 18–35 mm f / 3,5–4,5D objektyvas, kuris rodo gana nemalonų ūsų iškraipymo atvejį.

Tiesiosios linijos ir kreivinės linzės

Kai kurie objektyvai yra optiškai suprojektuoti kaip „tiesūs“ (pvz., „Nikon 14mm f / 2.8D“ ir „Canon EF 14mm f / 2.8L II USM“), kur jie suteikia tiesias linijas jų nelenkdami (panašūs į žmogaus regėjimą), o kiti objektyvai „Žuvies akies“ lęšiai yra suprojektuoti kaip „kreiviniai“. Tiesiosios linijos lęšiai paprastai ištiesia daiktus, kad jie atrodytų tiesūs, ypač link rėmo kraštų. Kita vertus, kreiviniai lęšiai nieko netempia, tačiau lenkdami tiesias linijas (kaip durų akutėse) jie labai iškraipo vaizdus. Pažvelkite į šiuos vaizdo pavyzdžius, kurie rodo tiesinio ir kreivinio lęšio efektus:

Kaip matote, tvora ant kreivinio lęšio pavyzdžio atrodo nenatūraliai išlenkta – taip yra todėl, kad aš jį fotografavau naudodamas žuvies akies (kreivinio) objektyvą. Dešinėje pateiktas vaizdas yra tas, kurį matytumėte iš tiesaus linijinio lęšio – tvora atrodo tiesi ir natūrali, lygiai taip pat, kaip matytumėte savo akimis. Tvoros dydis, esantis didelis rėmo priekyje ir mažėjantis didesniais atstumais, yra perspektyvinis iškraipymas (žr. Toliau), kuris neturi nieko bendro su optiniu iškraipymu.

Tiesiosios ir kreivinės lęšių verbijos paprastai taikomos tik plačiakampiams lęšiams.

Perspektyvus iškraipymas

Iki šiol kalbėjome tik apie optinius iškraipymus. Kitas iškraipymų tipas, dažnai matomas vaizduose, yra perspektyvos iškraipymas. Skirtingai nuo optinio iškraipymo, jis neturi nieko bendro su objektyvo optika, taigi, tai nėra objektyvo klaida. Projektuojant trimatę erdvę į dviejų matmenų vaizdą, jei objektas yra per arti fotoaparato, jis gali pasirodyti neproporcingai didelis arba iškreiptas, palyginti su objektais fone. Tai labai įprastas įvykis, kurį galite lengvai pamatyti savo akimis. Jei pasiimsite mažesnį daiktą, pvz., Savo mobilųjį telefoną, tada priartinkite jį prie savo akių, jis bus didelis, palyginti su jūsų didelio ekrano televizoriumi fone (ir kuo toliau jūsų telefonas yra nuo jūsų televizoriaus, tuo mažesnis bus televizorius. jūsų telefono atžvilgiu). Tas pats gali nutikti fotografuojant bet kurį objektą, įskaitant žmones.

Pavyzdžiui, jei fotografuojate asmenį su itin plataus kampo objektyvu iš arti, jo nosis, akys ir lūpos gali pasirodyti nerealiai didelės, o ausys gali atrodyti itin mažos arba net visiškai išnykti iš vaizdo. Pažvelkite į šias objekto, užfiksuoto plačiakampiu objektyvu, nuotraukas labai arti:

Pažiūrėkite į jo galvos dydį kairėje nuotraukoje – jis atrodo neproporcingai didelis, palyginti su jo kūnu. Jo akys, nosis ir lūpos yra labai išsiplėtusios, o ausys – nykštukinės.

Tai ta dalis, kuri, atrodo, glumina daugelį fotografų – židinio nuotolio santykį (arba jo nebuvimą) su perspektyvos iškraipymu. Galite išgirsti kai kuriuos fotografus sakant, kad norint fotografuoti žmones reikia naudoti didesnį židinio nuotolį, kitaip jie iškraipys dėl mažo objektyvo židinio nuotolio. Tai dažniausiai melagingas teiginys, nes lęšiai neturi perspektyvos. Išskyrus žuvies akies lęšius, visi objektyvai turi tą pačią perspektyvą – perspektyvą lemia ne objekto, o objekto atstumas, o ne židinio nuotolis. Yra iliuzija apie skirtingą lęšių perspektyvą, nes turėdami ilgą židinio nuotolį, turite stovėti toliau nuo objekto, kad juos kadruotumėte vienodai. Jei stovėtumėte tuo pačiu atstumu, objektas atrodytų visiškai toks pat! Taigi, jei imate 50 mm ir 85 mm objektyvą, perspektyvos tarp jų nesiskiria, jei jūs stovite toje pačioje vietoje ir objekto fotoaparato atstumas yra vienodas. Taip, objektas neabejotinai atrodytų mažesnis su 50 mm objektyvu dėl mažesnio židinio nuotolio / platesnio regėjimo lauko, tačiau perspektyva ir proporcijos būtų vienodos abiem. Taigi tokiais atvejais ilgesnio židinio nuotolio objektyvų esmė yra galimybė padidinti objektą kadre, išlaikant normalią perspektyvą. Teleobjektyvai stebuklingai neužfiksuoja perspektyvos iškraipymų – jie priverčia judėti atgal nuo objekto, o tai ir pakeičia perspektyvą.

Pažvelkite į šią raudonos spalvos automobilio nuotrauką:

Automobilis atrodo visiškai iškreiptas, nes stovėjau labai arti jo ir fotografavau plačiakampiu objektyvu („Nikon 14-24mm“). Atkreipkite dėmesį, kad kairė automobilio dalis atrodo neproporcingai didelė – net kairioji lemputė atrodo maždaug 50% didesnė nei dešinėje, nors žinote, kad jos abi yra vienodo dydžio. Automobilis užima didžiąją dalį rėmo, o viskas fone atrodo palyginti nedaug. Jei būčiau naudojęs įprastą objektyvą ir stovėčiau toje pačioje vietoje, galų gale tik dalis automobilio užpildytų visą rėmą. Vis dėlto, jei apkarpyčiau abu vaizdus tam pačiam regėjimo laukui, labai apkarpydamas plačiakampį kadrą, perspektyvos iškraipymo efektas būtų vienodas abiem.

Štai dar vienas perspektyvos iškraipymo pavyzdys:

Šiame San Francisko miesto gatvės vaizde keturi aukštų pastatai kairėje ir dešinėje atrodo didesni nei 48 aukštų „Transamerica Pyramid“ (ilgas pastatas tolumoje), nors iš tikrųjų jie yra daug mažesni, jei juos padėtumėte vienas šalia kito. Nes naudojau …