렌즈에는 몇 가지 광학 수차 유형이 있습니까? 그리고 그들은 무엇입니까?


답변:


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렌즈에 발생할 수있는 수많은 종류의 광학 수차가 있습니다. 색수차는 그중 하나 일뿐입니다. 일부는 더 과감하고, 일부는 더 미묘합니다.

렌즈 플레어

아마도 가장 일반적으로 알려진 수차는 렌즈 플레어입니다. 플레어는 비 입사광이 렌즈에 입사하여 다양한 렌즈 요소 및 / 또는 다이어프램에서 반사 될 때 발생합니다. 이 효과는 충분히 강할 때 밝은 점과 줄무늬를 만들 수 있으며 발생하는 대비에 해로운 영향을 줄 수 있습니다. 플레어는 일반적으로 태양과 같은 밝은 주변 장면이 아닌 광원이나 장면을 비추는 밝은 빛으로 인해 발생합니다.

렌즈 후드를 사용하여 플레어를 완화하거나 제거 할 수 있습니다. 망원 렌즈의 경우 둥근 후드는 모든 비 입사광을 차단합니다. 더 넓은 렌즈의 경우 센서의 넓은 폼 팩터를 고려하여 꽃잎 모양의 후드가 가장 좋습니다. 다중 코팅 렌즈 요소는 원하지 않는 반사를 줄이는 데 도움이되며 전면 및 후면 렌즈 요소에 사용될 때 특히 모든 내부 렌즈 요소에 사용될 때 플레어 링을 크게 줄일 수 있습니다. 자체 결함이있는 추가 유리 요소 인 필터는 플레어 가능성을 높입니다.

고 스팅

플레어와 마찬가지로 고 스팅은 빛이 센서에서 반사되어 후면 렌즈 요소에서 반사되어 센서로 돌아 오는 결과입니다. 고 스팅은 일반적으로 주 이미지의 중앙에 부드러운 복제본을 만듭니다. 난시를 가진 사람이 보는 것, 약간 흐릿하거나 줄무늬가있는 장면의 사본과 다소 비슷해 보일 수 있습니다.

고품질 렌즈는 milti-coated 렌즈 요소를 사용하여 반사를 최대한 줄이며 고 스팅이 가능한 경우를 제한 할 수 있습니다. 그러나 반사를 완전히 제거하는 것은 불가능하며 올바른 시나리오에서는 고 스팅이 항상 어느 정도 가능합니다.

왜곡

비정상적인 렌즈 동작의 다른 유형은 왜곡입니다. 핀쿠션과 배럴의 두 가지 종류가 있습니다. 대부분의 줌 렌즈에서 초점 거리가 극단 일 때 왜곡이 발생합니다. 저렴한 렌즈는 종종 고품질 렌즈보다 왜곡에 더 큰 문제가 있지만, 거의 모든 렌즈는 어느 정도의 왜곡 (프라임 포함)을 갖습니다. 눈에.니다. 벽돌 벽이나 건물과 같이 왜곡의 영향을 명백하게하는 피사체를 촬영하지 않는 경우 왜곡은 큰 문제가되지 않을 수 있습니다.

핀쿠션 및 배럴 왜곡 외에도 많은 렌즈가 원근감있는 왜곡을 만듭니다. 특히 광각 렌즈를 사용하면 매우 넓은 초점 거리를 사용할 때 원근 왜곡이 나타납니다.

종종 TS 또는 틸트-시프트 렌즈라고하는 특정 유형의 렌즈는 배럴 또는 핀쿠션 왜곡이 거의 발생하지 않는 경향이 있습니다. 이러한 렌즈는 일반 초점과 줌에 대한 두 가지 추가 제어 기능을 제공합니다 : 기울기와 이동. 이러한 추가 컨트롤을 사용하여 사진 작가는 원근 왜곡을 어느 정도 해소하고 이미지에 적절한 정도의 해협 원근을 복원 할 수 있습니다.

구면 수차

구면 수차는 카메라 렌즈에서 발생할 수있는 또 다른 유형의 광학 수차입니다. 중심에 비해 렌즈의 가장자리에서의 굴절 차이로 인해 초점에 수렴하는 것이 아니라 빛의 수렴이 부적절합니다. 구면 수차는 일반적으로 선명하고 선명하지 않고 초점이 부드럽습니다.

구면 수차는 몇 가지 방식으로 수정 될 수 있습니다. 구형의 볼록한 렌즈와 오목한 렌즈의 조합은 빛의 수렴을 보정하는 데 사용될 수 있습니다. 현대의 고급 전문가 용 렌즈에는 종종 비구면 렌즈 요소가 포함되어 있습니다. 비구면 렌즈 요소는 가장자리와 중앙에서 더 많은 굴절을 일으켜 주어진 초점 길이에 대해 적절한 수렴을 만듭니다.

소프트 포커스 인물 렌즈와 같은 일부 렌즈는 의도적으로 일정량의 구면 수차를 남겨 두어보다 만족스러운 사진을 만듭니다. 이러한 경우 구면 수차가 바람직한 효과이며 렌즈에서 명시 적으로 찾을 수 있습니다.

혼수

구면 수차와 관련하여, 코마 틱 수차는 축외 점 광원에서 발생하는 굴절 문제입니다. 구면 렌즈 요소의 가장자리 근처의 굴절 차이로 인해 축외 점 소스가 초점면에서 늘어나거나 "할로 어"보일 수 있습니다. 코마는 일반적으로 점 광원의 구면 수차와 색수차를 결합하여 혜성처럼 보이는 효과를 만듭니다.

코마는 일반적으로 가장자리 왜곡을 최소화하기 위해 적절한 곡률의 렌즈를 사용하여 제어됩니다. 카메라 렌즈에서, 이러한 광학 수차를 최소화하기 위해 렌즈 요소의 조합이 일반적으로 요구된다. Comatic aberration은 야간 촬영이나 천체 사진 촬영을하는 사람들에게 큰 영향을 미치는 문제입니다. 이러한 시나리오에서 포인트 광원이 가장 일반적입니다.

회절

마지막 유형의 왜곡도 가능하며 모든 카메라에서 널리 사용됩니다. 회절은 파형의 특성상 빛의 영향입니다. 파도가 가장자리 나 개구부에 닿으면 주위로 구부러지는 경향이 있습니다. 카메라의 다이어프램을 통해 조리개 또는 빛이 센서로 전달되는 개구부를 제어 할 수 있습니다. 조리개를 통해 센서에 도달하는 빛의 양을 제어 할 수 있지만 결과적으로 공기가 많은 디스크라는 효과를 통해 회절 흐림 현상이 발생할 수 있습니다.

충분히 넓은 조리개에서 회절은 문제를 일으키지 않을 정도로 낮습니다. 그러나 모든 센서의 회절 한계는 회절의 영향으로 이미지 품질에 영향을 미치기 시작합니다. 대부분의 센서의 경우 약 f / 8 ~ f / 11입니다. 센서에서 포토 사이트가 클수록 각 포토 사이트 주변의 마이크로 렌즈가 더 효과적 일수록 제한 조리개가 높아집니다. 조리개가 회절 한계 아래로 충분히 멈출 때, 공기가 많은 디스크 효과는 빛이 의도 한 센서 픽셀 (포토 사이트)을지나 블리드되어 다른 사람들에게 영향을 줄 수 있습니다. f / 22 이하의 조리개는 일반적으로 더 단단한 조리개를 사용하여 게인을 상쇄하기에 충분한 선명도 손실을 유발하기 시작합니다.

빛의 회절은 렌즈의 다이어프램으로 인해 발생하지만 그 결과는 카메라의 센서에 따라 달라집니다. 하이 엔드 DSLR 카메라 본체의 대형 풀 프레임 센서는 보급형 DSLR 카메라 본체의 소형 센서보다 작은 회절로 인해 문제가 발생할 수 있으며, 이는 대부분의 점에서 작은 픽셀 밀도 센서보다 현저히 적은 문제를 나타냅니다. 카메라를 촬영합니다.


좋은 대답입니다. nit picks : 렌즈 플레어에서 대비 손실은 밝은 점이나 줄무늬의 전제 조건이 아닙니다. 코팅은 플레어를 완화시키는 데 도움이됩니다 (앞서 언급 한대로 고 스팅과 함께). 또한 꽃잎 모양의 후드는 항상 망원 사진을 포함한 모든 렌즈에서 최고입니다. 대부분의 (소비자) 망원 사진에는 회전하는 전면 요소가 있으므로 둥근 후드가 사용됩니다. 많은 프로 망원 사진은 꽃잎 모양의 후드를 사용합니다. 일부는 바닥에 평평하게 놓이는 비용과 비용을 위해 회전 FE가없는 둥근 후드를 사용합니다. 회절은 렌즈가 아니라 픽셀 간격의 광학 수차입니다.
Eruditass

@Eruditass : 기술적으로 말하면, 회절은 장애물 주위의 빛의 구부러짐이며 픽셀과는 거의 관련이 없습니다. 카메라와 관련하여 빛이 최대 설정보다 낮은 조리개를 통과하면 회절이 발생합니다. 조명 파형의 왜곡은 바람이 잘 통하는 디스크라는 것을 만듭니다. 작은 조리개를 사용하면 에어리 디스크 효과가 한 번에 두 개 이상의 픽셀에 영향을 줄 정도로 커져 이미지가 부드러워집니다. 픽셀이 클수록 조리개에 문제가 생길 필요가 없어 지므로 렌즈 관련이 있습니다.
jrista

@ jrista : 사실, 나는 수차가 모든 렌즈와 조리개에서 동일하다는 점을 강조하고 싶었지만, 수차의 모양은 전적으로 언급하지 않은 픽셀 간격에 전적으로 달려 있습니다. 이것은 "더 나은"센서와 관련이 없습니다.
Eruditass

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@ jrista 구면 수차는 몇 가지 이유로 언급 할 가치가 있다고 생각합니다. 첫째, 완전히 수정하는 것이 바람직하지 않을 수도있는 많은 고전적인 인물 렌즈의 모양의 큰 부분이기 때문에 약간 특별한 상태를 가지고 있습니다. . 둘째, 모든 사람들이 새로운 asph 렌즈를 구매하지는 않을 것입니다. 또한 "대부분의"최신 렌즈에는 비구면 요소가 포함되어 있지만 어느 쪽의 증거도 없다는 아이디어가 있습니다. 사실, 오래된 렌즈를 구매하는 사람들이 새로운 렌즈를 구입하는 사람들보다이 답변에 훨씬 더 관심이있을 것입니다. 그것이 그들이 다루어야 할 것입니다!
ex-ms

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@ jrista : 복고풍 모자 팁 주셔서 감사합니다. 나는 이것이 머리카락을 쪼개고 있다는 것을 완전히 알고 있으므로 무시하십시오. 구면 수차가 제대로 보정되지 않은 소프트 포커스 인물 렌즈가 아닙니다. 약간의 보정 부족은 초점이 맞지 않는 영역을 더 매끄럽게 만드는 경향이 있으므로 Nikkor 105 / 2.5와 같이 "날카롭지 만 임상 적이 지 않은"많은 렌즈에 사용됩니다.
ex-ms

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더 사진 작가 중심의 답변을 작성하려고합니다. 렌즈와 관련된 다른 문제는 다음과 같습니다.

  • 비네팅 -프레임의 모서리가 중앙보다 어둡습니다.
    • 뷰 파인더 / 화면에서 눈에 띄는
    • 피하기 위해-조리개를 멈추고 필터는 더 나 빠지게 만들 수 있습니다.
    • 후 처리-상대적으로 수정하기 쉬움
    • 파노라마 촬영에 특별한주의가 필요
    • 비네팅을 디테일 손실이나 가장자리의 대비 손실과 혼동해서는 안됩니다.
  • 렌즈 플레어 -태양 흑점 또는 프레임의 낮은 대비 영역
    • 뷰 파인더 / 화면에서 일반적으로 눈에 띄는
    • 피하기 위해-렌즈 후드를 사용하고, 가능하면 사진에서 밝은 점을 피하도록 위치를 변경하십시오. 필터는 더 나 빠지게 만들 수 있습니다.
    • 후 처리-세부 사항이 많은 영역에서 수정하기 어려움
  • 회절 -너무 많이 멈 추면 이미지가 부드러워지기 시작합니다 (센서 요소 밀도에 따라 f8-f16 이상)
    • 확대하면 화면에 표시
    • 피하기 위해-회절 한계를 알고 그 이상을 멈추지 마십시오. 값 비싼 대안은 틸트-시프트 렌즈에 기울기를 사용하는 것입니다
    • 후 처리-수정할 수 없습니다
    • 회절은 훨씬 일반적인 초점 오류 및 카메라 흔들림과 혼동되어서는 안됩니다 (후자는 방향 흐림)
  • 색수차 -하이라이트의 가장자리에있는 녹색 / 자홍색 광선 (일반적으로 "자주색 프린지"라고 함)
    • 확대하면 화면에 표시
    • 피하기-렌즈의 달콤한 점을 알고 중지하십시오
    • 후 처리-수정하기 쉬움
  • 왜곡 -수직 및 수평선이 프레임 가장자리에서 구부러집니다 (배럴 왜곡-바깥 쪽 곡선, 핀쿠션 왜곡-안쪽 곡선, 복잡한 왜곡-물결 모양의 곡선)
    • 뷰 파인더 / 화면에서 쉽게 눈에.니다.
    • 피하기 위해-당신이 더 나은 렌즈를 사용할 수 없다면 당신은 할 수 없습니다
    • 후 처리-비교적 수정하기 쉬움 (복잡한 왜곡 제외)
    • 파노라마 촬영에 특별한주의가 필요

실제로 같은 범주에 있지는 않지만 렌즈의 매우 중요한 측면은 해상도입니다 . 또는 실제로 코마, 비 점수차, 필드 곡률 등과 같은 다양한 다른 수차로 인해 가장자리를 향한 해상도 손실에 관심 이 있습니다. 사후 처리에서 수정할 수 없으므로 중지하고 시도해야합니다.

완벽한 렌즈같은 것은 없으며 모든 렌즈는 광학 설계 중에 만들어진 타협으로 인해 어느 정도의 수차를 가지고 있음 을 명심해야합니다 .


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엄격히 '광학'(즉, 파면) 수차는 다음과 같습니다.

  1. 디 포커스 (필드 곡률)
  2. 구면 수차
  3. 혼수
  4. 난시
  5. 필드 곡률
  6. 이미지 왜곡

그러나 사진에 주로 영향을 줄 수있는 것은 다음과 같습니다.

색수차-이미지의 다른 위치에 다른 색상이 초점을 맞추므로 밝은 물체 주위, 특히 하늘에 무지개가 생깁니다.

플레어 / 고 스팅-유리나 금속 몸체에서 빛이 렌즈 내부에 산란됩니다. 이렇게하면 영화에서 가끔 볼 수있는 태양을 향한 컬러 원 행이 만들어지고 이미지의 대비가 줄어 듭니다.


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  1. 구면 수차 : 렌즈의 축 근처에서 나오는 광선이 초점면에 도달하여 특정 거리의 다운 스트림 정점에 도달합니다. 렌즈의 가장자리에서 나오는 광선은 다른 거리에서 꼭짓점을 형성합니다.

  2. Coma : 구면 수차와 관련이 있지만 초점에서 생성 된 패치가 디스크가 아니라 그 모양이 혜성과 유사하다는 점이 다릅니다.

  3. 난시 : 패치는 타원형입니다.

  4. 필드 곡률 : 렌즈의 초점은 디지털 센서의 평평한 표면과 같은 평평한 표면에 형성되어야합니다. 대신, 센서의 표면은 보울 내부처럼 구부러져 야합니다.

  5. 왜곡 : 직사각형 피사체는 모든면이 정사각형 인 직사각형으로 이미지화되어야합니다. 대신에 측면이 바깥쪽으로 튀어 오름 (배럴) 및 / 또는 안쪽으로 튀어 나오는 (핀쿠션) 사각형 이미지.

  6. 가로 색수차 : 렌즈에서 같은 거리에서 파란색과 빨간색 빛이 초점을 맞추지 만 초점 거리는 약간 다릅니다.

  7. 종 방향 색수차 : 이미지의 실제 위치는 파장의 함수입니다. 적색 이미지 평면은 렌즈로부터 더 멀리 형성된다. 보라색 이미지 평면이 먼저 형성됩니다. 다른 색은 중간에 형성됩니다. 각 컬러 이미지는 크기가 약간 다릅니다.

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