1

Potrójne widzenie, czyli skąd się bierze aberracja chromatyczna?

Aberracja chromatyczna należy do podstawowych wad układów optycznych, a więc i
obiektywów. Najczęściej można ją zaobserwować w pobliżu krawędzi obrazu w postaci
barwnych obwódek wokół kontrastowych elementów, np. gałęzi drzewa na tle jasnego
nieba.

Aberracja chromatyczna uwidacznia się w postaci barwnych obwódek wokół kontrastowych krawędzi.

Pojawianie się owych obwódek spowodowane jest tym, że światło o różnej barwie (odmiennej
długości fali) załamywane jest przez soczewki obiektywu pod różnym kątem – tak jak dzieje się to
podczas rozszczepiania światła za pomocą pryzmatu. Skutkiem tego światło o różnej barwie
ogniskowane jest w różnych punktach – w centrum obrazu powoduje to spadek ostrości, w
narożnikach powstają dodatkowo wspomniane barwne obwódki.

Dla światła padającego z kierunku zbliżonego do osi optycznej (a więc w centrum kadru) aberracja
chromatyczna skutkuje przede wszystkim spadkiem ostrości obrazu.

2

Przy brzegach kadru aberracja chromatyczna powoduje przesunięcie obrazu tworzonego przez światło
o różnej barwie, a w efekcie powstanie barwnych obwódek wokół kontrastowych krawędzi (na
rysunkach nie są zachowane skala i kąty załamania).

Aberrację chromatyczną najłatwiej zauważyć na prześwietlonych obszarach zdjęcia.

Walka przeciwieństw

Chociaż aberracja chromatyczna jest bardziej widoczna na zdjęciach barwnych, zwalczano ją już w
optyce przeznaczonej do wykonywania zdjęć czarno-białych. Po pierwsze, powoduje ona spadek
ostrości obrazu, po drugie utrudnia manualne ustawianie ostrości – oko ludzkie jest najbardziej czułe
na żółto-zieloną część widma, jednak najbardziej "efektywne" fotograficznie jest światło niebieskie,

3

którego ognisko leży bliżej. Najprostszą metodą skorygowania aberracji chromatycznej jest połączenie
dwóch elementów optycznych o przeciwnym działaniu, czyli soczewki skupiającej i rozpraszającej.
Soczewka rozpraszająca załamuje promienie światła w odwrotnym kierunku, i tym samym niweluje
rozszczepienie światła. Gdyby jednak oba elementy wykonane były z tego samego szkła, zniwelowany
zostałby również efekt skupiający takiego układu, dlatego stosuje się pary elementów wykonane ze
szkła o różnym współczynniku załamania, np. typu kron (potasowe szkło optyczne o niewielkim
współczynniku załamania, n=1,52) i flint (szkło ołowiowe o dużym współczynniku załamania,
n=1,66). W ten sposób otrzymujemy układ optyczny zwany achromatem, w którym ogniska dla
dwóch składowych światła (zwykle czerwonej i niebieskiej) niemal pokrywają się. W dalszym ciągu
pozostaje tzw. ognisko wtórne dla barwy zielonej. Układ achromatyczny pozwala też na częściowe
skorygowanie aberracji sferycznej (tym razem, dla odmiany, dla koloru zielonego).

Achromat pozwala zogniskowac w jednym punkcie dwie barwy składowe. Trzecia składowa
ogniskowana jest w tzw. ognisku wtórnym (na rysunku nie są zachowane skala i kąty załamania).

Wraz z upowszechnieniem się fotografii barwnej istotne stało się skorygowanie aberracji
chromatycznej dla całego widma światła widzialnego. Wymaga to bardziej skomplikowanego układu
optycznego, zwanego apochromatem. Pozwala on uzyskać jedno, wspólne (są pewne niewielkie
odchylenia, ale brak wyraźnego ogniska wtórnego) ognisko dla trzech barw podstawowych, a więc
zlikwidować aberrację chromatyczną.

4

Konstrukcja panchromatyczna umożliwia zogniskowanie wszystkich barw składowych niemal w jednym
punkcie, a w efekcie skorygowanie aberracji chromatycznej (na rysunku nie są zachowane skala i kąty
załamania).


Szkło do specjalnych zastosowań

Ponieważ klasyczny panchromat pozwala uzyskać jedynie dość ciemne układy optyczne, stosuje się
specjalne gatunki szkła o zmniejszonym współczynniku rozszczepiania (dyspersji), zwane szkłem
niskodyspersyjnym. Istnieje wiele gatunków takiego szkła, a dodatkowo każdy z producentów
wprowadza dla niego różne oznaczenia: Nikon – ED, Canon – UD, Sigma – SLD, ELD, Tokina – SD,
HLD, Tamron – LD, AD. Niektóre z nich, takie jak AD (Anomalous Dispersion) Tamrona to materiały o
nieliniowej charakterystyce rozszczepienia – zwykle o najmniejszym współczynniku na krańcach
widma, w więc dla barwy czerwonej i niebieskiej. Te nowoczesne gatunki szkła pozwalają uzyskać
jeszcze precyzyjniejsze ogniskowanie całego widma światła białego w jednym punkcie, a więc
skorygować aberrację chromatyczną.

Szkło niskodyspersyjne charakteryzuje się niskim współczynnikiem rozszczepienia światła.

5

Innym materiałem, z którego wykonuje się soczewki, jest fluoryt (fluorek wapnia). Ten przezroczysty
minerał charakteryzuje się bardzo niskim współczynnikiem rozproszenia. Ponieważ jest kruchy i
wrażliwy na zmiany temperatury, stosuje się go raczej w obiektywach wysokiej klasy, np. Canon EF
100–400 mm F/4.5–5.6L IS USM czy Canon EF 70–200 mm F/4L USM.

Aberracja niegroźna?
Silną aberrację chromatyczną rzadko możemy dziś zaobserwować na zdjęciach wykonywanych
nowoczesnymi aparatami cyfrowymi. Z jednej strony, coraz częstsze stosowanie szkła
niskodyspersyjnego, nawet w tanich obiektywach i aparatach kompaktowych, powoduje, że natężenie
tego zjawiska zwykle nie jest zbyt silne. Z drugiej strony zaś, niektórzy producenci aparatów, jak np.
Panasonic, "walczą" z aberracją chromatyczną (i innymi wadami obrazu) podczas obróbki zdjęcia przez
procesor aparatu. W wypadku, gdy układ taki dokładnie "zna" charakterystykę obiektywu, może z
niezłym skutkiem skorygować przesunięcie obrazu dla poszczególnych barw podstawowych. Podobnie
rzecz ma się w wypadku obrabiania zdjęć zapisanych w formacie RAW. Nieco mniej skuteczna korekta
programowa będzie w przypadku zdjęć zapisanych w JPEG-ach. Tu, ze względu na przeprowadzony
przez aparat proces interpolacji obrazu, informacja o barwie i jasności każdego piksela ma wpływ na
punkty sąsiednie, dlatego spadku ostrości spowodowanego aberracją chromatyczną nie da się
całkowicie zniwelować, jednak barwne obwódki z powodzeniem da się usunąć.

Czy nie należy, zatem przejmować się takim defektem obrazu? Aż tak lekceważąco do tego problemu
podejść nie można. Zawsze lepiej dysponować aparatem czy tez obiektywem, który da nam obraz,
którego nie trzeba będzie każdorazowo korygować, by uzyskać akceptowalne efekty. Dlatego też, jeśli
mamy do wyboru dwie wersje tego samego obiektywu w wersji z soczewkami niskodyspersyjnymi lub
bez, wybierzmy tę nowocześniejszą. Nie jest to może porada zbyt odkrywcza, ale jest to element, na
którym nie warto oszczędzać.