background image

 

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. 

background image

 

 
  

 

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, 

background image

 

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.  

background image

 

 

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.

 
 

background image

 

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.