Solução completa para os defeitos ópticos das lentes fotográficas: causas de aberração cromática axial/ampliação, aberração esférica, coma e astigmatismo e melhoria da redução da abertura

1. Causas físicas das cinco principais aberrações ópticas monocromáticas (Aberrações de Seidel)

Devido às limitações das propriedades físicas de refração de uma lente esférica ideal, a luz não pode convergir perfeitamente para um ponto puro, resultando em cinco aberrações monocromáticas clássicas:

1. Aberração Esférica:
   -Causa: O foco da luz refratada através da borda da lente está mais próximo da lente do que o foco da luz refratada através do centro da lente, resultando em um círculo borrado antes e depois do foco.

• Sintomas: Quando a grande abertura está totalmente aberta, toda a tela apresenta uma camada de névoa branca (foco suave de baixo contraste).
• Melhoria: Diminua a abertura em 1-2 pontos e desapareça significativamente ou use lentes asféricas para corrigi-la.

2. Coma:

• Causa: A ampliação não é igual quando o feixe incidente oblíquo fora do eixo passa por diferentes áreas da lente.
• Caracterização: A fonte de luz pontual na borda da fotografia do céu estrelado ou cena noturna é alongada e rasgada em uma cauda radial divergente semelhante a um "cometa" ou "pequena andorinha voando", destruindo a forma da ponta da estrela da borda.

3. Astigmatismo e curvatura de campo:

• Astigmatismo: Os pontos de foco na direção sagital (Sagital) e na direção meridional (Meridional) não estão no mesmo plano focal, fazendo com que as linhas cruzadas na borda da imagem não consigam estar em foco ao mesmo tempo.
• Curvatura de campo: A melhor superfície de foco da lente não é uma superfície plana, mas um fundo esférico curvo em forma de tigela, fazendo com que as bordas fiquem fora de foco e borradas quando o centro da imagem estiver em foco.

2. Dois ramos da aberração cromática: aberração cromática axial vs. aberração cromática de ampliação

Luz de diferentes comprimentos de onda (vermelho, verde, azul) tem diferentes índices de refração no vidro óptico (fenômeno de dispersão):

1. Aberração cromática axial (CA longitudinal/axial) - "Borda verde-púrpura fora de foco":

• Mecanismo físico: A luz vermelha tem comprimento de onda longo e índice de refração pequeno e fica atrás do sensor; a luz azul-violeta tem um grande índice de refração e cai na frente do sensor.
• Sintomas: Uma borda difusa roxa/magenta aparece na borda de alto contraste na frente do plano focal, enquanto uma borda verde aparece na borda atrás do plano focal.
• Método de eliminação: A abertura deve ser reduzida (de f/1.4 a f/2.8 ou f/4, a convergência será grande); a lente acromática avançada (APO - Apochromat) usa fluorita (Fluorita) e lente de dispersão extrabaixa (ED) para convergir os três comprimentos de onda para o mesmo ponto.

2. CA Lateral/Transversal — "Borda Vermelha e Borda Azul":

• Mecanismo físico: Devido às diferentes ampliações no plano focal após a refração dos raios fora do eixo, os tamanhos das imagens de luz vermelha e de luz azul são diferentes.
• Sintomas: Somente nas bordas extremas e nos quatro ângulos polares da tela, bordas de cores sutis vermelho-ciano ou azul-amarelo brilhantes aparecem nas bordas de objetos de alto brilho.
• Recursos: Reduzir a abertura não melhora isso em nada! No entanto, por se tratar de um erro de escala puramente geométrico, marcar "Remover aberração cromática" na câmera ou no Lightroom pode atingir quase 100% de correção digital perfeita sem perdas.

3. Tabela quantitativa de amplitude de melhoria de contração de abertura

Compreender a sensibilidade de diferentes aberrações à contração da abertura pode extrair a melhor resolução com a abertura mais científica em filmagens reais:

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