Poradnik - Fotografia Cyfrowa

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
aberacja chromatyczna
kategoria: cyfrowo i klasycznie
aberacja chromatyczna
niechciane kolory
Aberacja chromatyczna (inaczej zwana barwną) to wada obiektywu (soczewek), która
szczególnie często "daje się we znaki" na zdjęciach wykonanych aparatem cyfrowym.
Jej najczęstszym objawem są przekłamane i rozmazane kolory w miejscu gwałtownych
przejść tonalnych obrazu, między bardzo jasnym i ciemniejszym obiektem. Przykłady
aberacji chromatycznej ilustrują zdjęcia poniżej.
Jak widać, zafarb najczęściej występuje w miejscu gdzie intensywne światło (np.
światło nieba) „styka” się z umieszczoną bliżej obiektywu powierzchnią o mniejszej
luminescencji. Im większa różnica luminescencji przy krawędzi tym większe
file:///D|/DOKUMENTY/Czytelnia/Fotografowanie/_Poradnik_/Aberacja%20chromatyczna.htm (1 z 3) [2002-11-29 14:32:22]
aberacja chromatyczna
przekłamanie kolorystyczne. Efekt występuje praktycznie tylko przy powierzchni białej,
o dużej luminescencji, gdyż właśnie światło białe jest załamywane i rozszczepiane w
soczewce na poszczególne barwy w miejscu gwałtownego przejścia tonalnego.
Fizyczne wyjaśnienie tego zjawiska można znaleźć poniżej:
Soczewkę można traktować jako zbiór pryzmatów, więc i soczewka rozszczepia
promienie światła białego na promienie barwne.
Jeżeli więc rozpatrywać obraz punktu P, to trudno mówić o jednym obrazie, gdyż
promienie barwne utworzą odrębne obrazy P' dla każdej barwy osobno. Zamiast
punktowego obrazu widoczne będą na ekranie barwne tęczowe krążki. Istnieje, jak to
pokazano na rysunku, takie położenie ekranu (elementu CCD), przy którym plamka
świetlna przyjmuje wymiary najmniejsze. Tę plamkę można uważać za obraz punktu
P. Obrazy punktu P oznaczono Pf, Pz i Pc - zależnie od koloru rozszczepionej wiązki
światła.
Taka wada, występująca wskutek rozszczepienia światła na promienie barwne i
powodująca rozmazanie obrazu nazywa się aberacją chromatyczną.
_______________________________________________________________________
Ś
wiat
ł
o pochodz
ą
ce z punktu P, trafia do soczewki, gdzie jest rozszczepiane i tworzy
trzy wi
ą
zki promieni o kolorach: Pf - fioletowy, Pz -
ż
ó
ł
ty, Pc - czerwony.
Promienie wychodz
ą
c z soczewki tworz
ą
trzy ostre, barwne obrazy przedmiotu,
przesuni
ę
te wzgl
ę
dem siebie, zamiast jednego sk
ł
adaj
ą
cego si
ę
z wszystkich promieni.
Na obraz odwzorowywany na elemencie CCD przypada zazwyczaj promie
ń
ż
ó
ł
ty. Pozosta
ł
e
promienie zostaj
ą
odwzorowane na CCD nieostro w postaci barwnych plam (rysunek). Dzieje
si
ę
tak poniewa
ż
nie tworz
ą
najmniejszej mo
ż
liwej plamki, czyli obrazu obiektu, w miejscu
gdzie umieszczono element CCD. Na CCD tworz
ą
natomiast nieostry i rozmazany barwny
obraz (rysunek). T
ł
umaczy to równie
ż
barw
ę
zafarbów: fioletowo-niebieska lub czerwona.
_______________________________________________________________________
Aberację chromatyczną można usunąć przez odpowiedni dobór dwóch soczewek. Jeżeli
wziąć dwie soczewki, z których jedna jest wykonana ze szkła kronowego, a druga ze
szkła flintowego, to kąty łamiące obydwu soczewek można dobrać tak, że ich zdolności
rozszczepiania będą równe, podczas gdy kąty odchylenia promieni będą różne.
Ponieważ soczewki mają przeciwnie zwrócone krawędzie, rozszczepienia skompensują
się, ale układ zachowuje zdolność odchylania promieni. Taki układ soczewek nie
rozszczepia białych promieni na promienie barwne i nosi nazwę układu
achromatycznego, lub soczewki achromatycznej.
Ogólnie układem achromatycznym lub achromatem nazywa się każdy układ optyczny
wolny od aberacji chromatycznej. Układy takie ilustrują rysunki poniżej. Opis - jak
przy poprzednim rysunku.
file:///D|/DOKUMENTY/Czytelnia/Fotografowanie/_Poradnik_/Aberacja%20chromatyczna.htm (2 z 3) [2002-11-29 14:32:22]
 aberacja chromatyczna
Efekt aberacji chromatycznej pogłębiany jest zwykle przez np. nieostrość zdjęcia lub
dużą kompresję JPEG zapisywanego obrazu. Również sam algorytm interpolacji maski
matrycy CCD przyczynia się do uwypuklenia tego efektu. Najważniejszym jednak
czynnikiem jest tutaj jakość optyki aparatu. Kiepska optyka zawsze da efekt aberacji
chromatycznej, lepsza przynajmniej go zniweluje, w mniejszym lub większym stopniu.
Jedynym sposobem pozbycia się niechcianych kolorów jest obróbka barwna w
programie do edycji grafiki bitmapowej.
file:///D|/DOKUMENTY/Czytelnia/Fotografowanie/_Poradnik_/Aberacja%20chromatyczna.htm (3 z 3) [2002-11-29 14:32:22]
CCD
data aktualizacji: 1999-12-20
kategoria: cyfrowo
CCD
Elektroniczna klisza czyli jak dzia
ł
a p
ł
ytka
CCD
Technologię CCD (Charge Coupled Devices) wynaleziono w roku 1970 w laboratoriach
Bella i po dziś dzień element CCD jest najlepszym z sensorów optycznych stosowanych
w procesie elektronicznej rejestracji obrazu. Matryca CCD zbudowana jest z
elementów światłoczułych umieszczonych na płaskiej płytce w kolumnach i wierszach.
Ilość elementów decyduje o rozdzielczości uzyskiwanych, za jej pomocą, obrazów.
Fotony światła, padające na płytkę, powodują wyzwalanie się w jej elementach
ładunków elektrycznych (rys. 2.) Natężenie wzbudzanego prądu zależy od ilości
światła padającego na element światłoczuły. Następnie ładunki przekazywane są, w
odpowiedniej kolejności (rzędami) , do odpowiednich rejestrów odczytu. Wzmocniony
sygnał, z rejestru, wędruje do konwertera analogowo-cyfrowego, gdzie ładunki
elektryczne ulegają przetworzeniu do formy cyfrowej. Obraz zostaje poddany
kompresji i zapisany.
rys. 1.
Rzeczywisty kolor punktu obrazu
uzyskiwany jest na drodze interpolacji
punktów s
ą
siaduj
ą
cych. Na podstawie
sk
ł
adowych koloru s
ą
siednich
elementów obliczane s
ą
warto
ś
ci
sk
ł
adowe barwy centralnego punktu.
W momencie naciśnięcia spustu
migawki, światło pada na płytkę
CCD gdzie zostaje pomierzona
wartość jego natężenia dla
każdego elementu światłoczułego
macierzy. Zmierzona wartość
natężenia światła zamieniana jest
na odpowiadającą mu wartość
natężenia prądu. W ten sposób
otrzymujemy informację o jasności
rejestrowanego obrazu.
W celu otrzymania informacji o barwie poszczególnych jego części analizowane są
podstawowe kolory składowe: czerwony, zielony i niebieski. Każdemu sensorowi
macierzy przypisany jest jeden z nich. Sensor macierzy analizuje odpowiadający mu
kolor podstawowy. Rzeczywista barwa piksela uzyskiwana jest na drodze interpolacji
pikseli leżących w sąsiedztwie (rys. 1.)
file:///D|/DOKUMENTY/Czytelnia/Fotografowanie/_Poradnik_/CCD.htm (1 z 2) [2002-11-29 14:32:33]
CCD
rys. 2.
Schemat dzia
ł
ania elementu
CCD. Padaj
ą
ce na p
ł
ytk
ę
ś
wiat
ł
o
zamieniane jest na impulsy elektryczne,
które przekazywane s
ą
nast
ę
pnie do
odpowiednich rejestrów.
Dane o kolorze przesyłane są do
procesora sygnałowego, który
dokonuje korekty barwy i szumu
spowodowanego niestabilnością
poszczególnych elementów
pomiarowych. Później następuje
kompresja i zapis obrazu w formie
cyfrowej.
Rozdzielczość macierzy CCD
kształtuje się obecnie na poziomie
1,3 mln/piks średnio dla
ogólnodostępnych aparatów
cyfrowych. Pozwala to uzyskiwać obrazy o rozdzielczości około 1024x968piks, przy 24
bitach koloru na piksel.
Wszystkie prawa do materiałów zamieszczonych na stronach
zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja bez zgody autorów zabroniona.
file:///D|/DOKUMENTY/Czytelnia/Fotografowanie/_Poradnik_/CCD.htm (2 z 2) [2002-11-29 14:32:33]
[ Pobierz całość w formacie PDF ]