Optyka w fotografii

Ciemnia optyczna camera obscura wykorzystuje zjawisko prostoliniowego rozchodzenia się światła skrzynka (pudełko) z małym okrągłym otworkiem na jednej ściance i przeciwległą ścianką ze szkła matowego na matówce powstaje odwrócony obraz przedmiotu przed otworkiem od wielkości otworka zależy ostrość obrazu oraz jasność pinhole camera

Soczewka bryła szklana ograniczona dwiema wypolerowanymi powierzchniami kulistymi lub jedną kulistą a drugą płaską rodzaje soczewek:

Soczewka jako obiektyw

Soczewka jako obiektyw I - przedmiot leży w dosyć dużej odległości przed obiektywem - obraz rzeczywisty, pomniejszony odwrócony kliszę umieszcza się nieco za ogniskiem obrazowym typowy obiektyw II - przedmiot zbliża się do odległości podwójnej ogniskowej - obraz również rośnie do wielkości przedmiotu przsuwając się do tyłu do odległości podwójnej ogniskowej

Soczewka jako obiektyw III - przedmiot przesuwa się dalej w kierunku ogniska przedmiotowego - obraz rośnie i oddala się od ogniska obrazowego typowy przypadek dla wykonywania powiększeń oraz dla makrofotografii IV - przedmiot pomiędzy ogniskiem a soczewką - nie powstaje obraz rzeczywisty po drugiej stronie soczewki A co stanie się gdy odległość przedmiotu od soczewki będzie stała, natomiast zmieni się jej ogniskowa?

Błędy obrazów optycznych aberacja chromatyczna - powstaje w wyniku rozszczepienia światła białego na soczewce zamiast punktowego obrazu widoczne są kolorowe krążki usuwa się ją poprzez odpowiedni układ dwóch soczewek o różnych współczynnikach załamania soczewka achromatyczna

Aberacja chromatyczna

Błędy obrazów optycznych aberacja sferyczna - zjawisko uginania się promieni świetlnych im bardziej punkt przejścia światła zbliża się ku brzegowi urządzenia (czyli oddala od jego osi optycznej), tym bardziej uginają się promienie świetlne efektem jest spadek ostrości obrazu eliminowany przez nadanie odpowiedniego kształtu soczewce i zastosowanie układu soczewek

Aberacja sferyczna

Błędy obrazów optycznych koma - wiązka promieni świetlnych wychodząca z punktu położonego poza osią optyczną tworzy po przejściu przez układ plamkę w kształcie przecinka lub komety stopień zniekształcenia jest tym większy im dalej od osi optycznej układu znajduje się źródło światła obiektyw lub układ optyczny wolny od komy nazywa się aplanatem

Koma

Błędy obrazów optycznych astygmatyzm -promienie padające w dwóch prostopadłych płaszczyznach są ogniskowane w różnych punktach wywołuje obraz nieostry i zniekształcony niweluje się poprzez odpowiednie kształty soczewek i stosowanie przesłony układ anastygmatyczny

Astygmatyzm

Błędy obrazów optycznych krzywizna pola - wiązka promieni świetlnych wychodząca z punktu położonego poza osią optyczną tworzy po przejściu przez układ plamkę zogniskowaną zamiast na płaszczyźnie obrazowej, na czaszy wklęsłej lub wypukłej objawia się np. w niemożności zogniskowania obrazu na płaskiej kliszy usuwa się ją poprzez odpowiedni dobór soczewek

Krzywizna pola

Błędy obrazów optycznych dystorsja - polega na różnym powiększeniu obrazu w zależności od jego odległości od osi optycznej instrumentu zniekształcenia rosną na zewnątrz obrazu w zależności od kształtu zniekształcenia wyróżnia się dystorsję beczkową i poduszkową koryguje się poprzez odpowiednie umieszcznie przesłony

Dystorsja

Dystorsja

Dystorsja

Błędy układów optycznych winietowanie - niedoświetleniu brzegów kadru niedoskonałość optyki urządzenia zakłócenie brzegów toru optycznego innymi elementami urządzenia nieodpowiednie oświetlenie mający zwrócić uwagę na środku kadru jest to wada całego układu soczewek (np obiektywu) zazwyczaj przymknięcie przysłony zmniejsza wadę niekiedy celowo wprowadzany efekt artystyczny

Błędy układów optycznych flara - rząd różnobarwnych kół lub wielokątów powstający na zdjęciu efekt odbić nieporządanego światła na elementach optycznych obiektywu powstaje najczęściej przy fotografowaniu w kierunku źródła światła ( pod słońce ) minimalizuje się poprzez stosowanie powłok antyodblaskowych soczewek, stosowanie osłon na obiektyw niekiedy celowo wprowadzany efekt artystyczny