انحراف کروماتیک (Chromatic Aberration) در لنز چیست؟

انحراف کروماتیک (chromatic aberration) ، که به عنوان “حاشیه ی رنگ” یا “حاشیه ی بنفش” نیز شناخته می شود، یک مشکل نوری رایج است و زمانی رخ می دهد که یک لنز، نتواند تمام طول موج های رنگ را به صفحه ی کانونی یکسان برساند، و یا زمانی که طول موج های رنگ در موقعیت های مختلف در صفحه ی کانونی، فوکوس می شوند. انحراف کروماتیک به دلیل پراکندگی رنگ های مختلف نور لنز که با سرعت های مختلف از درون آن حرکت می کنند؛ ایجاد می شود. در نتیجه، تصویر ممکن است تار به نظر برسد یا لبه های رنگی؛ (قرمز، سبز، آبی، زرد، بنفش، سرخابی) می توانند در اطراف اجسام، به خصوص در موقعیت هایی با کنتراست بالا ظاهر شوند.

همانطور که در زیر نشان داده شده است، یک لنز عالی تمام طول موج ها را در یک نقطه ی کانونی متمرکز می کند، جایی که بهترین فوکوس با “دایره ی کمترین آشفتگی” قرار دارد:

در واقعیت، ضریب شکست برای هر طول موج در لنزها متفاوت است، که باعث ایجاد دو نوع انحراف کروماتیک می شود – انحراف کروماتیک طولی و انحراف کروماتیک جانبی.

انحراف طولی (Longitudinal Chromatic Aberration)

انحراف کروماتیک طولی، که به عنوان “LoCA” یا “حاشیه ی بوکه” نیز شناخته می شود، همانطور که در زیر نشان داده شده است، زمانی رخ می دهد که طول موج های مختلف رنگ پس از عبور از یک لنز در یک نقطه ی یکسان؛ همگرا نمی شوند:

لنزهایی که دارای مشکل انحراف کروماتیک طولی هستند، می توانند در سراسر عکس حتی در مرکز آن، باعث ایجاد حاشیه در اطراف اشیاء شوند. قرمز، سبز، آبی یا ترکیبی از این رنگ ها می توانند در اطراف اجسام ظاهر شوند. انحراف کروماتیک طولی را می توان با متوقف کردن لنز؛ به طور چشمگیری کاهش داد. لنزهای پرایم با دیافراگم سریع معمولا نسبت به لنزهای کندتر، بیش تر مستعد LoCA هستند.

در اینجا یک نمونه از Longitudinal Chromatic Aberration وجود دارد که در فواصل مختلف قابل مشاهده است:

NIKON D3S + 35mm f/1.4 @ 35mm, ISO 200, 1/320, f/1.4

به رنگ سبز بالای تصویر که در وسط به رنگ خنثی تبدیل می‌شود، سپس در قسمت پایینی تصویر که به دوربین نزدیک ‌تر است، بنفش می‌شود؛ توجه کنید. این نوع انحراف کروماتیک طولی حتی در لنزهای گران قیمت و پیشرفته مانند Nikon 35mm f/1.4G نیز وجود دارند. این نوع حاشیه ی انحراف کروماتیک طولی (LoCa) یا تلالو نور (Bokeh) را میتوان به میزان قابل توجهی در مراحل پساپردازش کاهش داد. به عنوان مثال، لایت روم 4.1 دارای ابزاری بنام De-Fringe است که به شما امکان می دهد ابزار قطره چکان چشمی را از ماژول “اصلاح لنز” انتخاب کنید و رنگ حاشیه ای را که باید اصلاح شود انتخاب کنید. با چنین ابزاری می توان این نوع حاشیه ها را به طور کامل از بین برد یا به میزان قابل توجهی کاهش داد.

در اینجا نمونه ی دیگری از Longitudinal Chromatic Aberration طولی با حاشیه های سبز و بنفش وجود دارد که در دو طرف تنه و شاخه های درخت قابل مشاهده است:

عکس پایین توسط ماژول فرعی “اصلاح لنز” در اپلیکیشن لایت روم ، تنها با یک کلیک اصلاح شد. همین کار را می توان در فتوشاپ انجام داد، اما شامل مراحل بیشتری است (اگر از ابزار Camera RAW استفاده نکنید).

انحراف کروماتیک جانبی (Lateral Chromatic Aberration)

انحراف کروماتیک جانبی، که به عنوان “انحراف کروماتیک عرضی” نیز شناخته می شود، همانطور که در زیر نشان داده شده است زمانی رخ می دهد که طول موج های مختلف رنگ که از یک زاویه ی مشخص می آیند؛ در موقعیت های مختلف در امتداد یک صفحه ی کانونی متمرکز شوند:

برخلاف انحراف کروماتیک طولی، انحراف کروماتیک جانبی هرگز در مرکز ظاهر نمی شود و فقط در گوشه های تصویر که کنتراست بالایی دارد قابل مشاهده است. حاشیه های آبی و بنفش؛ اغلب در برخی از لنزهای Fish Eye، عریض و با کیفیت پایین رایج است. برخلاف انحراف کروماتیک طولی، نمی توان انحراف کروماتیک جانبی را با متوقف کردن لنز حذف کرد، اما می توان آن را در نرم افزارهای پساپردازش حذف کرد یا کاهش داد.

در اینجا برشی از گوشه ای از لنز 35 میلی‌متری f/1.8G نیکون وجود دارد که دارای مقادیر نسبتا شدیدی از Lateral Chromatic Aberration جانبی در گوشه ‌ها است:

متأسفانه، بسیاری از لنزها دارای هر دو انحرافات کروماتیک طولی و جانبی هستند. تنها راه برای کاهش این انحرافات، متوقف کردن لنز (برای کاهش انحراف کروماتیک طولی) و سپس اصلاح انحراف کروماتیک جانبی در نرم افزارهای پساپردازش مانند لایت روم و فوتوشاپ است.

در حالی که بسیاری از تولیدکنندگان لنزهای مدرن از تکنیک ‌های خاصی برای کاهش انحرافات کروماتیک با استفاده از طرح‌ های نوری آکروماتیک یا آپوکروماتیک و عناصری با پراکندگی فوق ‌العاده کم استفاده می‌کنند، Chromatic Aberration هنوز در اکثر لنزهای پرایم و زوم، یک مشکل اساسی است که باید بدانیم چگونه با آن ‌ها برخورد کنیم. خبر خوب این است که بسیاری از دوربین‌های DSLR مدرن، از تکنیک‌ های ویژه ی پساپردازشی درون دوربین برای کاهش و حتی حذف انحرافات کروماتیک لنز استفاده می کنند و از طرفی بسته ‌های نرم ‌افزاری زیادی نیز قادر به مقابله با انحرافات کروماتیک هستند.

اگر به اطلاعات بیشتر عکاسی علاقه مند هستید، در لیست زیر تعدادی از مقالات در مورد انواع دیگر انحرافات و مسائلی که قبلا در HonarAcademy منتشر کرده بودیم، آمده است: