Коррекции объектива в камере

Цифровые технологии позволяют настраивать изображения прямо в камере или на компьютере при постобработке. Это бывает полезно, когда необходимо нивелировать искажения, возникающие в объективе, и повысить оптическое качество.

При разработке объективов необходимо найти оптимальный баланс между доступными оптическими технологиями и вариантами дизайна, также учитывая разные оптические, механические и электронные решения. В любом случае создать идеальный объектив физически невозможно, поэтому в зависимости от конструкции каждый объектив в большей или меньшей степени имеет оптические искажения. Как правило, это проявляется в эффекте виньетирования, при котором углы изображения получаются немного темнее центральной части из-за ослабления света, а также в виде хроматических аберраций и цветовой каймы вдоль высококонтрастных краев, в которых камере не удалось точно сфокусировать различные цвета или свет с разной длиной волны в нужной точке.

Электронную коррекцию можно использовать для устранения таких проблем прямо в камере, однако более важно, что эти инструменты можно внедрить на стадии проектирования объектива для еще более высокого качества изображения.

Исправление подобных искажений впервые стало доступным в программе Canon Digital Photo Professional (DPP), однако повышение мощности обработки камер сделало возможным внесение изменений в изображение в камере в момент съемки, если вы снимаете в формате JPEG, или при обработке формата RAW в камере, если вы используете формат RAW. Меню коррекции аберраций объектива в камере позволяет настроить коррекцию для установленного объектива.

Применение цифровых инструментов коррекции объектива имеет ряд преимуществ относительно попыток исправить все искажения путем подстройки оптической конструкции. Инженеры объективов Canon понимают, какие аберрации и искажения будет эффективнее устранить электронно с помощью камеры, а не оптическим преобразованием объектива, поэтому свободно могут продумать и другие приоритетные характеристики устройства, такие как размер, вес и стоимость, не жертвуя качеством изображения.

Изготовление объективов с большим числом оптических коррекций может быть очень дорогостоящим, а сами такие устройства — более громоздкими, тяжелыми и сложными в управлении. Более того, коррекция одних аберраций может привести к образованию других.

Это искажение объектива наиболее заметно при наличии прямых линий в сцене. В зависимости от типа объектива, который вы используете, вы можете заметить, как искажаются линии, расходящиеся от центра изображения (бочкообразное искажение), или как они изгибаются в его центре (подушкообразное искажение). Разные объективы имеют разную степень искажений — к примеру, сверхширокоугольным объективам свойственны более выраженные бочкообразные искажения. Линии горизонта могут казаться изогнутыми, так же как вертикальные линии зданий и построек в кадре.

Встроенная коррекция искажений в камере может минимизировать эти проблемы, а благодаря цифровому подходу к их компенсации проектировщики объективов Canon могут сосредоточиться на разработке объективов, которые будут более компактными и легкими — с четкостью изображения по всему кадру.

Включение функции коррекции искажений может привести к небольшой обрезке по краям изображения. Однако угол обзора, который заявлен в технических характеристиках объектива и таблице MTF, всегда рассчитывается для изображения уже после цифровой коррекции. Это означает, что вам не придется беспокоиться, что между изображениями «до» и «после» коррекции будет иметься разница в несколько градусов угла обзора, поскольку этот момент учитывается при проектировании объектива.

Эта процедура стала еще проще на камерах системы EOS R при работе с объективами RF и RF-S, которые создаются с учетом электронной коррекции искажений в камере. Высокая скорость обмена данными через байонет RF позволит просматривать изображение в электронном видоискателе или на заднем экране камеры с уже примененными цифровыми корректировками. Более того, большинство приложений для ретуши изображений распознают данные объектива, встроенные в файл изображения, и также выводят снимки уже с примененной коррекцией, что значительно упрощает процедуру их редактирования.

Стоит отметить, что изображения с анаморфотных объективов все равно будут растянуты, как задумано изначально, — это создает уникальный кинематографический эффект и визуальную глубину при выводе в широкоугольный формат, благодаря чему такие объективы идеально подходят для крупнобюджетного кинопроизводства. Что касается объективов RF, их оптическая конструкция схожим с камерами образом дополняется электронной коррекцией искажений, чтобы обеспечивать наилучшее оптическое качество.

Термин «дыхание фокуса» означает визуально различимое изменение угла обзора, когда объектив фокусируется на объекте. При смещении положения фокуса угол обзора изменяется — увеличивается или уменьшается — благодаря чему этот эффект известен как «дыхание фокуса». Он будет более заметен на телеобъективах из-за компрессии заднего плана, и такой артефакт может испортить сцены видео, где задействован перевод фокуса между объектами. Эффект «дыхания» фокуса менее ощутим в фотосъемке, однако фотографы замечают его, когда работают с техниками фокус-стекинга (обычно это нужно для увеличения глубины резкости при макросъемке).

Существует три основных способа нивелировать «дыхание» фокуса: механическими/электронными средствами объектива или с помощью цифровых технологий камеры.

Кинообъективы изначально проектируются с учетом компенсации «дыхания» фокуса. Элементы фокусировки механически связаны, что позволяет уменьшить движение внутри объектива и обеспечить оптимальные результаты. Однако это приводит к тому, что такие объективы получаются громоздкими, тяжелыми и дорогостоящими.

Некоторые объективы RF оснащаются двумя моторами фокусировки, которые помогают минимизировать «дыхание» фокуса, независимо перемещая элементы в двух фокусировочных группах объектива. Это уже не механическое, а электронное решение «проводной фокусировки», однако оно позволяет создавать более компактные, легкие и бюджетные объективы.

Все больше камер системы EOS R располагают электронной коррекцией «дыхания» фокуса при видеозаписи, которая доступна в меню коррекции аберраций объектива, когда камера находится в режиме видеосъемки. Ее можно активировать, когда на камеру установлен совместимый фотообъектив либо объектив с поддержкой электронной/оптической компенсации «дыхания» фокуса. Использование этой функции с фотообъективами приведет к обрезке изображения, однако это самый бюджетный вариант, если вы хотите получить более кинематографичные изображения.

Первый из клипов ниже демонстрирует заметное изменение композиции, вызванное сменой положения фокуса при записи видео на EOS R8 без коррекции «дыхания» фокуса; на втором изображении показана компенсация этого эффекта с активированной коррекции «дыхания» фокуса.

В 2008 году в камерах EOS 5D Mark II и EOS 50D была представлена функция коррекции периферийной освещенности. Она позволяет корректировать изображения во время съемки, исправляя виньетирования или затенения углов, что делает изображение равномерно ярким по всему кадру.

Эта коррекция была специально разработана для объективов Canon. Инженеры Canon учитывают оптические свойства объектива при его проектировании и поэтому могут наиболее эффективно использовать данные для коррекции. Эта функция стала еще эффективнее на объективах RF, поскольку сведения о коррекции формируются именно объективом. Благодаря быстрому обмену данными и широкой полосе пропускания байонета RF на камеру можно отправлять еще больше данных, что повышает удобство работы с электронными средствами коррекции.

При использовании коррекции периферийной освещенности с объективами от других производителей могут возникнуть нежелательные артефакты, которые проще всего устранить, отключив эту функцию.

В 2012 году в камерах EOS-1D X и EOS 5D Mark III появилась функция коррекции хроматической аберрации, позволяющая устранить цветовую кайму и свечение вдоль высококонтрастных краев. Она улучшает общее качество изображения и увеличивает производительность объективов Canon.

Некоторые хроматические аберрации частично нивелируются оптическими средствами, включая использование технологичных материалов, например UD-стекла (ультранизкодисперсионного) и преломляющей оптики синего спектра (элементов BR). Однако для дальнейшего повышения качества изображения, которое обеспечивается конструкцией объективов RF, применяются средства коррекции в камере.

Дифракция — это явление, которое заключается в отклонении световых волн от траектории при прохождении через объектив. Эта проблема возникает при использовании закрытой диафрагмы, поскольку большее количество световых волн отклоняется от траектории (по сравнению с использованием открытой диафрагмы), что приводит к снижению резкости изображения. Она может серьезно навредить, поскольку, как правило, закрытая диафрагма используется для усиления глубины резкости и получения максимальной четкости всего изображения, однако дифракция приводит к ее снижению. Пейзажным фотографам часто приходится искать компромисс между этими двумя конфликтующими оптическими явлениями.

В 2016 году в камере EOS-1D X Mark II была представлена функция коррекции дифракции, которая компенсирует потерю резкости при использовании закрытой диафрагмы. Она также нивелирует небольшое снижение разрешения, которое возникает из-за наличия в датчике фильтра нижних частот. Фильтр нижних частот очень важен для предотвращения эффекта муара на фотографиях с повторяющимися элементами.