整體概要

　　信號在傳播的過程中會逐漸衰減；相機(jī)捕捉的光線也是如此；光線產(chǎn)生變化的主要原因是鏡頭像差、衍射現(xiàn)象和相機(jī)內(nèi)置濾鏡……在拍攝中無法避免這些因素造成的影響。

　　像差產(chǎn)生的原因

　　光線在透過物質(zhì)時(shí)，物質(zhì)相對于不同波長(顏色)的光線具有不同的折射率。這種因波長(顏色)不同而導(dǎo)致的折射率差異被稱為色散。透過棱鏡的光被分解為彩虹光譜的現(xiàn)象就是因此而來的，而相機(jī)的鏡片也會產(chǎn)生相同的現(xiàn)象。另外，對于同一片球面鏡片來說，光的波長(顏色)相同但入射位置不同時(shí)，有時(shí)也會產(chǎn)生折射角度的差異，從而使聚光位置產(chǎn)生偏差。無論是單一波長(顏色)或多種波長(顏色)的光，理想的是光線都匯聚至一點(diǎn)。但在光學(xué)設(shè)計(jì)中很難避免實(shí)際成像與理想的差異，這種差異被稱為“像差”。像差程度是衡量鏡頭性能的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

　　像差的種類

　　正如“像差產(chǎn)生的原因”中所述，像差分為“光的波長”引起的色散和球面鏡片等“形狀”引起的兩種。前者被稱為“色像差”，它是由于光線波長的差異導(dǎo)致折射率不同而產(chǎn)生的，因此出現(xiàn)色暈(軸向色像差)和顏色錯(cuò)位(倍率色像差)是其主要特征。而后者是在單一波長(顏色)上發(fā)生的“單色像差”，其中包括“球面像差”和“彗星像差”等，這些會導(dǎo)致像暈或拖影的現(xiàn)象。下方還介紹了由于光線或鏡片引起的具有代表性的像差，這些都是難以避免的物理現(xiàn)象。

軸向色像差在畫面中央出現(xiàn)，主要表現(xiàn)為紫色系的色暈。

倍率色像差在畫面邊緣出現(xiàn)的色暈或顏色錯(cuò)位。

球面像差在畫面中央出現(xiàn)的銳度降低，即像暈。

彗星像差在畫面邊緣出現(xiàn)的拖尾狀的像暈或拖影。

徑向光暈在畫面邊緣出現(xiàn)的沿同心圓圓周方向擴(kuò)散的像暈。

像散在畫面邊緣沿半徑或同心圓圓周方向的焦點(diǎn)錯(cuò)位。

像面彎曲由焦平面彎曲導(dǎo)致的畫面邊緣的焦點(diǎn)錯(cuò)位。

　　像差的影響和對策

　　像差會使圖像產(chǎn)生色暈、拖影并降低圖像解像力和對比度，解像力因此降低。多數(shù)像差都能通過屏蔽鏡頭邊緣光線，即縮小光圈來改善，因此稍微縮小光圈就能夠非常有效地應(yīng)對像差明顯的場景。另外，非球面鏡片和UD(超低色散)鏡片等技術(shù)也能夠盡量抑制這些像差。

　　產(chǎn)生像差的圖像

　　衍射現(xiàn)象產(chǎn)生的原因

　　“衍射現(xiàn)象”是畫質(zhì)降低的原因之一，它是光或聲波在波動的行進(jìn)過程中遇到障礙物并繞到障礙物后方的現(xiàn)象。例如，聲音能夠傳到墻壁另一側(cè)就是由于衍射現(xiàn)象。

　　在攝影方面，由于繞到光圈后方的光線無法到達(dá)圖像感應(yīng)器，因此會造成分辨力降低，畫質(zhì)銳度不足。這種現(xiàn)象會隨著縮小光圈(增大光圈值)而變得更加的顯著。

　　衍射的影響和對策

　　為追求泛焦效果使用小光圈拍攝時(shí)可能會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，導(dǎo)致違背拍攝意圖，損失銳度。雖然景深很大但卻感到解像力不足，有時(shí)能夠通過稍微開大光圈加以改善。

　　產(chǎn)生衍射現(xiàn)象的圖像

　　相機(jī)內(nèi)置濾鏡

　　低通濾鏡的特性

　　透過鏡頭的光線，經(jīng)過能夠吸收紅外線及紫外線的濾鏡和能夠抑制摩爾紋(干涉條紋)的低通濾鏡等后到達(dá)圖像感應(yīng)器。其中影響解像力的是“低通濾鏡”，這種濾鏡對屏蔽高空間頻率的光波(細(xì)密紋理)，抑制摩爾紋起到了關(guān)鍵作用。去掉低通濾鏡雖然能相應(yīng)地提高圖像銳度，但這樣一來，拍攝受被攝體和拍攝狀況等的限制，不能應(yīng)對多種場景，所以作為相機(jī)系統(tǒng)就會缺乏平衡性。