Что такое децентрированная линза?

12 февраля, 2020503

Децентрированный объектив содержит один или несколько элементов оптической линзы, которые либо сдвинуты, либо наклонены от главной ее оси. Такое смещение или наклон элементов линзы может потенциально привести к размытию/мягкости частей изображения из-за расхождения световых лучей. В то время как во многих объективах можно наблюдать очень незначительное децентрирование оптических элементов, особенно на суперзумах, сильное децентрирование и наклон могут сделать все изображение размытым, поскольку объектив не может добиться хорошей резкости по всему кадру.

Всегда полезно проверить объектив перед покупкой, даже если он совершенно новый. К сожалению, несмотря на усилия производителей по изготовлению каждого объектива, многие вещи могут пойти не так, как только вы получите свой экземпляр. В некоторых случаях это вина производителя (плохая гарантия качества/низкие стандарты), а в некоторых случаях это вина какого-то парня, который небрежно бросает коробку с объективом при транспортировке. К сожалению, эти условия могут негативно повлиять на работу объектива и создать всевозможные проблемы. Децентрирование элементов объективов является одной из таких проблем, про что в материале блога рассказывает фотограф Назим Мансуров (Nasim Mansurov).

Децентрирование линзы

Одна из наиболее распространенных проблем, с которыми Назим сталкивается при тестировании объективов, - это неоднородная резкость по всему кадру. В некоторых случаях выделяется только один угол кадра, а в других случаях более половины изображения получается мягким. Хотя такие оптические аберрации, как кривизна поля, могут вызывать мягкость за пределами сфокусированной области, децентрированная линза демонстрирует разные паттерны резкости.

Когда линза страдает от искривления поля, если сфокусироваться в центре кадра, области за пределами участка в фокусе выглядят равномерно мягкими. В случае простой кривизны поля можно наблюдать резкость, падающую в сторону от центра кадра, причем углы будут самыми мягкими. В более сложных случаях резкость может снизиться к середине кадра, а затем снова возрасти в углах. Резкие и мягкие области будут появляться даже поперек кадра - если один угол мягкий, остальные три также будут выглядеть одинаково мягкими.

Однако децентрированный объектив может показывать, что некоторые углы заметно более резкие, чем другие. В зависимости от угла наклона резкость может сильно варьироваться от одной стороны кадра к другой. В некоторых случаях децентрирование может быть компенсировано перемещением камеры от центра (вверх, вниз, влево или вправо), в то время как в других для достижения четкости по всему кадру ничего не поможет.

Световые лучи, которые попадают в идеальный объектив, изгибаются нормально, в соответствии с оригинальным дизайном объектива, сходясь правильно. Теперь давайте взглянем на объектив с сильно децентрированным элементом.

Когда элемент объектива децентрирован, его ось больше не совпадает с главной осью линзы. Это приводит к тому, что лучи изгибаются по-разному, что может значительно снизить резкость изображения.

Объектив с наклоненным элементом

В целях иллюстрации Назим преувеличил как децентрирование, так и наклон элементов линзы (более темные). Световые лучи здесь не идеально сходятся и немного отклоняются, вызывая сильное размытие на изображениях. Важно отметить, что такой сильный наклон элемента весьма необычен и, скорее всего, приведет к буквально непригодным мягким изображениям. В действительности большинство проблем с децентрированием и наклоном очень незначительны: линзовые элементы децентрированы/наклонены менее чем на миллиметр от края к краю. Даже миллиметр может вызвать очень заметное размытие.

Объективы с бюджетным зумом (особенно типы с увеличенным зумом) более склонны к децентрированию, потому что они имеют пластиковые оправы, которые часто начинают "играть" при увеличении. Оптические элементы закреплены пластиковыми компонентами, которые могут сдвигаться или даже ломаться со временем. Это не означает, что децентрирование никогда не происходит на объективах с фиксированным фокусным расстоянием - пример, представленный ниже, описывает как раз такой случай.

Образец тестового графика

Как выглядит децентрирование на тестовом графике? Посмотрите на изображение ниже, которое было сделано с объективом Fuji XF 23mm f/1.4 R при f/1.4

Даже не видя версию изображения в высоком разрешении, совершенно ясно, что здесь происходит что-то странное - взгляните на почтовые марки с левой стороны кадра и сравните их с правыми. Они выглядят заметно мягче. Если вы откроете все изображение целиком, то увидите, что резкость объектива быстро падает прямо от центра кадра влево. Границы квадратов очень мягкие. Можно заметить, что правая сторона кадра не страдает от потери резкости так сильно, как левая. Это довольно плохой случай децентрирования объектива, потому что Назим не смог добиться резкости по всему кадру даже после перемещения на 90 см от мертвой точки графика. Объектив неисправен.

Уменьшение децентрирования линз

Если элемент только слегка децентрирован, то проблема обычно сводится к уменьшению диафагмы. В случае объектива Fuji 23 мм f/1.4, описанного выше, мягкость была существенно снижена на f/4 и не была видна при f/5.6. Так что если вы строго снимаете пейзажи и архитектуру на небольших диафрагмах, это может быть не такой уж важной проблемой для вас. Однако для 35-мм эквивалентного объектива с фиксированным фокусным расстоянием, который, как ожидается, будет хорошо работать в условиях низкой освещенности, подобное не вариант.

Если объектив страдает от сильного смещения оптических элементов, он может потерять способность фокусироваться на бесконечности. Если элемент линзы наклонен слишком сильно (это может быть всего лишь один миллиметр!), даже агрессивное уменьшение диафрагмы не обязательно улучшит резкость. Постообработка тоже не поможет. Таким образом, единственный реальный вариант - либо вернуть и заменить объектив, либо обратиться к технику.

Тестирование

Если у вас есть "подозрительный" объектив, который показывает неравномерную резкость, как описано выше, есть несколько способов проверить его. Самый дешевый и простой метод тестирования - это съемка очень мелких деталей на бесконечности.

Убедитесь, что передняя и задняя линзы чистые.
Найдите немного деревьев/кустов/травы, то есть что-нибудь с очень мелкими деталями, расположенное относительно далеко, чтобы вы могли сфокусироваться на бесконечности. Обзор без близких объектов идеально подходит для этого. Если вы живете в многоэтажном жилом комплексе, отлично подойдут и далекие деревья, и архитектура. Детали должны покрывать весь кадр.
Установите объектив на максимальную диафрагму (например, f/1.4).
Сфокусируйтесь в центре области, которая содержит мелкие детали, используя live view (чтобы получить хороший фокус). Сделайте фото.

Если мелкие детали не покрывают весь кадр, и вы сделали только два нижних угла, измените кадр так, чтобы он теперь покрывал два верхних угла, и сделайте еще один снимок.

Анализируйте изображения на компьютере. Сфокусированная на бесконечности область будет четкой. Теперь посмотрите на мелкие детали слева направо в кадре. Крайние углы должны быть очень похожи с обеих сторон - одинаково резкие или смазанные. Если одна сторона резкая, а другая заметно размыта, у вас децентрированный объектив.

Что делать, если объектив децентрированный?

Если проблема незначительна, и у вас только немного больше размытия, не беспокойтесь об этом. Но если вы видите резкое различие, повторите этот тест на диафрагмах, которые вы фактически используете. Если вы все еще видите огромную разницу, то, вероятно, лучше вернуть объектив или отремонтировать его в сервисном центре. Не пытайтесь починить его это самостоятельно - это приведет к аннулированию гарантии.