Miksi kuvassani suorat viivat kaareutuvat?
Miksi kuvan kohteiden rajoissa näkyy värejä?
Mitä on purppurareunaisuus?
Mistä syntyy kuvaan kirkas valkoinen raita?

Päivitetty 11.6.2010

Optiikan vääristymät

Avainsanat:

akromaattinen
asfäärinen
kalansilmälinssi
linssin värivirheet
neulatyynyvääristymä (pincushion distortion)
purppurareunaisuus (chromatic aberration, purple fringing)
tynnyrivääristymä (barrel distortion)
vinjetointi (vignetting)
vääristymät
ylisaturoituminen (blooming)

Muita kysymyksiä:

Optiikan polttoväli

Linkkejä:

Esimerkki purppurareunaisuudesta

Ylläpito:

Varsinkin zoom-objektiiveissä helposti esiintyy ilmiö, jossa kuvan reunoilla sijaitsevat suorat viivat kupertuvat. Kun kupertuminen tapahtuu ulospäin, puhutaan tynnyrivääristymästä ja tämä tapahtuu usein zoom-optiikan laajakulmapäässä. Vääristymä on tavallinen ja sen täydellinen korjaaminen nostaa optiikan hintaa huomattavasti.

Ns. kalansilmälinssissä tynnyrivääristymä on objektiivin ominaisuus. Objektiivi muodostaa täyden 180 asteen kuvan, jolloin kuvan reunat ovat täysin pyöreät. Kuvasta voidaan joko leikata pois nämä pyöreät reunat, jolloin vain kuvan lävistäjä antaa on 180 asteen kuvakulman, tai kuvan reunoille jää mustat reunat.

Vääristymä voi tapahtua toisinpäinkin, kuva kaareutuu sisäänpäin. Ilmiötä kutsutaan usein neulatyynyvääristymäksi (laita neulatyynyyn neuloja, tasaisesti ja paina sormella tyynyä keskeltä). Tämä yleensä tapahtuu zoomin telepäässä ja on seurausta objektiivin tynnirivääristymän korjauksesta.

Muotovääristymiä voi yrittää poistaa kuvankäsittelyohjelmassa, jos ohjelmasta löytyy geometriavirheiden korjaus.

Laajakulmaobjektiiveillä huomaa myös ilmiön, että pystysuorat viivat tuntuvat kallistuvan kuvissa. Tämä ei ole vääristymä, vaan johtuu yksinkertaisesti perspektiivistä kameran kallistuessa alas- tai ylöspäin. Saman ilmiön näet omillakin silmilläsi, jos kiinnität asiaan huomiota.

Reunapehmeneminen

Lähes kaikissa objektiiveissa on havaittavissa kuvan epätarkentuminen kuvan reuna-alueilla. Merkittävänä osatekijänä tähän on linssien reuna-alueiden epätarkkuus. Teoreettisesti pallopintainen linssi kohdistaa kaikki siihen tulevat yhdensuuntaiset valonsäteet samaan paikkaan. Käytännössä näin ei ole ja tämä aiheuttaa erityisesti kuvan reuna-alueiden pehmenemistä.

Pallovääristymiä voidaan korjata niin sanotulla asfäärisellä linssielementillä. Siinä linssi ei olekaan pallopintainen vaan käyristyy reuna-alueiltaan. Tällaisia linssejä ei ole helppo hioa, joten ne nostavat objektiivien hintaa. Täysin ei reunapehmenmistä voida näilläkään poistaa.

Värivääristymät

Kuvien reuna-alueilla näkyy joskus tummien ja vaaleiden alueiden rajoilla värillisiä 'varjoja'. Nämä johtuvat objektiivista, mutta digikameran kenno vahvistaa ilmiötä.

Perinteiset lasilinssit taittavat eriväristä valoa erilailla. Kyse on samasta ilmiöstä kuin prismassa. Värivirheitä voidaan objektiivin suunnittelulla korjata (ns. akromaattiset objektiivit), mutta edullisemman pään kameroissa voi kuvissa näkyä punaisia tai vihreitä varjoja.

Digikameroissa linssin värivirheet voivat korostua ja tuloksena on ns. purppurareunaisuus. Siinä kirkasta taustaa vasten olevat reunat saavat purppuravärisen hunnun. Linssin värivirhe korostuu kennolla sen tekemän väri-interpoloinnin ansiosta ja saa aikaan purppuranväriseen haamureunan. Efekti on usein seurausta pienemmästä pikselikoosta.

Värivirheiden poistaminen on vaikeaa. Räikeimpiä voi poistaa kuvankäsittelyllä maalaamalla alueet käsin. Oheisessa esimerkkilinkissä on myös yksi korjaustapa purppurareunaisuuden korjaamiseksi.

Vinjetointi

Vinjetointi ei ole varsinainen vääristymä. Sillä tarkoitetaan kuvan tummumista reunoiltaan. Syynä voi olla optiikan suunnittelun virhe, jolloin suurella aukolla alkaa kuvassa näkyä selkeää tummumista kuvan nurkissa.

Syynä voi olla myös väärin mitoitettu vastavalosuoja, liian paksun suodattimen käyttö tai pienemmälle kennokoolle tarkoitetun optiikan käyttö. Myös digikennon rakenteessa oleva mikrolinssit saattavat lisätä vinjetointia, kun valo ei tulekaan reuna-alueille suoraan kennon edestä.

Vinjetointi on joskus myös tehokeino. Se korostaa kuvan keskialueiden kohteita tummentaessaan reunoja ja luo pehmeämpää tunnelmaa. Vinjetointia voi usein lisätä kuvankäsittelyssä ja voipa se olla tällöin myös vastakkaista, reunojen vaalentamista.

Ylisaturoituminen

Kirkkaassa valossa kennon anturi voi vastaanottaa niin paljon fotoneita, että sen varaus 'vuotaa' myös viereisiin antureihin. Tällöin voi käydä niin, että tumman ja kirkkaan rajapinnalla kirkkaus 'leviää' myös tummille alueille. Tilannetta kutsutaan nimellä ylisaturoituminen tai blooming.

Pahimmillaan kuvassa oleva kirkas kohde (esimerkiksi aurinko) aiheuttaa ketjureaktion, jossa kuvaan voi levitä vaaka- tai pystysuora viiva. Tälläisen näkee usein digipokkarin LCD-etsimellä, vaikka se ei taltioituisikaan itse kuvaan.