Autor: Marcin Pawlak
 |
| Aberracja chromatyczna uwidacznia się w postaci barwnych obwódek wokół kontrastowych krawędzi. |
Pojawianie się owych obwódek spowodowane jest tym, że światło o różnej barwie (odmiennej długości fali) załamywane jest przez soczewki obiektywu pod różnym kątem – tak jak dzieje się to podczas rozszczepiania światła za pomocą pryzmatu. Skutkiem tego światło o różnej barwie ogniskowane jest w różnych punktach – w centrum obrazu powoduje to spadek ostrości, w narożnikach powstają dodatkowo wspomniane barwne obwódki.
 |
| Dla światła padającego z kierunku zbliżonego do osi optycznej (a więc w centrum kadru) aberracja chromatyczna skutkuje przede wszystkim spadkiem ostrości obrazu. |
| Przy brzegach kadru aberracja chromatyczna powoduje przesunięcie obrazu tworzonego przez światło o różnej barwie, a w efekcie powstanie barwnych obwódek wokół kontrastowych krawędzi (na rysunkach nie są zachowane skala i kąty załamania). |
 |
 |
Walka przeciwieństw
Chociaż aberracja chromatyczna jest bardziej widoczna na zdjęciach barwnych, zwalczano ją już w optyce przeznaczonej do wykonywania zdjęć czarno-białych. Po pierwsze, powoduje ona spadek ostrości obrazu, po drugie utrudnia manualne ustawianie ostrości – oko ludzkie jest najbardziej czułe na żółto-zieloną część widma, jednak najbardziej “efektywne” fotograficznie jest światło niebieskie, którego ognisko leży bliżej. Najprostszą metodą skorygowania aberracji chromatycznej jest połączenie dwóch elementów optycznych o przeciwnym działaniu, czyli soczewki skupiającej i rozpraszającej. Soczewka rozpraszająca załamuje promienie światła w odwrotnym kierunku, i tym samym niweluje rozszczepienie światła. Gdyby jednak oba elementy wykonane były z tego samego szkła, zniwelowany zostałby również efekt skupiający takiego układu, dlatego stosuje się pary elementów wykonane ze szkła o różnym współczynniku załamania, np. typu kron (potasowe szkło optyczne o niewielkim współczynniku załamania, n=1,52) i flint (szkło ołowiowe o dużym współczynniku załamania, n=1,66). W ten sposób otrzymujemy układ optyczny zwany achromatem, w którym ogniska dla dwóch składowych światła (zwykle czerwonej i niebieskiej) niemal pokrywają się. W dalszym ciągu pozostaje tzw. ognisko wtórne dla barwy zielonej. Układ achromatyczny pozwala też na częściowe skorygowanie aberracji sferycznej (tym razem, dla odmiany, dla koloru zielonego).
 |
| Achromat pozwala zogniskowac w jednym punkcie dwie barwy składowe. Trzecia składowa ogniskowana jest w tzw. ognisku wtórnym (na rysunku nie są zachowane skala i kąty załamania). |
Wraz z upowszechnieniem się fotografii barwnej istotne stało się skorygowanie aberracji chromatycznej dla całego widma światła widzialnego. Wymaga to bardziej skomplikowanego układu optycznego, zwanego apochromatem. Pozwala on uzyskać jedno, wspólne (są pewne niewielkie odchylenia, ale brak wyraźnego ogniska wtórnego) ognisko dla trzech barw podstawowych, a więc zlikwidować aberrację chromatyczną.
  |
Szkło do specjalnych zastosowań
Ponieważ klasyczny panchromat pozwala uzyskać jedynie dość ciemne układy optyczne, stosuje się specjalne gatunki szkła o zmniejszonym współczynniku rozszczepiania (dyspersji), zwane szkłem niskodyspersyjnym. Istnieje wiele gatunków takiego szkła, a dodatkowo każdy z producentów wprowadza dla niego różne oznaczenia: Nikon – ED, Canon – UD, Sigma – SLD, ELD, Tokina – SD, HLD, Tamron – LD, AD. Niektóre z nich, takie jak AD (Anomalous Dispersion) Tamrona to materiały o nieliniowej charakterystyce rozszczepienia – zwykle o najmniejszym współczynniku na krańcach widma, w więc dla barwy czerwonej i niebieskiej. Te nowoczesne gatunki szkła pozwalają uzyskać jeszcze precyzyjniejsze ogniskowanie całego widma światła białego w jednym punkcie, a więc skorygować aberrację chromatyczną.
 |
Innym materiałem, z którego wykonuje się soczewki, jest fluoryt (fluorek wapnia). Ten przezroczysty minerał charakteryzuje się bardzo niskim współczynnikiem rozproszenia. Ponieważ jest kruchy i wrażliwy na zmiany temperatury, stosuje się go raczej w obiektywach wysokiej klasy
Aberracja niegroźna?
Silną aberrację chromatyczną rzadko możemy dziś zaobserwować na zdjęciach wykonywanych nowoczesnymi aparatami cyfrowymi. Z jednej strony, coraz częstsze stosowanie szkła niskodyspersyjnego, nawet w tanich obiektywach i aparatach kompaktowych, powoduje że natężenie tego zjawiska zwykle nie jest zbyt silne. Z drugiej strony zaś, niektórzy producenci aparatów, jak np. Panasonic, “walczą” z aberracją chromatyczną (i innymi wadami obrazu) podczas obróbki zdjęcia przez procesor aparatu. W wypadku, gdy układ taki dokładnie “zna” charakterystykę obiektywu, może z niezłym skutkiem skorygować przesunięcie obrazu dla poszczególnych barw podstawowych. Podobnie rzecz ma się w wypadku obrabiania zdjęć zapisanych w formacie RAW. Nieco mniej skuteczna korekta programowa będzie w przypadku zdjęć zapisanych w JPEG-ach. Tu, ze względu na przeprowadzony przez aparat proces interpolacji obrazu, informacja o barwie i jasności każdego piksela ma wpływ na punkty sąsiednie, dlatego spadku ostrości spowodowanego aberracją chromatyczną nie da się całkowicie zniwelować, jednak barwne obwódki z powodzeniem da się usunąć.
Czy nie należy zatem przejmować się takim defektem obrazu? Aż tak lekceważąco do tego problemu podejść nie można. Zawsze lepiej dysponować aparatem czy tez obiektywem, który da nam obraz, którego nie trzeba będzie każdorazowo korygować, by uzyskać akceptowalne efekty. Dlatego też jeśli mamy do wyboru dwie wersje tego samego obiektywu w wersji z soczewkami niskodyspersyjnymi lub bez, wybierzmy tę nowocześniejszą. Nie jest to może porada zbyt odkrywcza, ale jest to element na którym nie warto oszczędzać.
Sposobem na usunięcie lub zmniejszenie aberracji układów optycznych w urządzeniach optycznych (mikroskopach, refraktometrach, obiektywach fotograficznych) jest stosowanie specjalnych przesłon lub odpowiednich układów soczewek (achromat, anastygmat, aplanat, apochromat).
