Что такое аберрации оптических систем?

Каждый фотограф, как любитель так и профессионал, рано или поздно сталкивается с явлением аберрации или искажением изображения. Этот эффект не зависит от профессионализма, он вызван несовершенством оптической системы объектива. Явлению аберрации подвержены даже самые дорогие объективы. Замечено, что с увеличением фокусного расстояния объектива повышается уровень аберраций.
А они достаточно разнообразны.

Наиболее часто в фотоделе встречается хроматическая аберрация. Ее вызывает дисперсия света, который проходит через объектива. Физически это разложение луча на составляющие спектра. Разная длина волны каждого луча отвечают за разный цвет, они преломляются под разными углами и в результате получается радуга. Хроматическая аберрация снижает четкость снимка и дает «эффект бахромы», который особенно заметен на контрастных объектах.

Этой болезнью болеют и дешевые и ультрадорогие длиннофогкусные объективы. Ликвидировать или минимизировать хроматическую аберрацию можно при помощи специальных апохроматических линз, которые изготавливаются из стекла с низкой дисперсией и не разлагают световой луч на составляющие спектра.

Сферическая аберрация возникает в объективах с выпуклой линзой, т.е. в их подавляющем большинстве. Сферическая поверхность такой линзы проста в изготовлении, но она не идеальна для снимков с повышенной резкостью. Если вы слышали жаргон «мыло» применительно именно к снимкам, то это как раз и есть сферическая аберрация, которая привела к снижению контрастности и размыве деталей. Это происходит потому, что у краев линзы фокусное расстояние несколько короче, чем в центре. Поэтому идущие параллельно лучи света преломляются при прохождении через сферическую линзу по разному: лучи, которые проходящие через край линзы, в фокальной точке сливаются ближе к линзе, чем те, которые проходят через центр линзы. Т.е. центр линзы имеет более длинное фокусное расстояние, чем ее края.
Ниже размещенное изображение наглядно иллюстрирует прохождение пучка света через линзу и как образуются сферические аберрации. Это явление вполне поддается корректировке простым диафрагмированием до достижения необходимой резкости изображения.

Когда объектив скорректировали на сферическую аберрацию неправильно, т.е. лучи света, которые поступают на край объектива, сведены под углом, можно наблюдать аберрацию в виде кометы, или коматическую аберрацию, в просторечье кому.

Форма кометы всегда ориентирована радиально, а вот ее хвост может быть как направлен к центру, так и наоборот. Подобная размытость по краям называется коматической засветкой.
Ликвидация как коматической, так и сферической аберрации носит название апланатизм, а скорректированный объектив – апланат.

Существуют еще виды аберрации, такие как астигматизм и кривизна поля изображения, но они встречаются намного реже, и, что печально, такой объектив не настраивается, его просто выбрасывают.