A perspectiva é determinada pela posição da câmera em relação à cena . Quando a posição de uma câmera produz uma perspectiva que faz com que um objeto ou cena pareça diferente do que podemos esperar, chamamos isso de distorção de perspectiva .
Todas as outras distorções listadas são o resultado da maneira como as lentes dobram a luz à medida que a luz passa através delas. Eles são o resultado da geometria com a qual uma lente projeta uma imagem virtual da cena da qual os raios de luz que passam através da lente se originam.
Distorção de perspectiva
A distorção de perspectiva é meio que inadequada. Existe realmente apenas uma perspectiva . É determinado pela posição de visualização de uma cena. No contexto da fotografia, a perspectiva é resultado da posição da câmera em relação à cena, bem como das posições dos vários elementos da cena em relação uma à outra. O que chamamos de distorção de perspectiva é uma perspectiva que nos dá uma visão de uma cena ou objeto dentro daquela cena que é diferente do que normalmente esperamos que a cena ou o objeto pareça.
Se alguém tirar uma foto de um cubo tridimensional de uma posição muito próxima a um canto, o canto mais próximo do cubo parecerá esticado em direção à câmera. Se alguém tirar uma foto do mesmo cubo a uma distância muito maior e uma distância focal muito maior, para que o cubo tenha o mesmo tamanho no quadro, o mesmo canto do cubo parecerá achatado.
Direitos autorais da imagem 2007 SharkD , licenciado CC-BY-SA 3.0
Muitas pessoas entendem mal que é a distância focal das lentes que causa a diferença. Não é . É a posição de disparo usada para enquadrar o cubo com as duas lentes diferentes. Se tivéssemos uma câmera e uma lente grande angular, ambas com resolução suficiente, e fotografássemos o cubo com a lente grande angular na mesma posição em que preenchemos o quadro com o cubo usando a lente de maior distância focal e cortássemos a foto resultante para o cubo é do mesmo tamanho, a perspectiva também seria a mesma - o cubo pareceria tão achatado quanto quando o fotografamos usando a lente mais longa.
Se alguém tirar uma foto de um arranha-céu retangular da calçada em uma rua estreita, a parte superior do edifício parecerá muito mais estreita que a parte inferior. (A menos que devamos usar adequadamente uma lente de controle de perspectiva de inclinação / deslocamento ou uma câmera de visão capaz de movimentos de controle de perspectiva .) Quando vemos a cena com nossos próprios olhos, nosso cérebro compensa essa diferença e percebemos que o topo do edifício é a mesma largura que o fundo. Mas quando vemos a foto que tiramos do mesmo local, não damos ao cérebro a mesma bateria cheia de pistas (principalmente nossa visão estéreo devido a dois olhos) e nosso cérebro não percebe a foto da mesma maneira que percebeu a cena real da mesma posição.
O mesmo acontece quando tiramos o retrato de um rosto a uma distância tão curta que o nariz parece duas vezes maior que as orelhas. O nariz está muito mais próximo da câmera do que os ouvidos, e parecem muito maiores em proporção aos ouvidos do que realmente são. Quando vemos o rosto de outra pessoa a essa distância com nossos olhos, nosso cérebro processa a cena e corrige as diferenças de distância entre as várias partes do rosto à nossa frente. Mas quando vemos uma foto tirada da mesma distância, nosso cérebro não possui todas as pistas necessárias e não pode construir o mesmo modelo 3D corrigido em nossa percepção da foto.
Considere o que chamamos de compressão telefoto :
Vamos supor que você esteja a 3 metros do seu amigo Joe e tire a foto dele na orientação retrato com uma lente de 50 mm. Digamos que haja um prédio a 100 pés atrás de Joe. O prédio tem uma distância de 10X da câmera como Joe, portanto, se ele tem um metro e oitenta de altura e ele tem 60 pés, eles parecerão ter a mesma altura na sua foto, porque ambos ocupariam cerca de 33º do ângulo de 40º de visão de uma lente de 50 mm ao longo da dimensão mais longa.
Agora, faça 30 pés e use uma lente de 200 mm. Sua distância total de Joe agora é de 40 pés, o que é quatro vezes mais do que os 10 pés usados nas lentes de 50 mm. Como você está usando uma distância focal que é 4X a 50mm original (50mm X 4 = 200mm), ele aparecerá na mesma foto na segunda foto que na primeira foto. O prédio, por outro lado, agora está a 30 metros da câmera. Isso é apenas 1,3X tanto quanto no primeiro tiro (100 pés X 1,3 = 130 pés), mas você aumentou a distância focal em 4X. Agora, o prédio de 60 pés de altura parecerá aproximadamente 3X a altura de Joe na foto (100 pés / 130 pés = 0,77; 0,77 X 4 = 3,08). Pelo menos seria se todos os 60 pés pudessem caber na imagem, mas não podem caber nessa distância com uma lente de 200 mm.
Outra maneira de ver é que, na primeira foto com a lente de 50 mm, o prédio estava 10 vezes mais distante do que Joe (100 pés / 10 pés = 10). Na segunda foto com a lente de 200 mm, o prédio estava apenas 3,25X mais distante do que Joe (130 pés / 40 pés = 3,25), mesmo que a distância entre Joe e o prédio fosse a mesma. O que mudou foi a proporção da distância da câmera para Joe e a distância da câmera para o prédio. É isso que define a perspectiva: a proporção das distâncias entre a câmera e os vários elementos de uma cena.
No final, a única coisa que determina a perspectiva é a posição da câmera e as posições relativas dos vários elementos da cena.
Para ver como mesmo uma pequena diferença de perspectiva afeta uma imagem, consulte: Por que o fundo é maior e mais desfocado em uma dessas imagens?
Distorções da lente
As distorções da lente são causadas pela maneira como uma lente projeta uma imagem virtual da luz que entra na frente da lente pela parte traseira da lente. Os termos a seguir são vários tipos de distorção da lente. As distorções das lentes às vezes são chamadas distorções geométricas porque afetam a maneira como as formas geométricas são representadas por uma lente.
Distorção de barril é uma distorção geométrica em que as linhas retas parecem ser curvadas para longe do centro da imagem. Isso é causado pela ampliação ser maior no centro da lente do que nas bordas. A maioria das lentes com distorção de barril são lentes de ângulo mais amplo que comprimem uma cena muito ampla em um sensor ou pedaço de filme mais estreito. A última palavra em distorção de barril é uma lente olho de peixe, que sacrifica a projeção retilínea em favor de um campo de visão mais amplo obtido pela projeção esférica. Um conjunto de linhas retas horizontais e verticais sujeitas a distorção de barril:
Distorção de almofada de alfinetes é uma distorção geométrica em que as linhas retas parecem ser curvadas em direção ao centro da imagem. Isso é causado pela ampliação ser maior na borda da lente do que no centro. A distorção da almofada de alfinetes tende a aparecer na extremidade da distância focal mais longa das lentes de zoom. Um conjunto de linhas retas horizontais e verticais sujeitas a distorção de almofada:
A distorção do bigode é, a rigor, uma distorção geométrica que demonstra a distorção do barril perto do centro do eixo óptico e transita gradualmente para distorcer a almofada perto das bordas. Às vezes, outros padrões de distorção causados pela correção parcial da distorção do barril ou da almofada de alfinetes também são rotulados como distorção do bigode . Um conjunto de linhas retas horizontais e verticais sujeitas a distorção do bigode:
As lentes zoom tendem a demonstrar mais distorção geométrica do que suas contrapartes de distância focal única. Uma lente principal, que é uma lente com apenas uma única distância focal, pode ser ajustada para melhor corrigir a distorção geométrica nessa distância focal. Uma lente de zoom deve se comprometer para tentar controlar a distorção em todas as distâncias focais. Se a distorção da almofada de alfinetes for altamente corrigida para o final mais longo, a distorção do barril seria mais grave no final mais amplo. Se a distorção do barril for altamente corrigida na extremidade larga, exacerbará a distorção da almofada de alfinetes na extremidade longa. Quanto maior a proporção entre o ângulo mais largo e as extremidades mais longas das distâncias focais de uma lente zoom, mais difícil é a corda bamba para corrigir corretamente as distorções geométricas nas duas extremidades.
Mesmo com lentes prime, custa mais para corrigir com precisão as lentes para distorção geométrica do que para corrigi-las "apenas o suficiente". Custa mais em termos de pesquisa e desenvolvimento no estágio de design da lente. Custa mais em termos do número de elementos ópticos usados, da quantidade de materiais necessários para fabricar esses elementos e do custo de materiais mais exóticos usados para produzir alguns dos elementos corretivos mais eficazes. Custa mais para fabricar esse número aumentado de elementos ópticos, às vezes em formas irregulares mais exóticas e com tolerâncias mais altas.
Algumas das lentes mais caras também são as mais altamente corrigidas para distorções ópticas. Lentes como a linha Zeiss de lentes Otus, por exemplo. As lentes zoom mais baratas tendem a ser aquelas que exibem a distorção mais geométrica, além de outras aberrações ópticas.
Corrigindo distorções da lente
O que os causa e eles podem ser corrigidos em campo ou na pós-produção de software?
A causa das distorções geométricas das lentes é o design da lente e a maneira como ela curva a luz que passa por ela. Muitas lentes simples demonstram distorção geométrica de um tipo ou de outro. Quanto uma lente corrige para essa distorção depende de elementos corretivos adicionais adicionados à fórmula óptica de uma lente.
A melhor maneira de corrigir a distorção geométrica da lente no campo é usar a lente disponível no momento que demonstra a menor quantidade de distorção indesejável.
Pode-se corrigir a distorção geométrica usando o processamento da imagem na câmera (se a câmera tiver essa capacidade) ou no pós-processamento, mas ele vem com várias advertências.
- Como as bordas são curvadas para corrigir distorções geométricas, a cobertura do campo de visão é reduzida se a forma retangular ou quadrada da imagem geral for preservada. Nem tudo o que é visto nas bordas da imagem não corrigida aparecerá na imagem corrigida.
- Quando os pixels são remapeados, a resolução pode ser perdida . Se a lente é bastante suave e embaçada, provavelmente nem será mensurável, muito menos perceptível. Porém, com lentes de alta resolução usadas em câmeras de alta resolução, isso pode ter um efeito mensurável e até um efeito perceptível em tamanhos de tela maiores. Como Roger Cicala, LensGuruGod1 em lensrentals.com, diz em uma postagem de blog dedicada ao tópico ,
"Você pode corrigi-lo no correio, mas....... Não
há almoço grátis.
- Qualquer correção na câmera aplicada à imagem ao fotografar RAW será refletida no jpeg de visualização gerado e anexado ao arquivo bruto, mas se a correção será aplicada no pós-processamento depende de qual conversor bruto é usado. Em geral, conversores brutos de terceiros, como o Lightroom, ignoram as instruções relacionadas à correção incluídas na seção "notas do fabricante" das informações EXIF, enquanto o software interno da maioria dos fabricantes de câmeras aplica as configurações na câmera ao abrir um arquivo bruto. Além disso, a correção que pode ser aplicada usando um conversor bruto de terceiros, como o Lightroom, será feita usando perfis de lente fornecidos por esse aplicativo de terceiros em vez do perfil de lente, normalmente fornecido pelos fabricantes de câmeras, usado na câmera para gerar a visualização jpeg ou no correio, usando os próprio software. Por outro lado, a maioria dos fabricantes fornece apenas perfis de correção para suas próprias lentes (para correção na câmera ou pós-produção), enquanto os conversores brutos de terceiros às vezes têm perfis disponíveis para lentes de terceiros.
