Não existe realmente uma lente retilínea 'teoricamente perfeita' com um campo de foco perfeitamente plano e sem distorção geométrica. Mesmo uma lente que combina perfeitamente com sua planta não demonstraria tal perfeição. Uma lente fina teórica demonstra curvatura de campo, bem como várias outras aberrações . Vários elementos corretivos usados para corrigir essas aberrações resultam em um campo de foco que tem a forma mais de um macarrão de lasanha do que de um plano. Em uma lente de campo plano de alta qualidade, o macarrão de lasanha é quase plano, mas ainda tem algumas ondas. As lentes compostas também apresentam distorção geométrica.
Em outras palavras, a distorção geométrica não é causada por nossa incapacidade de fabricar uma lente que combina perfeitamente com seu modelo. A distorção é inerente ao design da lente e às propriedades da óptica refrativa e da luz visível. Não existe uma maneira teórica de corrigir perfeitamente todas as distorções geométricas em todos os comprimentos de onda da luz visível simultaneamente. Isso ocorre porque as mesmas lentes de refração dobram diferentes comprimentos de onda da luz visível em quantidades ligeiramente diferentes. Se tornarmos uma lente perfeita para um comprimento de onda, comprimentos de onda maiores e menores que o comprimento de onda ideal ainda demonstrarão aberrações, como as aberrações cromáticas, que é uma diferença na ampliação devido às diferenças nos comprimentos de onda para o design dessa lente.
A distorção geométrica é corrigida em maior ou menor grau, dependendo do design específico da lente. A distorção da lente resulta na ampliação de itens em partes do campo de visão da lente mais ou menos do que em outras partes do campo de visão. Se o centro for ampliado mais do que as bordas e os cantos circundantes, chamamos isso de distorção do barril, porque parece o lado de um barril de madeira velho que se projeta no centro. Se o centro for ampliado menos que as bordas, chamamos isso de distorção da almofada de alfinetes, porque se assemelha a uma almofada de alfinetes usada pelas costureiras. Há casos em que há uma mistura dos dois tipos de distorção e geralmente chamamos isso de distorção no bigode .
Embora normalmente não nos referimos às várias ampliações em diferentes áreas do campo de visão de uma lente devido à distorção geométrica como tendo diferentes distâncias focais, é isso que está ocorrendo e pode ser medido.
A marca DxO demonstra isso com o gráfico "Perfil de distorção". O eixo vertical é 'distância focal real' em milímetros. O eixo horizontal está na posição do centro do campo de visão da lente, à esquerda, até a borda à direita. Essas três lentes demonstram distorção do barril quando as lentes são ampliadas até 24 mm. Observe que o centro de duas das três lentes tem uma ampliação à direita em 24 mm, mas a ampliação cai para cerca de 23 mm pelas bordas. A outra lente começa no meio a 24,5 mm e cai para cerca de 23,5 mm na borda.
No outro extremo da faixa de distância focal, essas três lentes mostram distorção de almofada, o que é bastante típico das lentes de zoom. Observe que a lente 24-70 só aumenta de cerca de 67 mm para cerca de 68,5 mm do centro para a borda. As duas lentes 24-105 aumentam um pouco mais, de cerca de 105 mm para 108 mm e de 103 mm para cerca de 107 mm.
Em geral, as lentes zoom retilíneas geralmente demonstram mais distorção geométrica do que as lentes retilíneas primárias, principalmente nos extremos de suas distâncias focais. Até as lentes de zoom mais caras demonstram mais distorção geométrica do que muitas lentes primárias bem projetadas e com preços mais modestos. Quanto maior a proporção entre a distância focal mais curta e mais longa da lente zoom, mais difícil é controlar a distorção em ambas as extremidades da faixa da distância focal. Corrigir mais em uma extremidade da faixa de distância focal tende a piorar na outra. Isso é particularmente verdadeiro no caso de lentes que possuem designs de retrofoco na parte ampla do alcance da distância focal e na transição para telefoto.desenhos por suas distâncias focais mais longas. Isso, junto com as aberturas máximas mais estreitas, é uma das maiores desvantagens das lentes zoom "tudo em um" de proporção muito grande, como uma lente de 18 a 300 mm.