Video ve fotoğrafçılık üzerine çalışıyor ya da bu alanları hobi olarak görüyorsanız ekipman anlamında ne kadar çok seçeneğiniz olduğunu biliyorsunuzdur. Birçok kamera, lens, filtre olduğu ve bunların marka ve modeli farklı olduğu için tüm detayları öğrenmek zor olabiliyor.
Marka modele değil de teknik farklara değineceğimiz bir konuyla yazımıza başlıyoruz! Macro, probe, baby, zoom, prime… Lens çeşitleri, diyafram aralıkları, odak uzaklıkları… Lensler arasında fark yaratan bu özelliklerin yanı sıra keskinlik, lensin nefes alıp almaması ve renklere etkisi de önem kazanıyor. Bu yazımızda mercek özellikleri arasında akromat ve apokromat arası farklara değineceğiz.
Aynı odak uzaklığına ve diyaframa sahip standart lens ile apokromatik (APO) lensi karşılaştırdığımızda apokromatik lens fark edilebilir oranda daha iyi bir görüntü kalitesi sunuyor. Carl Zeiss Optik Tasarım Departmanının grup yöneticisi Dr. Hannfried Zügge bu konu hakkında detayları bize aktarıyor.
Işık ve Renk
Gözle görülebilir ışık spektrumunda farklı dalga boyları farklı renklere karşılık geliyor. En kısa dalga boyu 400nm (nanometre) ve eflatunken en uzun gözlemlenebilir dalga boyu 700nm ve kırmızıdır. Beyaz ışık tüm dalga boylarını kapsar ve polikromatik olarak bilinir. Nesneler, yansıttıkları farklı dalga boyları sebebiyle farklı renklerde gözükür. Örneğin: 700nm dalgaları yansıtıp diğerlerini emen bir obje kırmızı olarak gözükür.
Işık, herhangi bir mercekten geçtiği zaman bükülür. Farklı dalga boyları farklı açılarda bükülür ki bu hepsinin farklı noktalara odaklandığı anlamına gelir. Bu durum renk sapmasına, görüntüde renk şeritlerine ve yüksek kontrast noktalarında ve çevrelerinde keskinliğin azalmasına sebep olur.
Renk Sapmaları İçin Lens İyileştirmesi
Tek dalga boyu için iyileştirilmiş/düzeltilmiş lensler monokromatik lens olarak geçer. Tek renk lazer ışıkların olduğu özel çekimler için kullanışlı lenslerdir. Monokromat lenslerde diğer dalga boylarının sapmaları devam eder, iyileştirilmez.
Genel fotoğrafçılıktaki çoğu lens, gözlenebilir spektrumlarda tüm renklere odaklanır. Bu lenslerdeki renk sapmaları kabul edilebilir bir keskinliği sağlamak için full spektrum üzerinden düzeltilmelidir.
Günümüzde lensteki renk sapmalarının üstün bir şekilde iyileştirilmesi, fotoğrafın analog döneminden çok daha önemlidir. Bu, sensördeki kırmızı, yeşil ve mavi piksellerin normal yapısından (örn. Bayern filtresindeki dizilim) ve kameralardaki görsel iyileştirmeden (keskinlik, kenar kontrast iyileştirmesi) kaynaklıdır.
Birincil ve İkincil Spektrumlarda Boylamsal Renk Sapmalarının İyileştirilmesi
En çok göze çarpan renk sapması “Boylamsal Renk Sapmaları”dır (Longitudinal Chromatic Aberration (LCA)). Bu sapma türünde 3 kategori mevcuttur.
Monokromat Lens / Birincil Spektrum
Monokromat tek lens (mercek) ile sadece tek bir dalga boyu fokal düzleme düşer. Daha kısa dalga boyları düzlemin üzerine değil önüne düşer ve daha uzun dalga boyları da düzlemin arkasına düşer. İnsan gözü öncelikle yeşili seçtiği için yeşiller düzleme düşen dalga boyuyken düzlemin önünde ve arkasında kırmızı ve eflatun kalır. Bu nedenle fotoğrafta çok belirgin olmasa da seçilebilen renk şeritleri oluşur.
Akromat Lens / İkincil Spektrum
Akromat lens tasarımında iç bükey ve dış bükey merceklerin kullanımı sayesinde monokromatik lenslerdeki tek rengin düzleme düşmesi sorununa çözüm bulunuyor. Fakat üç renk birden değil (kırmızı, yeşil, mavi) iki renk düzleme düşüyor ve üçüncü renk düzlemin önüne denk geliyor. Bu tür sapmaya ikincil spektrum da denir. Monokromatik lense/birincil spektruma oranla görüntüdeki bozulma oranı daha azdır.
İkincil spektrum, odak uzaklığı ve lens tipine göre bir profile ve büyüklüğe sahiptir. Odak uzaklığı arttıkça ve diyafram açıldıkça ikincil spektrumda görüntü kalitesi düşmeye başlar ve bu etki sebebiyle ikincil spektrumun görüntü kalitesini kısıtlayan temel faktör olduğu gözlemlenir.
Bu durum, optik tasarımcıların bir sonraki adımının ikincil spektrum sorununu çözmek olduğunu gösteriyor ve çözüm olarak Apokromat lens ortaya çıkıyor. Apokromat mercek kullanımı üç rengin de lokal düzleme düşmesini sağlıyor ve renk sapmaları ortadan kalkıyor ya da oldukça azalıyor.
Bu tip bir seviyeye ulaşmak çok da kolay değil çünkü olağanüstü kalitede materyallerin kullanılması gerekiyor. Bu materyallerin doğru kullanımı ile optik tasarımcılar, görüntünün genelinde ikincil spektrumun oluşturduğu istenmeyen efektleri azaltıyor.
Sapma İyileştirme Performansı
Akromat: Işığı bükerek iki rengin birlikte fokal düzleme düşmesini sağlayan lens.
Apokromat: Işığı bükerek üç rengin üçünün de fokal düzleme düşmesini sağlayan lens.
Çoğu senaryoda akromat lens görüntü kalitesinde oldukça iyi sonuç çıkarır. Buna rağmen bazı lenslerde ikincil spektrumun azalması ve apokromat tasarım bir merceğin kullanılması gerekir. Fakat bu tip merceklerin kullanımı ile oluşturulan lensler her zaman apokromatik lens değildir. Nadir de olsa bu mercekler APO lens tanımına karşılık gelmez.
Başka Tip Renk Sapmaları Var Mıdır?
Yukarıda anlattığımız tüm bilgiler mercek farklarının en basitleştirilmiş halidir çünkü sadece boylamsal renk sapmaları üzerinden değerlendirdik. Enine renk sapması (TCA) ya da büyütmenin/genişletmenin renk farkları da oldukça büyük bir rol oynar. Bunlar tele lensler ve Distagon gibi retrofokus lensler geçerlidir. Boylamsal renk sapmasında olduğu gibi enine renk sapmalarında da birincil ve ikincil spektrumlar bulunur. Enine renk sapmasındaki ikincil spektrum sorunu yine özel merceklerle çözülebilir.
Boyuna ve enine renk saplarının ikisi de düzeltildiği zaman APO düzeltmesi ve APO lens tanımları kullanılabilir.
Bu İyileştirmeler Fotoğraf Kalitesini Nasıl Etkiler?
Dışarda fotoğraf çekerken lensteki 0 (sıfır) sayısı tanımlaması önemli değildir. Önemli olan görüntü kalitesidir.
APO düzeltmesi sürekli ve efektif bir şekilde kullanıldığı zaman artık renk sapması fark edilmez fakat yeni sorunlar ortaya çıkar Uzun taç mercek ve kısa kristal mercekler ışığı kırma konusunda oldukça güçlülerdir dolayısıyla bu camı kullanan mercekler toleranslara karşı çok duyarlı olacaktır. Toleranslara karşı aşırı yüksek hassasiyet nedeniyle hesaplanan kaliteye ulaşılamıyorsa, teorik olarak hesaplanan görüntüleme performansı işe yaramaz.
Görüntüde daha iyi renk kontrastı ve keskin bir yapı için APO lensler çok sağlıklı olsa da kullanım ve satış bazında düşündüğümüzde çok fazla yaygınlaşmışa benzemiyor.
Kaynak: Zeiss
