Oprava sférického zkreslení optiky. Nakolik degraduje kvalitu?

V diskusi pod recenzí objektivu AF-S Nikkor 24–85 mm F3,5–4,5G ED VR jsem slíbil, že se detailněji podívám na to, co dělá s kvalitou obrazu narovnání sférického zkreslení, způsobeného objektivem. Padla zde totiž slova o brutálním přepočítání obrazu – s čímž je třeba souhlasit. S dalším přívlastkem, jenž se zde objevil – destruktivní – bych už ale zacházel opatrněji. Tak, jako se vyvíjejí snímací soustavy fotoaparátů, upgradují se i resamplovací algoritmy fotografických softwarů. Převzorkování už dávno není záležitostí jednoduchého přepočítání sousedních pixelů, ve hře jsou mnohem sofistikovanější postupy.

Slovo dělá muže a navíc veškeré teoretizování je k ničemu, pokud se výsledky neprokáží v praxi. Takže jsem udělal test…

Použil jsem samozřejmě Capture NX 2, který funkci pro narovnání geometrického zkreslení má, a to hned dvakrát. Nikoliv tedy že mu chybí, jak jsem při chvilkovém myšlenkovém cestování jinými dimenzemi napsal špatně v komentáři pod článkem Dynamický rozsah – RAW vs JPEG. Ještě jednou se omlouvám.

Jednoduše i trochu složitěji

Capture NX 2 má jednak funkci Auto Distortion, která – jak je zřejmé z názvu – opravuje zkreslení automaticky. Najdete ji v Edit Listu v sekci Camera & Lens Corrections. Jediné, co dovolí uživateli, je zapnout ji – to je vše.

Oprava sférického zkreslení optiky

Funkce kromě narovnání také automaticky snímek ořeže a zvětší na původní rozlišení – mimo převzorkování při rovnání prohnutí tedy dochází k ještě druhotnému resamplingu při mírném zvětšení fotografie.

Druhá funkce se nachází v menu Adjust | Correct | Distortion Control a již má několik možností nastavení. Jednak je to nezbytný posuvník Correction, který směrem vlevo – v minusových hodnotách – opravuje poduškovité zkreslení, v opačném „gardu“ pak distorzi soudkovitou.

Oprava sférického zkreslení optiky

Tato funkce už obraz neořezává ani nezvětšuje, ponechává tedy zaoblené okraje, které pomocí tlačítka Fill Color můžete nechat vyplnit jinou než standardní bílou barvou. K čemu je to dobré nevím, já bych vsadil spíše na následný ruční ořez.

Kromě toho zde můžete ještě nastavovat opacitu–průhlednost a následně i prolnutí, nicméně v případě této funkce, která deformuje obraz, pro tyto hi-tech vychytávky asi nenajdete uplatnění.

Nic náročného

Pojďme tedy testovat! Vzal jsem dvě zdrojové fotografie ze zmíněného objektivu, pro jakousi transparentnost jsou to zároveň ty, které jsem použil i v jeho testu. Obě dvě jsem nejprve „prohnal“ automatickou funkcí Auto Distortion a poté jsem ji vypnul a nahradil ručním nastavením ve funkci Distortion Control. Na následujících ukázkách vidíte nejprve vždy celkový pohled, abyste mohli posoudit kvalitu úpravy sférického zkreslení, v tomto případě poduškovitosti (druhý snímek je kromě opravy geometrického zkreslení ještě mírně natočen – to je vidět podle neořezaných okrajů). Poté následují vždy dva 100% výřezy z víceméně okrajových částí – tedy z partií, které jsou nejvíce zasaženy převzorkováním.

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

A druhý snímek…

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

Jak jistě uznáte, v obou případech byla poduškovitost opravena – pro záběry s těmito náměty – dostatečně. To uvádím proto, že například u technické fotografie, obsahující třeba čtvercovou nebo jinou pravidelnou síť, nemusí být náprava v celé ploše fotografie uspokojivá. To jsou ale výjimečné případy, pro které fotograf obvykle volí například střední makroobjektiv s nulovým geometrickým zkreslením. Jinak řečeno, pro běžné snímky tento způsob opravy stačí.

Co se týká kvality převzorkování, pak vždy u prostředního výřezu je zřetelné, že obraz je trochu měkčí. Bodejť ne, když resampling zde proběhl dvakrát – opakuji – poprvé při rovnání křivek, podruhé při zvětšení na původní rozlišení. Výřezy na pravé straně ukázek jsou však kvalitativně „bez ztráty desítky“. Možná zde k nějakému úbytku kresby došlo, já osobně však nevidím nic, co by se dalo považovat za citelnou degradaci obrazové kvality. Po pravdě tedy nevidím ani malé zhoršení – je to prostě stejné jako originál…

A co ostatní?

Protože je mi jasné, že kdybych tímto článek ukončil, najde se někdo, kdo bude argumentovat „fotošopem“ a „lajtrůmem“ a jinými programy, proto nekončíme, ale pokračujeme dále. Akademická debata v komentářích totiž k ničemu nevede, tudíž jsem – podotýkám, že výjimečně (tedy, že to nebude pravidlem) – přibral do testu i ten Photoshop a k němu ještě tuzemský Zoner Photo Studio, o kterém zasvěcení vědí, že jeho resamplovací algoritmy jsou mnohdy lepší než u „fotošopu“.

Tentokrát jsem už nepřichystal celkové pohledy, ale rovnou 100% výřezy. Vlevo Capture NX 2 s „ruční“ funkcí Distortion Control, uprostřed Adobe Photoshop CS5 a jeho filtr Lens Correction, vpravo pak Zoner Photo Studio 15 a funkce Soudkovitost.

V Adobe Photoshopu CS5 žádné další možnosti nastavení kromě úrovně opravy prohnutí nejsou, v Zoner Photo Studiu 15 máte možnost zvolit resamplovací algoritmus. Já jsem ponechal doporučené bikubické přepočítání.

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

A opět druhý snímek…

Oprava sférického zkreslení optiky

Oprava sférického zkreslení optiky

Tak co vy na to? Já vidím jako nejlepší ZPS 15, ovšem s domněnkou, že filtr kromě nápravy sférického zkreslení provádí i malé doostření – ukázky jsou evidentně lehce ostřejší. Ostatně i datová velikost souborů opravených v Zoner Photo Studiu je největší. Druhé místo bych pak přisoudil Photoshopu s Capture NX 2 dohromady, protože zde nevidím rozdíl (byť se mi chce říci, že Photoshop je ještě o fous měkčí než NX 2 – ale to už nechám na laskavém čtenáři…).

Poměr cena/výkon nelže

Z celého tohoto malého testu nicméně vyplývá jeden zásadní poznatek. Že obavy o degradaci obrazu při nápravě sférického zkreslení (a zkreslení v případě tohoto objektivu hodně silného) jsou při použití dobrého softwaru zbytečné. Všechny použité programy odvedly výborný výkon, paradoxně nejlevnější Zoner Photo Studio je nejlepší (i když je to sporné, protože bych si dovolil trvat na spojení dvou funkcí, tedy oprava geometrického zkreslení plus doostření).

Závěr je tedy jasný – silného sférického zkreslení není třeba se zbytečně obávat, protože jej lze bez znatelného zhoršení obrazové kvality při postprocessingu opravit.

Aby ale nevznikla mýlka: Já tuto vadu optiky samozřejmě neobhajuji nebo nebagatelizuji. Oprava v počítači je práce navíc, na kterou mnohdy není čas ani prostor. Je-li ale řeč o konkrétním objektivu AF-S Nikkor 24–85 mm F3,5–4,5G ED VR, pak je třeba vzít v úvahu, že jde o levné sklo, u něhož se s nějakými vadami zkrátka musí počítat. Pokud by to byl drahý profesionální objektiv, je to špatně. V tomto případě však lze nad vadou přivřít jedno oko a smířit se s tím, že bude nutné občas sáhnout po počítačové úpravě pořízených snímků.

Sdílej

21 komentáře

  1. Bohužel funkce Distortion Control je funkce tzv.“hloupa“, která opravuje zkreslení jednodně pro každý objektiv, tedy předpokládá tzv. „ideální“ zkreslení. Ovšem objektivy a zejména ty levnější mají zkreslení často nejednotné, tedy obraz je pokroucen různě a jeho skutečného narovnání pak nelze rozhodně dosáhnout jednoduchým tažením posuvníku.

  2. Pokud myslíte tzv. vlnkovité zkreslení (jde o soudkovité zkreslení, kdy je křivka prohnutá dvojnásobně – v rozích se tvoří trochu špičky – trpěl na to Nikoňácký 18–70 mm, který se dával k D70), tak to neodstraní žádný dostupný software. Jestli na to existují nějaké pluginy, to bohužel nevím, nicméně drtivá většina současné optiky má ale zkreslení plynulé, které není problém uspokojivě potlačit (čímž netvrdím „ideálně odstranit“) pomocí této – podle vašich slov – „hloupé“ funkce, která je stejně hloupá jako třeba u Photoshopu a všech ostatních běžných softwarů.

  3. Zmíněný Photoshop není primárně určen pro opravy zkreslení, ty se provádějí ihned při „vyvolání“ RAWu v prográmku Camera raw načeš teprve dojde k spuštění Photoshopu. V Camera raw se načte vybraný objektiv z knihovny a aplikují se konkrétní algoritmy opravy pro daný objektiv.

  4. Ano, v RAWu je to lepší dělat. Jako ostatně všechny náročnější (ideálně úplně všechny) úpravy.

  5. Rozumím tomu dobře, že originální a (velmi) drahý program od Nikonu nemá profily originálních Nikon objektivů? Zatímco Photoshop je má ?

  6. fotpot: Nikon CNX2 podle mě má profily Nikon sklel. U Nikon skel proto funguje funkce Auto Distortion. U jiných skel se samozřejmě člověk musí spokojit s manuální korekcí, která samozřejmě upraví jen základní zkreslení objektivů.

  7. Nebylo by špatné používat fyzikální termíny tak, jak je zaužíváno již opravdu VELMI dlouho:
    – takže prosím nezaměňovat „geometrické zkreslení“ (EN „geometrical distortion“ též „image distortion“ nebo jen „distortion“) o kterém ve skutečnosti tento článek je za „sférické zkreslení“, což je podivný novotvar používaný kromě autora i Michalem Kupsou na https://www.nikonclub.cz.
    Existuje sice termín „sférická vada“ nebo též „otvorová vada“ či „kulová vada“ a ev. nepříliš česky „sférická aberace“ (EN „spherical aberration“), ale to je něco úplně jiného.
    Geometrické zkreslení a sférická vada jsou dva různé termíny, které nelze směšovat. Obojí sice patří mezi tzv. monochromatické vady (též Seidlovy), ale dělat zmatek v termínech, které má fyzika jasně definovány, nehovoří zrovna ve prospěch autora.
    Je to o to záhadnější, že sám autor termín „geometrického zkreslení“ použil (ve třetím odstavci).

  8. Milý Fabiusi, na vás jsem čekal – kde jste tak dlouho byl? ;-)
    Takže předně: Vím, co je sférická čili otvorová vada a tento pojem jsem v tomto článku nepoužil. Proč bych to také dělal, když text je o něčem jiném – o sférickém zkreslení. Všimněte si, prosím, rozdílu mezi slovy „vada“ a „zkreslení“ – je vcelku zásadní a já jej nesměšuji, jak se nám tady snažíte vnutit.
    Pojem „sférické zkreslení“ je naprosto regulérní, zcela běžně používaný a – snad jen kromě vás – mu všichni rozumí. A stejně tak jej nepoužívám jen já a Michal Kupsa – stačí si jej zadat do Googlu. Ostatně Google zná i pojem „spherical distortion“…
    A nakonec k vaší záhadě o tom, že jsem použil pojem geometrické zkreslení: Pokud jste někdy psal nějaký souvislejší text, možná jste zjistil, že není vhodné stále používat stejná slova. Alespoň já osobně – jsou-li k mání alternatiní pojmy – rád učiním jejich střídáním text méně nudný. Proto jsem si i zde pro jednou dovolil použít jiný termín, nicméně se stejným významem.

  9. Lituji – novotvar „sférické zkreslení“ jsem nenalezl ani v klasických příručkách fotografie, ani v přehledech fyziky. Jestli se mezi CZ fotokomunitou rozmohl, tak to na věci nic nemění.

  10. Jo, jo – tyhle novoty se musí důsledně potírat. :o)
    …. a může se už říkat kapesník, nebo se ještě musí používat smrkonosočistoplena? :o)

    Fabiusi, neberte to (nebo spíše se) tak vážně. :o)

  11. Tak tedy ještě douška na závěr :)

    Pojmy jako sférická vada a geometrické zkreslení (stejně tak třeba astigmatismus, koma, zklenutí obrazového pole) jsou fyzikální termíny zavedené pro fyzikální jevy popsané a pojmenované před bezmála dvěma sty lety. Nebylo by tedy špatné je takto i používat – tak jak to činí fyzikální publikace a solidní fotografické publikace (např. KULHÁNEK, J.: Černobílá fotografie; Praha 1972, 24-25).

    „Sférické zkreslení“ najdeme leda na fotografických stránkách, „spherical distortion“ najdeme spíše na stránkách o akustice a jen výjimečně na fotografických stránkách. Na internetu je už tak dost mýtů ohledně fotografické optiky a není třeba zmatek ještě zvyšovat termínovým voluntarismem.

  12. Jakoz to syn stredoskolskeho ucitele fyziky a technik, bych se tez priklanel za to pouzivat oficialni terminologii aspon tedy ve clancich, neco jineho jsou diskuze, kde se to prasi, zkracuje atd, protoze clovek je linej se rozepisovat….

    hold jak rika klasik.. pozivani cizich termitu je spojeno s urcitym rizotem..

    PS: Michale optika je veda s ustalenou terminologii.. pokud nekdo napise „budu tam za pet vterin“ tak mu nasinec samozrejmne rozumi, ale pokud tohle clovek napise do odborneho textu, tak je to lidove “ na presdrzku“ neboli nedostatecnou.. Takze pak doporucuji psat treba o verani, tam neni nutno pouzivat ustalenou terminologii, ale clovek se muze schuti pustit do spetky cukru, hrnku mleka, ci hrstky mouky..

  13. Pane Lindnere, velmi si Vas vazim za praci kterou v popularizaci fotografie leta odvadite, mel jsem tu cest s vami i posedet U Cisare Leopolda a tak mi nezbyva, nez doufat, ze jste onu praci na kterou odkazujete necetl. Stacil jsem procit jen definice pojmu v uvodu prace, abych si udelal o jejim autorovy a jeho znalostech obrazek. Odkazovat se na takoveto „dilo“ je opravdu mimi. Staci otevrit ucebnici stredoskolske fyziky a je jasne, ze ona prace je dobra tak leda pro nejlepsiho pritele fotografa..

  14. Michal to napsal za mě pánové a já to bohužel musím zopakovat – berete se moc vážně. Což si takhle v pátek večer naordinovat trochu nadhledu? Bez ohledu na termínový voluntarismus… Mimochodem – super pojem – budu na něj balit holky ;)

  15. Zvlaste vyzivna je treba definice ohniskove vzdalenosti, rybiho oka.. autor v praci pise ze fotoaparat ma snimec o velikosti 6×4,5 cm pricemz v manualu k mamyi ZD se uvadi 48mm x 36mm full-frame-transfer dimetric RGB CCD, jako perlu bych pak bral tvrzeni ze 80mm objektiv je na 645 teleobjektivem.. neni jim ani na teto cropove ZD…. Je hodl videt, kam speje nase skolstvi..

  16. smutne je jen jedno, lide Vas maji za seriozniho autora, to co si od vas prectou berou jako fakt a na zaklade toho co si nekde prectou pak vytvori takovouto bakalarku, kterou si prectou dalsi lide.. on to autor nemyslel az tak vazne…

    Ja si vzdy vpomenu na pani ucitelku Dlapovou, ktera nas ucila, ze vlastovka muze sedet na dratech protoze ma dokonale odizolovane nozicky, prej ji to nekdo ucil na VS.. :-)))

  17. Výňatek z odpovědi proděkana pro studijní programy FI MU (Doc. Mgr. Radek Pelánek, Ph.D.) poté, co si vyžádal přehled nedostatků výše uvedené bakalářské práce:

    „… Situaci budeme řešit, aby se pokud možno neopakovala.“

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.