Usuário(a):Chapulinaaa/Distorção (óptica)

Copos de vinho criam distorções não-uniformes do plano de fundo

Em óptica geométrica, distorção significa um desvio da projeção gnomônica, uma projeção em que as linhas retas em uma cena permanecem retas em uma imagem. É uma forma de aberração óptica.

Distorção radial

Embora distorções possam ser irregulares ou seguir padrões variados, as distorções mais comumente encontradas são (aproximadamente) radialmente simétricas, geralmente decorrentes da simetria de uma lente fotográfica. Estas distorções radiais geralmente podem ser classificadas como distorções "barrel" (de barril) ou distorções "pincushion" (de almofada).

Distorção tipo barril Na distorção de barril (barrel), ampliação da imagem diminui com a distância do eixo óptico. O efeito aparente é o de uma imagem que foi mapeada em torno de uma esfera (ou barril). As lentes olho de peixe, que têm pontos de vista hemisféricos, utilizam este tipo de distorção como uma forma de mapear um plano objeto infinitamente grande em uma área da imagem finita. Em uma lente de zoom, a distorção de barril aparece no meio da distância focal da lente e é pior na parte do intervalo que corresponde aos ângulos grandes.

Distorção tipo almofada Em distorção de almofada (pincushion), ampliação da imagem aumenta com a distância do eixo óptico. O efeito visível é que as linhas que não passam pelo centro da imagem curvam-se para dentro, para o centro da imagem, criando um efeito que parece uma almofada.

Distorção complexa Uma mistura de ambos os tipos, por vezes chamada de distorção de bigode (moustache) ou distorção complexa, é menos comum, mas não rara. Ela começa como distorção de barril perto do centro da imagem e gradualmente se transforma em distorção de almofada em direção às bordas, fazendo linhas horizontais na metade superior do quadro parecerem um bigode.

Matematicamente, as distorções de barril e de almofada são quadráticas, ou seja, elas aumentam com o quadrado da distância ao centro. Na distorção de bigode o termo quártico (grau 4) é significativo: no centro, a distorção de barril de grau 2 é dominante, enquanto na borda a distorção de almofada de grau 4 domina. Outras distorções são tecnicamente possíveis - almofada no centro e barril na borda, ou distorções de ordem superior (grau 6, grau 8) – mas, em geral, não ocorrem em lentes práticas, e distorções de ordem superior são pequenas em relação ao efeitos principais de barril e almofada.

Simulação do efeito globo (direita) comparado com um simples pan (esquerda)

Na fotografia, a distorção é particularmente associada com lentes de zoom, especialmente zoom de grande variação, mas podem também ser encontradas em lentes prime, e dependem da distância focal. Por exemplo, a Canon EF 50mm f1.4 apresenta distorção de barril em distâncias focais extremamente curtas. Distorções de barril podem ser encontradas em objetivas grande-angulares, e são vistas frequentemente no final grande angular de lentes de zoom, enquanto que a distorção de almofada é muitas vezes vista em teleobjetivas de baixo nível. Distorção de bigode é observada especialmente no final grandes zooms, com certas lentes retrofocus, e mais recentemente na grande faixa de zoom, como a Nikon 18-200 mm.

Uma certa quantidade de distorção pincushion é muitas vezes encontrada em instrumentos de óptica, por exemplo, binóculos, onde ela serve para eliminar o efeito globo.

Distorções radiais podem ser entendidas através do seu efeito em círculos concêntricos, como em um alvo.

Para compreender essas distorções, deve ser lembrado que estes são defeitos radiais; os sistemas ópticos em questão têm simetria de rotação (omitindo defeitos não-radiais), de modo que o teste de imagem didaticamente correto seria um conjunto de círculos concêntricos com o mesmo espaçamento - como um alvo de tiro. É observado que essas distorções, na verdade, implicam um mapeamento radial não-linear do objeto para a imagem: o que é aparentemente uma distorção pincushion, na verdade é simplesmente um mapeamento radial exagerado para grandes raios, em comparação com raios menores. Você pode encontrar um gráfico mostrando o raio de transformações (entre o objecto e imagem) será mais acentuada na parte superior (mais à direita) fim. Por outro lado, a distorção de barril é, na verdade, uma redução do raio de mapeamento para grandes raios, em comparação com raios pequenos. Você pode encontrar um gráfico mostrando o raio de transformações (entre o objecto e imagem) será menos íngreme na parte superior (mais à direita) fim.

Aberração cromática

Distorções radiais que dependem do comprimento de onda são chamadas de "aberrações cromáticas laterais" – "laterais" pois são radiais, "cromáticas" porque dependem da cor (comprimento de onda). Isto pode causar franjas coloridas em áreas de alto-contraste nas partes exteriores da imagem. Isto não deve ser confundido com a aberração cromática axial (longitudinal), que causa aberrações por todo o campo, particularmente "purple fringing".

Veja também

• Anamorfose
• Ângulo de visão
• Vinheta