Óptica geométrica
En óptica, la aberración cromática es un tipo de distorsion óptica provocada por la imposibilidad de una lente para enfocar todos los colores en un único punto de convergencia.
La distancia focal de una lente depende de su composición (que determina su índice de refracción) y de su forma (la geometría de sus superficies). Puesto que el índice de refracción de todas las sustancias ópticas varía con la longitud de onda, la distancia focal de una lente difiere para cada color. En consecuencia, una lente no forma una sola imagen del objeto, sino una serie de imágenes (una por cada color presente en la luz incidente), cada una con su propia distancia focal. Además, como el tamaño de la imagen resultante depende de la propia distancia focal, estas imágenes también tienen tamaños diferentes entre sí. Se denomina aberración cromática longitudinal a la variación en la distancia con el índice de refracción, y aberración cromática lateral a la variación de tamaño de la imagen.
La luz de longitud de onda más corta (azul) es curvada más que la luz de longitud de onda más larga (roja), de manera que la luz azul forma el foco en un punto más cercano a la lente que la luz roja. El efecto puede reducirse colocando dos lentes juntas en una configuración conocida como pareja, par, o doblete acromático. Cabe resaltar que los espejos no sufren de aberración cromática, ya que la luz es simplemente reflejada sin cambiar de medio (es decir, no hay diferencia en el índice de refracción).
En práctica, la aberración cromática longitudinal se entiende como el efecto de bordes coloreados que se produce alrededor de un objeto visto a través de una lente, causado por la incapacidad de la lente de desviar todos los colores hacia un mismo foco.
La aberración cromática lateral (SMC, sistema multicapa) genera una mayor proporción de blanco en la imagen. Sucede generalmente al no utilizar parasol.
Del mismo modo que existen aberraciones cromáticas longitudinales y laterales, en la práctica podemos encontrarnos aberraciones acromáticas, las cuales son fácilmente identificables debido a que la variación de las potencias de cada par de lentes pegadas (dobletes) debe ser igual a 0.Dudoso Si el doblete pegado está formado por dos lentes suficientemente delgadas, se pueden considerar que el doblete en su conjunto también lo es. En tal caso, la condición de acromatismo conlleva una corrección simultánea de aberración cromática de posición (ACP) y aberración cromática de aumento (ACA). Sin embargo, un doblete pegado formado por dos lentes gruesas no puede corregir la ACA y ACP simultáneamente. Esto es debido a que la posición de los planos principales del sistema óptico varía con la longitud de onda.
Las aberraciones cromáticas suelen aparecer con frecuencia en algunas fotografías. Es un defecto óptico que se suele dar con mayor frecuencia en cámaras compactas de gama baja, si bien también puede darse en cámaras réflexempleando algunos objetivos y bajo ciertas condiciones de iluminación.
¿Qué son las aberraciones cromáticas?
El término aberración cromática engloba a los defectos ópticos consistentes en la tinción con cierto color no deseado de las transiciones entre elementos muy contrastados de la imagen. De hecho, el método clásico para comprobar si aparecen aberraciones cromáticas bajo ciertas condiciones consiste en hacer una fotografía a unas ramas o elementos similares a contraluz.
Como podéis apreciar, los bordes de las hojas a contraluz aparecen teñidos de un tono morado bastante antiestético que es un claro ejemplo de aberración cromática.
¿Por qué se producen las aberraciones cromáticas?
Este defecto depende fundamentalmente de la óptica empleada y se produce por algo muy sencillo de entender: la luz se compone de muchas longitudes de onda diferentes, correspondiendo cada una de ellas a un color tal y como muestra la siguiente imagen.
A modo de curiosidad os diré que las ondas de longitud mayor de 700 nm se consideran radiación infrarroja del mismo modo que aquellas ondas con una longitud inferior a los 400 nm pertenecen al espectro de la radiación ultravioleta. En cualquiera de los dos casos, estas ondas son invisibles para el ojo humano, ya que sólo podemos captar longitudes de onda entre 400 y 700 nm, que son las que originan el espectro visible de colores.
Una vez repasados estos conceptos básicos, en lo que a fotografía se refiere lo ideal sería que cuando tenemos algo enfocado todas las longitudes de onda converjan en el mismo punto de la superficie del sensor para “dibujar” el elemento de forma completamente nítida. Sin embargo, empleando ciertas ópticas puede ocurrir que determinadas longitudes de onda tengan su punto de convergencia ligeramente adelantado o retrasado con respecto a la superficie del sensor. En tal caso, los bordes de elementos oscuros sobre fondo claro (o viceversa) pueden aparecer teñidos de tonos azules, rojos, verdes o amarillos; algo que se intenta evitar añadiendo ciertas lentes especiales a la fórmula óptica del objetivo.
En la siguiente imagen tenéis una explicación gráfica que os ayudará a entender el por qué de esos bordes coloreados en ciertas imágenes. Si las componentes azul y roja de la imagen se dibujan en puntos diferentes al del plano de la imagen aparecerá en los bordes del motivo fotografiado este defecto óptico que hoy estamos viendo.
También es habitual que las aberraciones cromáticas aparezcan en los reflejos puntuales sobre superficies brillantes; y de hecho esto es algo que ya os comenté en la review del Nikkor AF ED 80-200mm f/2.8D sacando a relucir el siguiente recorte a escala 1:1 de una fotografía tomada con él:
En una óptica perfecta, esos bordes azulados en los brillos no deberían de existir, siendo los límites de los mismos completamente blancos. Sin embargo, ya veis que en este tipo de situaciones aparece una componente azul en forma de halo en torno al punto luminoso que en ciertas fotografías pueden apreciarse con claridad.
¿Cómo evitar las aberraciones cromáticas?
Puesto que estamos ante un defecto óptico del objetivo, para evitar la aberración cromática sólo podemos tratar de “esquivar” las condiciones bajo las que éste se produce. La cosa no sólo consiste en evitar reflejos puntuales y fuertes contrastes en nuestras imágenes; sino también evitar usar las aperturas y las distancias focales más propensas a producir este fenómeno. Ya sé que siempre insisto en lo mismo, pero se demuestra una vez más que conocer nuestro equipo fotográfico es lo que más nos va a ayudar a hacer mejores fotografías.
De todos modos, las aberraciones cromáticas no son demasiado complicadas de eliminar en postproceso. Cualquier software avanzado de retoque fotográfico nos va a ofrecer la posibilidad de mitigar estos defectos e incluso hay cámaras que corrigen esto por ellas mismas internamente, por lo que no llegaremos a ver las aberraciones cromáticas captadas por el sensor si disparamos en formato JPG y tenemos activada esta característica que os digo.
De hecho, me gustaría mostraros con un ejemplo práctico el resultado de una corrección de este tipo, y para ello vamos a emplear una imagen tomada hace unos días en un partido de fútbol donde estuve probando el 80-200 f/2.8, la vamos a abrir en Adobe Lightroom para visualizarla a escala 1:1 y luego nos centraremos en ese detalle que os he marcado con un recuadro rojo.
Si nos fijamos en el poste vertical de la portería que hay al fondo vamos a ver que en su parte derecha hay una componente amarillo-verdosa que no es otra cosa que una de esas aberraciones cromáticas de las que estamos hablando hoy.
Mediante los controles de corrección de las aberraciones cromáticas podemos mitigar estas eliminando la componente de color no deseada del borde del poste dándole a este una apariencia casi completamente neutra como podemos ver en el siguiente recorte capturado una vez aplicado el correctivo.
Como podéis imaginar, en la fotografía vista a un tamaño normal la aberración cromática es prácticamente invisible, y prueba de ello es que en la imagen original que subí hace unos días a Flickr ni siquiera me molesté en aplicar la corrección que hemos visto hoy porque sencillamente ni me di cuenta del tono amarillento del poste que aparece al fondo. De hecho, aquí tenéis la imagen en cuestión en la que la atención se centra en el jugador con el número 30:
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