Apa perbedaan antara distorsi perspektif dan distorsi barrel atau pincushion?

Saya pernah mendengar tentang:

• distorsi perspektif
• distorsi barel
• distorsi bantalan
• distorsi kumis

Apa saja jenis-jenis distorsi ini, dan bagaimana hubungannya? Apa yang menyebabkan mereka, dan dapatkah mereka dikoreksi di lapangan, atau dalam perangkat lunak pasca-produksi?

Bagaimana dengan "proyeksi mata ikan" - apakah itu semacam distorsi juga?

Saya juga pernah mendengar istilah "distorsi lensa" dan "distorsi geometrik" - apakah itu lebih banyak jenis distorsi, atau kategori yang lebih luas, atau apa?

Perspektif ditentukan oleh posisi kamera relatif terhadap pemandangan . Ketika posisi kamera menghasilkan perspektif yang membuat objek atau pemandangan terlihat berbeda dari yang kita harapkan, kita menyebutnya distorsi perspektif .

Semua distorsi lain yang tercantum adalah akibat dari cara lensa menekuk cahaya saat cahaya melewatinya. Mereka adalah hasil dari geometri dengan mana lensa memproyeksikan gambar virtual dari adegan dari mana sinar yang melewati lensa berasal.

Distorsi Perspektif

Distorsi perspektif adalah jenis keliru. Sebenarnya hanya ada perspektif . Itu ditentukan oleh posisi menonton pemandangan. Dalam konteks perspektif fotografi adalah hasil dari posisi kamera dalam kaitannya dengan adegan serta posisi berbagai elemen dalam adegan sehubungan dengan satu sama lain. Apa yang kita sebut distorsi perspektif adalah perspektif yang memberi kita pandangan tentang suatu adegan atau objek dalam adegan itu yang berbeda dari apa yang biasanya kita harapkan dari pemandangan atau objek itu.

Jika seseorang mengambil foto kubus tiga dimensi dari posisi yang sangat dekat dengan satu sudut, sudut terdekat kubus itu tampak direntangkan ke arah kamera. Jika seseorang mengambil foto dari kubus yang sama dari jarak yang jauh lebih besar dan panjang fokus yang lebih lama sehingga kubus memiliki ukuran yang sama dalam bingkai, sudut yang sama dari kubus itu tampak diratakan.

_{Gambar hak cipta 2007 SharkD , berlisensi CC-BY-SA 3.0}

Banyak orang salah paham bahwa panjang fokus lensalah yang menyebabkan perbedaan. Bukan itu . Ini adalah posisi pemotretan yang digunakan untuk membingkai kubus dengan dua lensa yang berbeda. Jika kami memiliki kamera dan lensa sudut lebar, keduanya dengan resolusi yang cukup, dan potret kubus dengan lensa sudut lebar dari posisi yang sama seperti kami telah mengisi bingkai dengan kubus menggunakan lensa focal length yang lebih panjang dan kemudian memangkas foto yang dihasilkan sehingga kubus adalah ukuran yang sama dengan perspektif juga akan sama - kubus akan tampak sama rata seperti ketika kita menembaknya menggunakan lensa yang lebih panjang.

Jika seseorang mengambil foto gedung pencakar langit persegi panjang dari trotoar di seberang jalan sempit, bagian atas bangunan akan terlihat jauh lebih sempit daripada bagian bawah. (Kecuali jika kita benar-benar menggunakan lensa kontrol perspektif tilt / shift atau kamera tampilan yang mampu mengendalikan gerakan perspektif .) Ketika kita melihat pemandangan dengan mata kita sendiri, otak kita mengimbangi perbedaan ini dan kita melihat bahwa bagian atas bangunan adalah lebarnya sama dengan bagian bawah. Tetapi ketika kita melihat foto yang kita ambil dari tempat yang sama kita tidak memberikan otak kita baterai penuh petunjuk yang sama (terutama penglihatan stereo kita karena memiliki dua mata) dan otak kita tidak melihat foto dengan cara yang sama seperti itu melihat pemandangan yang sebenarnya dari posisi yang sama.

Hal yang sama berlaku ketika kita mengambil potret wajah dari jarak sedekat itu sehingga hidung terlihat dua kali lebih besar dari telinga. Hidung jauh lebih dekat ke kamera daripada telinga sehingga terlihat jauh lebih besar proporsinya dengan telinga. Ketika kita melihat wajah orang lain dari jarak tertentu dengan mata kita, otak kita memproses adegan dan mengoreksi perbedaan jarak antara berbagai bagian wajah di depan kita. Tetapi ketika kita melihat foto yang diambil dari jarak yang sama, otak kita tidak memiliki semua petunjuk yang diperlukan dan tidak dapat membangun model 3D yang dikoreksi yang sama dalam persepsi kita tentang foto.

Pertimbangkan apa yang kami sebut sebagai kompresi telefoto :

Mari kita asumsikan Anda berada 10 kaki jauhnya dari teman Anda Joe dan mengambil fotonya dalam orientasi potret dengan lensa 50mm. Katakanlah ada bangunan 100 kaki di belakang Joe. Bangunan ini 10X jarak dari kamera seperti Joe, jadi jika Joe memiliki tinggi 6 kaki dan tinggi bangunan 60 kaki mereka akan tampak sama tingginya di foto Anda, karena keduanya akan menempati sekitar 33º dari sudut 40º. lihat lensa 50mm sepanjang dimensi yang lebih panjang.

Sekarang mundur 30 kaki dan gunakan lensa 200mm. Total jarak Anda dari Joe sekarang 40 kaki yang 4X lebih jauh dari 10 kaki yang Anda gunakan dengan lensa 50mm. Karena Anda menggunakan focal length yaitu 4X 50mm asli (50mm X 4 = 200mm), ia akan muncul ketinggian yang sama di foto kedua seperti yang dia lakukan di yang pertama. Bangunan itu, di sisi lain, sekarang 130 kaki dari kamera. Itu hanya 1.3X sejauh dalam tembakan pertama (100ft X 1.3 = 130ft), tetapi Anda telah meningkatkan panjang fokus sebesar 4X. Sekarang bangunan setinggi 60 kaki akan tampak sekitar 3X tinggi Joe dalam gambar (100ft / 130ft = 0,77; 0,77 X 4 = 3,08). Setidaknya itu akan terjadi jika semua 60 kaki itu bisa masuk dalam gambar, tetapi tidak bisa muat pada jarak itu dengan lensa 200mm.

Cara lain untuk melihatnya adalah bahwa pada foto pertama dengan lensa 50mm, bangunannya 10X lebih jauh dari Joe (100ft / 10ft = 10). Dalam foto kedua dengan lensa 200mm, bangunan itu hanya berjarak 3,25X dari Joe (130ft / 40ft = 3,25), meskipun jarak antara Joe dan bangunan itu sama. Yang berubah adalah rasio jarak dari kamera ke Joe dan jarak kamera ke gedung. Itulah yang mendefinisikan perspektif: Rasio jarak antara kamera dan berbagai elemen pemandangan.

Pada akhirnya, satu-satunya hal yang menentukan perspektif adalah posisi kamera dan posisi relatif berbagai elemen pemandangan.

Untuk melihat bagaimana perbedaan kecil dalam perspektif mempengaruhi gambar, silakan lihat: Mengapa latar belakang lebih besar dan lebih kabur di salah satu gambar ini?

Distorsi Lensa

Distorsi lensa disebabkan oleh cara lensa memproyeksikan gambar virtual cahaya yang masuk ke bagian depan lensa keluar dari bagian belakang lensa. Istilah berikut adalah berbagai jenis distorsi lensa. Distorsi lensa kadang-kadang disebut distorsi geometris karena mereka mempengaruhi cara bentuk geometris digambarkan oleh lensa.

Barrel Distortion adalah distorsi geometris di mana garis-garis lurus tampak melengkung jauh dari pusat gambar. Ini disebabkan oleh pembesaran yang lebih besar di tengah lensa daripada di tepi. Sebagian besar lensa dengan distorsi barrel adalah lensa sudut yang lebih lebar yang memeras adegan yang sangat lebar ke sensor yang lebih sempit atau potongan film. Distorsi tertinggi dalam barrel adalah lensa fisheye, yang mengorbankan proyeksi bujursangkar mendukung bidang pandang yang lebih luas yang diperoleh dengan proyeksi bola. Seperangkat garis horizontal dan vertikal lurus yang mengalami distorsi barrel:

Pincushion Distortion adalah distorsi geometris di mana garis lurus tampak melengkung ke arah tengah gambar. Ini disebabkan oleh pembesaran yang lebih besar di tepi lensa daripada di tengah. Distorsi Pincushion cenderung muncul pada ujung panjang lensa zoom yang lebih panjang. Seperangkat garis horizontal dan vertikal lurus yang mengalami distorsi bantalan empuk:

Moustache Distortion , sebenarnya, adalah distorsi geometris yang menunjukkan distorsi barrel dekat dengan pusat sumbu optik dan secara bertahap beralih ke distorsi bantalan di dekat tepi. Kadang-kadang pola distorsi lain yang disebabkan oleh koreksi sebagian laras atau bantalan bantalan juga diberi label sebagai distorsi kumis . Seperangkat garis horizontal dan vertikal lurus yang mengalami distorsi kumis:

Lensa zoom cenderung menunjukkan lebih banyak distorsi geometrik dibandingkan dengan rekan focal length tunggal mereka. Lensa prima, yang merupakan lensa dengan hanya panjang fokus tunggal, dapat disesuaikan untuk memperbaiki distorsi geometrik terbaik pada satu panjang fokus itu. Lensa zoom harus berkompromi untuk mencoba dan mengendalikan distorsi pada semua panjang fokus. Jika distorsi bantalan beban sangat terkoreksi untuk ujung yang lebih panjang, distorsi laras akan lebih parah pada ujung lebar. Jika distorsi laras sangat dikoreksi pada ujung lebar, itu akan memperburuk distorsi bantalan di ujung panjang. Rasio yang lebih lebar adalah antara sudut terlebar dan ujung terpanjang dari panjang fokus lensa zoom, yang lebih keras dari tali pengikat adalah untuk memperbaiki distorsi geometris dengan benar di kedua ujungnya.

Bahkan dengan lensa prima harganya lebih mahal untuk mengoreksi lensa dengan tepat untuk distorsi geometris daripada untuk memperbaikinya "cukup dekat". Biayanya lebih tinggi dalam hal penelitian dan pengembangan dalam tahap desain lensa. Biayanya lebih banyak dalam hal jumlah elemen optik yang digunakan, jumlah bahan yang dibutuhkan untuk membuat elemen-elemen itu, dan biaya bahan yang lebih eksotis digunakan untuk membuat beberapa elemen korektif yang paling efektif. Biayanya lebih tinggi untuk memproduksi sejumlah besar elemen optik itu, kadang-kadang menjadi bentuk-bentuk tidak beraturan yang lebih eksotis, dan dengan toleransi yang lebih tinggi.

Beberapa lensa yang paling mahal juga beberapa lensa yang paling dikoreksi untuk distorsi optik. Lensa seperti garis Zeiss dari lensa Otus, misalnya. Lensa zoom termurah cenderung lensa yang menampilkan distorsi paling geometris serta penyimpangan optik lainnya.

Memperbaiki Distorsi Lensa

Apa yang menyebabkan mereka, dan dapatkah mereka dikoreksi di lapangan, atau dalam perangkat lunak pasca-produksi?

Penyebab distorsi lensa geometris adalah desain lensa dan cara membengkokkan cahaya yang melewatinya. Banyak lensa sederhana menunjukkan distorsi geometris dari satu jenis atau lainnya. Seberapa banyak lensa mengoreksi distorsi itu tergantung pada elemen korektif tambahan yang ditambahkan ke formula optik lensa.

Cara terbaik untuk memperbaiki distorsi lensa geometris di lapangan adalah dengan menggunakan lensa yang tersedia pada saat itu yang menunjukkan paling sedikit jumlah distorsi yang tidak diinginkan.

Seseorang dapat memperbaiki distorsi geometrik menggunakan pemrosesan gambar di dalam kamera (jika kamera memiliki kemampuan itu) atau dalam pemrosesan akhir, tetapi ia memiliki beberapa peringatan.

• Karena ujungnya melengkung untuk mengoreksi distorsi geometris, cakupan bidang pandang berkurang jika bentuk persegi panjang atau persegi dari keseluruhan gambar dipertahankan. Tidak semua yang terlihat di tepi gambar yang tidak dikoreksi akan muncul di gambar yang dikoreksi.
• Ketika piksel dipetakan kembali, resolusi mungkin hilang . Jika lensa cukup lembut dan buram, ini mungkin bahkan tidak akan terukur, apalagi terlihat. Tetapi dengan lensa dengan resolusi lebih tinggi yang digunakan pada kamera dengan resolusi lebih tinggi ini dapat memiliki efek terukur dan bahkan efek nyata pada ukuran layar yang lebih besar. Seperti Roger Cicala, LensGuruGod1 di lensrentals.com, mengatakan dalam sebuah posting blog yang ditujukan untuk topik tersebut ,

"Kamu BISA Memperbaikinya Di Posting, tapi
... tidak ada makan siang gratis.

• Setiap koreksi dalam kamera yang diterapkan pada gambar saat memotret RAW akan tercermin dalam pratinjau jpeg yang dihasilkan dan ditambahkan ke file mentah, tetapi apakah koreksi akan diterapkan dalam pemrosesan pasca tergantung pada konverter mentah mana yang digunakan. Secara umum, konverter mentah pihak ketiga seperti Lightroom akan mengabaikan instruksi mengenai koreksi yang termasuk dalam bagian "catatan pembuat" dari informasi EXIF ​​sementara sebagian besar perangkat lunak in-house pembuat kamera akan menerapkan pengaturan dalam kamera saat membuka file mentah. Selain itu, koreksi yang dapat diterapkan menggunakan konverter mentah pihak ketiga seperti Lightroom akan dilakukan menggunakan profil lensa yang disediakan oleh aplikasi pihak ketiga itu daripada profil lensa, biasanya disediakan oleh produsen kamera, digunakan di dalam kamera untuk menghasilkan pratinjau jpeg atau dalam pos menggunakan pembuat kamera ' perangkat lunak sendiri. Di sisi lain, sebagian besar pabrikan hanya menyediakan profil koreksi untuk lensa mereka sendiri (baik untuk koreksi di dalam kamera atau pasca-produksi) sementara konverter mentah pihak ketiga terkadang memiliki profil yang tersedia untuk lensa pihak ketiga.

Saya pernah mendengar tentang:

distorsi perspektif

distorsi barel

distorsi bantalan

distorsi kumis

Distorsi perspektif menggambarkan bagaimana suatu gambar (atau melihat, atau, lebih tepatnya, perspektif Anda) berubah ketika Anda bergerak lebih dekat atau lebih jauh dari subjek Anda (mis. Mengubah perspektif Anda).

Cara termudah untuk memikirkan ini adalah ini - bayangkan jika Anda hanya 10 cm dari wajah seseorang. Dari jarak ini (mis. Dari perspektif ini) Anda tidak dapat melihat seluruh wajah mereka sekaligus - Anda harus memutar kepala sendiri ke kiri, kanan, atas, bawah, untuk melihat seluruh wajah mereka. Sekarang pikirkan tentang sudut di mana Anda melihat wajah mereka ketika Anda memutar kepala ke kiri. Hidung itu menonjol keluar, mungkin menghalangi pandangan pipi mereka.

Sekarang mundur hingga 5 meter. Anda dapat melihat seluruh wajah mereka dalam satu lirikan. Anda bisa melihat hidung dan pipi mereka. Hidung tidak menghalangi pipi tidak masalah jika Anda melihat bagian kiri, kanan, atau tengah wajah mereka.

Perubahan dalam tampilan gambar (wajah mereka) bukan karena memperbesar atau memperkecil. Jika Anda berdiri pada jarak 5 meter dan menggunakan zoom untuk memperbesar wajah mereka untuk mengisi bingkai Anda - perspektif tidak akan berubah. Tetapi jika Anda berjalan ke wajah, hanya 10 cm lagi, perspektif Anda telah berubah dan penampilan wajah telah berubah.

Ada gambar bagus yang menunjukkan distorsi ini -

Meskipun gambar ini mencantumkan panjang fokus yang digunakan, jangan tertipu dengan berpikir bahwa panjang fokus (atau zoom) yang menyebabkan distorsi. Apa yang terjadi adalah bahwa pada focal length yang lebih pendek, fotografer telah melangkah lebih dekat ke subjek sehingga dapat mengisi bingkai dengan wajah subjek - perubahan perspektif inilah yang menyebabkan distorsi.

Contoh yang lebih baik dari efek focal length, atau zoom, adalah dalam urutan di bawah ini -

Perhatikan di sini bahwa karena posisi kamera tidak berubah, perspektif tidak berubah di antara pemotretan sehingga gudang tidak terdistorsi dari satu pemotretan ke pemotretan lainnya.

Maaf saya tidak bisa menggambarkan atau menjelaskan 3 distorsi lain yang Anda daftarkan secara komprehensif.

Distorsi perspektif menjaga garis lurus tetap lurus. Paralel tidak tetap paralel (kecuali bila sejajar dengan cakrawala). Segiempat diubah menjadi segiempat. Distorsi perspektif dapat dijelaskan oleh perspektif transformasi yang setara, memproyeksikan adegan 3D melalui titik ke pesawat.

Distorsi barel dan bantalan tidak menjaga garis lurus lurus. Mereka membengkokkannya ke luar atau ke dalam, masing-masing, dari pusat gambar. Mereka adalah konsekuensi dari geometri lensa. Distorsi kumis terjadi ketika distorsi seperti itu menjadi lebih lemah lagi di luar. Ini mungkin merupakan efek dari tindakan korektif untuk distorsi barel atau bantalan tidak sama efektifnya di setiap titik.

Semua berbagai distorsi lensa mengatur ulang piksel dalam gambar (terlepas dari konten adegan). Garis lurus menjadi garis melengkung misalnya. Ini adalah distorsi reproduksi, karena garis subjek lurus, dan garis lengkung tidak ada.

Perspektif mengatur konten adegan, objek adegan relatif satu sama lain. Benda-benda dekat (seperti mungkin hidung dalam potret) tampak lebih besar, hanya karena kita berdiri terlalu dekat untuk melihatnya. Atau jika kita berdiri dekat, maka pemisahan horizontal yang jelas dari hal-hal yang jauh relatif terhadap hal-hal yang dekat ... Ini bukan distorsi kecuali dalam pikiran pikiran kita. Semua casing tentu saja persis bagaimana hal-hal sebenarnya muncul ketika kamera berdiri di tempat itu