摄影中的色差是怎样形成的？

色差

色差（Chromatic Aberration），又称色像差,是一种常见的光学问题，由于不同光的波长使镜头不能将所有波长的颜色聚集到相同的焦平面，或者当波长的颜色聚集到不同的焦面位置而形成的色差。



一般人的可见光波长在400nm（紫色）-700nm（红色）之间。材料（光学玻璃）的折射率随通过的光波的波长变化而变的性质，被称之为“色散（Dispersion）”。著名的“三棱镜”实验就证明了色散现象的存在。色差是由于镜头散射现象而造成的，由于不同色光的波长差会在摄影镜头下，图像中的物体周围特别是高对比度的情况下可能出现模糊或明显的色彩边缘（红、绿、蓝、黄、紫、洋红）就称之为色差。



一个完美景的镜头可以把所有波长聚焦到同一个点，其中最好的焦点和最小的模糊圈都如图所示：



实际上，每个波长在镜头上的折射率都是不同的，这导致了两种色差—纵向色差、横向色差。

纵向色差

纵向色差（Longitudinal Chromatic Aberration），又被称为“LoCA”,这是由于不同的色光波长通过镜头后不能汇聚在同一点上而形成的。纵向色差的图像会在物体边缘呈现出红、绿、蓝或这些颜色的结合。纵向色差可以通过缩小镜头光圈来大幅度减少。一个强光快镜头比慢小孔慢速镜头更可能出现纵向色差。



图的上部分出现绿色的色差，到更靠近相机的下半部分出现了紫色的色差。



横向色差

横向色差（Lateral Chromatic Aberration）不同于纵向色差，横向色差不会出现在图面中间，它只会出现在图像边缘高对比度的区域。蓝色和紫色经常出现在鱼眼、广角和低质量的镜头上。横向色差不能用缩小光圈来消除，但可以通过后期制作来消除。




影响因素

摄像机是利用可见光进行成像的。当各种可见光的光分子到达摄像机的CCD（感光器件）时，通过电子技术，图像便被呈现出来。当光的强度较好时，摄像机的成像也较好，但是，随着光线的照度（强度）的减弱，成像也随之变差，主要表现在“噪点”的出现到增大，图像也随之变得模糊（如黄昏时分摄像机图像的变化）。随着光的照度进一步减弱，彩色摄像机就无法成像了。



除去传统定义上的色像差，日常生活中常提到的色差是指色彩差别的意思。引起色差的因素不仅仅是波长，不同的光源、不同的镜头、感光元件以及显示设备等都能印象图像的成色，而形成色差。