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Was sind chromatische Aberrationen
Lesezeit: 10 Minuten - 30. April 2024 - von Markus Igel

Kamera Basics #22 – Was sind chromatische Aberrationen?

Wir haben bisher bereits so viele technische Blogartikel gebracht rund um die Basics der Fotografie und Videografie, doch haben wir bisher noch nicht über einen der bekanntesten optischen Fehler (Abbildungsfehler) gesprochen, den chromatischen Aberrationen.

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Physikalische Erklärung von chromatischen Aberrationen

Gehen wir einmal davon aus, ein Lichtstrahl wie das Licht der Sonne fällt gerade in dein Objektiv, dann wird der Lichtstrahl gebrochen und in seine Spektralfarben geteilt, dadurch brechen die Lichtfarben auf der Austrittsseite des Glases erneut, wodurch sich der Winkel erneut ändert.

Trifft ein Lichtstrahl nun also auf den Sensor kann es zu einer Verschiebung kommen, wie stark diese ausfällt, hängt von der Brechung des Lichts ab (Brechungsindex). Jede Farbe des Lichts verhält sich anders und bricht anders, dies hängt mit den Wellenlängen von Lichtfarben zusammen, rotes Licht verhält sich anders, als es blaues und grünes Licht tun. 

Leterale chromatische Aberration, welcher umgangssprachlich Farbquellfehler genannt wird. Hier entstehen Farbsäume an Bildrändern, weil das Objektiv verschiedene Farben aus dem Licht unterschiedlich vergrößert. Hier hilft kein Abblenden der Blende um diesen Fehler abzuschwächen.

Longitudinale / Axiale chromatische Aberration (Farblängsfehler), dieser Abbildungsfehler tritt dann auf wenn die einzelnen Lichtfarben unterschiedlich auf dem Sensor auf den Sensorauftreffen nämlich vor oder hinter dem Sensor. Dieser Fehler lässt sich durch Abblenden abschwächen. Dieser Effekt sorgt im Wesentlichen auch dafür, dass die Bilder unscharf wirken, denn treffen die Lichtstrahlen nicht gebündelt auf einen Punkt, sondern eben davor und dahinter, dadurch entsteht eine Weichzeichnung bzw. eine Verzeichnung des Bildes.

Wo entstehen chromatische Aberrationen?

Chromatische Aberrationen finden sich überall gerade an besonders kontrastreichen Kanten und starken Reflexionen wie blanken Metall und weißen Kanten. Aber auch die Bildstabilisierung, ob Objektiv oder Sensorseitig kann dazu führen, dass eine Farbverzerrung in Form einer chromatischen Aberration auftritt. Auch der Autofokus kann sich darauf auswirken, dass eine chromatische Aberration sich verstärkt, dadurch sich die Abstände innerhalb eines Objektives verändern und die Lichtwellen anders gebrochen werden.

Welche Brennweiten sind besonders anfällig?

Nachdem wir über die Physik gesprochen haben, könnte diese Frage sich schon etwas von selbst beantworten, doch tritt eine chromatische Aberration durch den Brechungswinkel auf, da Weitwinkelobjektive eine sehr große sphärische Linse haben und bei Fisheye Objektiven die Krümmung des Glases sehr hoch ist, treten hier meist sehr starke Aberrationen auf.

Nikon Z 70-200mm f2,8 - Aufbau der Glaselemente
Nikon Z 14-24mm f2,8 - Aufbau der Glaselemente

Wie vermeidet man chromatische Aberrationen?

Man kann chromatische Aberrationen in der Kamera reduzieren durch das Schließen der Blende. Wenn man es ganz genau nehmen wollen würde, könnte man alle Randfaktoren abstellen: Stabilisierung und Autofokus, da diese Elemente sich dynamisch auf die Bildqualität auswirken. Reduziere die starken Kontraste, wie einen ausgebrannten Himmel oder anderen Objekten vor einer weißen Wand/Fläche. Was du hier tun kannst ist die Lichtquelle oder das Objekt anders positionieren, um den Lichteinfall zu verändern und in welchem Winkel dieses reflektiert wird. 

Du kannst auch mit einem Blitzlicht arbeiten um die Kontraste hier zu beeinflussen, doch vergiss dabei nicht das Ketten, Ohrringe und Co. dennoch reflektieren und zu starken Spitzlichtern führen können.
Wer bei einem Panorama die chromatischen Aberrationen verringern will, der sollte hier am besten auf mehrere Einzelbilder zurückgreifen und diese in der Nachbearbeitung zusammenführen, dadurch wird der Winkel immer wieder verändert und eine chromatische Aberration tritt weniger stark auf.

Wie verhindern/reduzieren Hersteller chromatische Aberrationen?

Der Objektivhersteller wählt bei der Entwicklung der Objektive verschiedenen Glaselemente mit unterschiedlichen Beschichtungen und Materialmischungen, welche für verschiedene Dispersionen sorgen. So hilft es auch, wenn der Hersteller verschiedene Glaselemente verbaut, welche die Krümmung korrigieren und die Lichtstrahlen wieder etwas mehr zusammenführen. Diese nennt man einen Achromat.

Chromatische Aberrationen in der Nachbearbeitung entfernen

RAW Entwicklungstools haben sich in der Vergangenheit diesen Fehler angenommen und die allermeisten können dies auch recht effektiv entfernen. Dabei entsteht aber gerne auch eine Graue-Kante, weil der Farbsaum desaturiert wird. Ob Capture One, Adobe Lightroom, Luminar NEO und Co alle bieten Funktionen zur Reduktion dieses Fehlers an.

Fazit

Wir haben versucht dir die Komplexität von chromatischen Aberrationen etwas verständlicher zu erklären und wie dieses Problem zustande kommt. Diese unschöne Verzeichnung ist gerade in günstigen oder weniger aufwändig verarbeiteten Objektiven ein Problem und wir hoffen, dass wir so auch den Preis von einigen teureren Objektiven etwas klarer stellen konnten.

Eine kleine Aufgabe für dich:

Probiere deine Kamera mit deinem Lieblingsobjektiv aus, in dem du einfach einmal das Gegenteil von dem tust, was wir dir oben empfohlen haben zu vermeiden, fotografiere stark reflektierende Oberflächen, welche gerne auch einmal über eine scharfe Kante oder starke Kontraste verfügen. 

Zeig uns deine Bilder auf Instagram und/oder Facebook und tagge uns @fotokochde! Wir freuen uns auf eure Ergebnisse!


Danke, dass du diesen Artikel gelesen hast. Wenn dich weitere Grundlagen der Fotografie interessieren, dann schau doch mal bei den anderen Kamera Basics vorbei

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