湾曲した焦点面を持つレンズの利点は何ですか？

で、この答えのことが注目されます。

特にポートレートや魚眼レンズを対象とした多くのレンズは、球面の焦点領域を持つように設計されています

球面（または非平面）の焦点フィールドを持つことで、レンズにどのような利点がありますか？レンズを設計/製造するほうが、より少ない補正でより安価になることを除いて、レンズにどのような利点がありますか？

それが提供する明確な「外観」。フレームの端近くの背景オブジェクトに、より楽しいボケ味のぼかしを追加することに加えて、レンズの光軸に垂直な場合、被写体と同じ平面にある周辺のオブジェクトをぼかすことができます。まあ、背景のアイテムと同じ程度ではありませんが。

一部の人々は、特に通常は意図的にエッジがぼやけているポートレートレンズでそれを望んでいます。フラットなドキュメントの複製やマクロの作業を行う人など、一部の人々はそれを望まず、フラットなフィールドを好みます。あなたはあなたのお金を支払い、あなたはあなたの選択をします。

こちらがFlickrでリンクされている典型的な画像です。正直なフィールドでは、曲率対フラットフィールドは、被写体の距離でレンズの光軸に垂直な平面にあるフレームのエッジの近くに何もないため、このフィールドではそれほど問題になりません。ここに別のものがあります。モデルの前のベンチの一部であるが、視野の端に近い部分が焦点と同じくらいシャープである一方、カメラから顔と同じ距離にある彼女の腕の一部がどのようになっていないかを確認します鋭い？また、これ（中央の焦点と同じ平面にあるが、フレームの端の近くにある花はぼやけています）とこの1つ （すべてがカメラのセンサーに平行な同じ平面にある場合でも、エッジのアイテムは中央のアイテムほどシャープではありません）。

この1つでは、カメラから被写体までの距離と同じ距離にある雨滴でもぼかされていることに注意してください。でこれ主要被写体よりも近いです左下の手すりは焦点であり、球の一部である前側焦点面の形状を示します。

対照的に、EF 100mm f / 2.8 L ISマクロは、フレームの端までフラットな焦点フィールドを維持する方法に注意してください。これは、左端に沿ったツリーによって示されています。中右側の被験者の髪この1つの番組フラットフィールド。でこのいずれか、EF 100ミリメートルF / 2.8 Lのフラットフィールド対象面と鋭いように、フレームの左下に肩作らマクロです。代わりにEF 85mm f / 1.2 L IIなどの像面湾曲のあるレンズを使用した場合、肩はわずかに柔らかくなり、おそらく被験者の顔の気をそらしにくくなります。同じことがのために言うことができ、この1。

像面湾曲を備えたレンズを使用するもう1つの利点は、カメラをレンズの光学中心の周りで回転させた場合、「フォーカスと再構成」技術を使用すると、焦点距離の誤差が少なくなることです。通常「フォーカスと再構成」で発生するエラーのほとんどは、回転の中心がレンズの中心ではなく写真家の中心にあるためです。ただし、レンズの光学中心を中心にカメラを回転させた場合でも、レンズの焦点距離に一致する像面湾曲を持つレンズよりも、焦点面が平らなレンズの方がエラーが多くなります。

更新：この質問に含まれている 2枚の写真は、フィールド湾曲が補正されていないレンズが役立つショットのタイプの完璧な例です。

理論的には、特定の注目点に焦点を合わせるために「焦点を合わせて再構成する」場合（たとえば、肖像画の目など）、球形の焦点領域だけが意図したとおりに焦点を維持します。フォーカスフィールドがフラットの場合、再構成すると、フォーカスポイントが対象ポイントの背後に移動します。カメラの軸が最初の焦点から離れるほど、フォーカスエラーが大きくなります。

この効果が画像で認識できるかどうかは、被写体までの距離、被写界深度、焦点距離、レンズの品質などに依存します。

この例では、カメラは最初に（赤い軸に沿って）関心のあるポイントに向けられ、焦点が合わせられます。次に、カメラは緑の軸に沿って再構成されます。この時点で、球面焦点面（青）を使用すると、関心のあるポイントでの焦点は「正しく」なります。焦点面がフラット（灰色）の場合、焦点は黄色でマークされた距離だけ対象点の後ろに移動します。

魚眼レンズは、広範囲にわたる意図的な光学的歪みも備えているため、独自のワーム缶ですが、ポートレートに関しては、答えは被写界深度と同じくらい簡単です。

焦点面がカメラに向かって（背景から離れて）画像の端に向かって湾曲している場合、背景はさらに焦点が外れ、被写体をより分離します。

もちろん、制限は（a）これが他の多くのタイプの写真にとって深刻な不利益になる可能性があること、および（b）より具体的には、被写体をフレームの真ん中に置く必要があることです（ただし、最近のほとんどのカメラでは被写体の死点を撮影し、必要に応じて切り抜くだけの十分な解像度）。

典型的なカメラレンズは、単一の平面をイメージするように最適化されるのではなく、イメージのさまざまな平面の優れたレンダリングを得るために最適化されています。つまり、3次元の眺望をイメージし、そのイメージをフィルムまたはデジタルイメージセンサーの平面に投影します。逆に、グラフィックス業界では、コピー作業に「プロセス」レンズを使用しています。プロセスレンズは、フラットからフラットまでのイメージを生成するように最適化されています。引き伸ばしレンズとマイクロレンズも最適化されており、平面から平面までの画像が得られます。マクロの場合、接写撮影の対象となる被写体の奥行きが浅いものがほとんどです。コインや切手などを扱っています。したがって、マクロはフラットからフラットに最適化される可能性があります。この問題に関して、標準的なカメラのレンズは、それがどれだけ近づくことができるかに関してしばしば制限されます。延長チューブ、リング、ベローズを使用することで、これを軽減します。これらのアタッチメントにより、焦点を合わせることができます。さらに、標準のカメラレンズを逆にして、背面を浅い被写体に向けることもできます。この技法により、パリパリ感が向上します。これは、標準レンズのバックフォーカスが平面で機能するように最適化されているためです。