像散(Astigmatism)
在測試鏡頭時常會看中間及邊緣的成像質(zhì)素，幾乎可以肯定，越接近邊緣的影像質(zhì)素約會下降，而這是由于水平面光線和垂直面光線聚焦在不同焦點上所引起。
根據(jù)現(xiàn)代物理學(xué)原理，光線以波動能量形式傳播，而且相對光線的傳播方向，光波震動的方向是四方八面的。如果用向量（Vector）方式理解，一束光線可分為水平方向震動和垂直線方向震動兩部分。當(dāng)光線從偏離中軸的斜角度射入，有機會出現(xiàn)水平面光線和垂直面光線聚焦在主軸不同位置的誤差。此時兩個焦點之間所產(chǎn)生的影像會變得模糊，邊緣像滲開一樣。
偏離中軸進入鏡片的光線可分為水平面光線(橙色)和垂直面光線(綠色)，而它們各自的焦點卻在不同位置。
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由一張測試圖中100%局部裁切，左為圖片中心，成像清晰；而右邊為圖片的角落，出現(xiàn)明顯的像散。
為解決問題，有些鏡頭會干脆將覆蓋率加大，如用于APS-C的鏡頭，可能本來能蓋過全幅，但為保持畫質(zhì)而犠牲了邊緣畫面。所以，APS-C的鏡頭多不建議用在全幅機上。就算可以，也會有嚴重的四角失光或邊緣像散。
桶狀變形(Barrel Distortion)
亦可稱為負變形（Negative distortion），這是一種成像缺陷。桶狀變形的影像像點會隨著與中心點距離之增大而移位。令影像中的“直線”中段向外彎曲，兩端則向中心彎曲變成“曲線”。所以，方形物體的影像會變成四角向內(nèi)收縮，邊線中段則向外凸出，好像一個木桶，因此被稱為桶狀變形。
通常，隨著鏡頭視角的擴大（亦即焦距的縮短），桶狀變形會變得愈來愈嚴重。具體點說，廣角鏡頭所拍得的影像，便最常出現(xiàn)桶狀變形現(xiàn)像。下圖是一幅以24mm廣角鏡頭拍攝的照片，明顯地照片的邊緣位置向內(nèi)彎曲了。
而且，如果用魚眼鏡頭拍攝，影像更會變成圓形。
色差現(xiàn)象(Chromatic Aberration)
相機鏡頭是用白光來形成影像的，而白光則是由各種不同波長的可見光組合而成。雖然同是電磁波，不過不同波長（顏色）的可見光在穿過玻璃時會有不同的速度，因此亦有所謂不同的折射率。利用這個原理，我們只要利用菱鏡便可將白光分解成不同顏色（波長）的光線。
相機鏡頭由玻璃構(gòu)成，利用折射原理將可見光聚焦而成為影像。光線穿過鏡頭后，有機會出現(xiàn)類似菱鏡的效果，不同波長的光線不能在同一焦點上聚焦，在影像上形成色散，即是所謂的紫邊現(xiàn)像。大家可以透過下圖了解鏡頭的色差如何在影像中央及邊緣形成色散現(xiàn)像。
理論上色散在影像中央及邊緣都可以發(fā)生，不過由于邊緣的光程較長，因此色散也就特別明顯。由于短波長的折射率較高，因此紫色對色差也特別敏感。由色差而形成的紫邊，通?？梢栽诋嬅孢吘壙吹?，而由于紫色折射得較多，所以紫邊一般都是由內(nèi)向外擴散。此外，遠攝鏡頭的光程長，色散的現(xiàn)像也就特別容易看到。
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色散現(xiàn)像在鏡頭邊緣較為明顯，而紫邊一般都是由內(nèi)向外擴散的。
影像中央的色散紫邊較少。
為解決色差問題，鏡頭廠商就想盡辦法從鏡片的構(gòu)造入手，包括采用不同折射、散射特性之鏡片組合。佳能早就成功以人工螢石晶體（CaF2）的低色散特性大大減少鏡頭色差，其于1969年推出首支采用螢石鏡片的超遠攝鏡頭FL-F300mm f/5.6。時至今日，螢石鏡片及UD超低色散鏡片已廣泛采用在佳能高質(zhì)素EF鏡頭內(nèi)。兩片UD鏡片相等于一片螢石鏡片的減色差效果，而一片超級UD鏡片則可提供相等于一片螢石鏡片的效能。
像場彎曲(Curve of field)
CCD/CMOS是一個平面，但鏡頭投射的像場卻是略曲的，這個現(xiàn)象可用以下圖片解釋。
這是略為夸張化的像場彎曲，由于光軸的距離一致，實際上兩邊對象的對焦點會比中心略前，所以收縮光圈加長景深，可以改善情況。
假設(shè)鏡頭前有三個對象，位置保持在一個平面上，鏡頭以中間的對象對焦。此時，兩旁的對象與鏡頭的距離其實比中間距離略遠，到達相機內(nèi)的平面時，便會在平面略前部份焦聚，使得中心兩旁的對象顯得模糊。
衍射現(xiàn)象(Diffraction)
當(dāng)光線通過一些窄蓬或小孔時，物體邊緣會出現(xiàn)光波分散的現(xiàn)象，這種光學(xué)現(xiàn)象便稱為“衍射”。
從攝影的角度來說，當(dāng)光圈太小時衍射現(xiàn)象便會出現(xiàn)，令影像邊綠位置變得松散。這是一種光波的基本特性，與鏡片的光學(xué)質(zhì)素?zé)o關(guān)。
而且，衍射也會導(dǎo)致數(shù)碼相機出現(xiàn)紫邊現(xiàn)象。
眩光(Flare)
亦稱為“鬼影”，是在相機和其他光學(xué)儀器內(nèi)，由于鏡片表面、鏡筒內(nèi)壁或機械零件表面反射而產(chǎn)生的非成像光線。
射入CCD（或傳統(tǒng)相機的菲林）的眩光會令影像全部或局部亮度增加、反差度降低而產(chǎn)生灰霧，使畫面變得平淡而欠缺質(zhì)感。有時更會發(fā)生二次或多次反射，使影像變得更加模糊。
焦距(Focal Length)
簡單點來看，數(shù)碼相機鏡頭的成像原理等同一片凸透鏡，將自景物反射出來的光線聚焦在感光組件（焦平面）上成為一個清晰的畫面。不同曲率的凸透鏡，能夠?qū)⒐饩€聚焦在不同距離后的焦平面上，而且曲率愈高的凸透鏡，聚焦時所需要的距離也愈短。為統(tǒng)一起建，在物理學(xué)原理上，凸透鏡的曲率便以透鏡將自無限遠投射過來的光線聚焦到焦平面時，透鏡與焦平面之間的距離來計算，這個距離便稱為焦距。焦距愈長，曲率便愈低；焦距愈短，曲率便愈高。
數(shù)碼相機的鏡頭等同凸透鏡，而且鏡頭在變焦時更相當(dāng)于改變凸透鏡的曲率，因此變焦鏡頭的實際焦距多數(shù)以一個范圍來表示，例如 24-105mm。利用不同焦距的鏡頭，攝影師可以營造出不同透視感、不同景深的照片。焦距愈長的鏡頭，拍攝出來的照片帶有較大壓迫感，景深也愈淺。相反，焦距愈短的鏡頭，拍攝出來的照片透視感愈強烈，景深也愈深。
焦距變換比率(Focal Length Ratio)
目前大多數(shù)單反相機采用APS-C畫幅的傳感器，由于其影像面積小于菲林的影像面積（即小于35mm），所以當(dāng)同一鏡頭安裝于APS-C數(shù)碼單反后就會因為視角變小而變成更長的焦距鏡頭，令原來的鏡頭焦距和視角數(shù)值也失去了本身的意義。因此，相機生產(chǎn)商便通過“焦距變換比率”來讓用家可以了解鏡頭的實際視角與等效焦距。
焦距變換比率可以由CCD面積與菲林面積的比例來進行計算。舉例說，與35mm菲林的成像面積比較起來，當(dāng)CCD的成像面積是8.4x5.6mm時，其邊長僅相當(dāng)于35mm菲林的1/4。因此，50mm焦距的鏡頭，當(dāng)安裝上去就會變?yōu)?00mm的長焦鏡頭。
以下是焦距變換比率的計算公式：
菲林邊長/CCD邊長=焦距變換比率：鏡頭原焦距x焦距變換比率=鏡頭于數(shù)碼機身上的等效焦距
以變換比率為1.3的佳能EOS 1D MARK IV及一支17-35mm的鏡頭為例，鏡頭于機身上的等效焦距將會變?yōu)?2.1-45.5mm。
最佳光圈值(Optimum Aperture)
指鏡頭在正確對焦的CCD（或菲林）平面上能產(chǎn)生最清晰影像的光圈值。以大多數(shù)優(yōu)質(zhì)鏡頭而言，最佳光圈值是將其最大光圈值縮小一至二級。舉例說，當(dāng)用一支最大光圈值為f/2.8的鏡頭進行拍攝時，得出的影像質(zhì)素應(yīng)以f/4.0或f/5.6光圈為最佳。
理論上光圈孔徑愈大影像質(zhì)素會愈好，但由于像差會隨著孔徑的增大而急劇增加，使影像質(zhì)素變差。另外，光圈太小則會產(chǎn)生衍射現(xiàn)象（在數(shù)碼攝影中，小光圈更會增加曝光時間，使影像出現(xiàn)噪聲現(xiàn)象）令影像像質(zhì)降低。因此，最佳光圈值便是避免以上兩種現(xiàn)像出現(xiàn)的平衡點，亦即最大光圈值低一至兩級。
球面像差(Spherical aberration)
用來聚焦的鏡片構(gòu)造最簡單的就是球面鏡，球面鏡的意思即鏡片的彎曲率呈圓形，可以理解為一個正圓球體的其中一個部分，因此就稱為球面鏡。實際上，球面鏡不能將所有光線聚焦在同一點，透過鏡片邊緣進入的光線會偏離焦點形成像差。尤其在大光圈的時候，有較多光線可以通過鏡片。最明顯就是一些光點會虛化成一團光，這是由于邊緣位置進入的光線與中心聚焦的偏差較大所致。
要改善這種問題，可以將光圈收縮。而鏡頭設(shè)計上亦可以利用特別的凹、凸透鏡組合修正折射角度?，F(xiàn)代鏡頭則愛用非球面鏡來修正這種問題，尤其是對于恒定大光圈的鏡頭，鏡片直徑大、球面像差也越明顯，所以有些高級鏡頭可能有多達三片非球面鏡。
非球面鏡利用鏡片邊緣曲率與中央部份曲率的差異，將聚焦于前方的光線移后到正確的對焦點，令成像更加銳利。
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