像差是指实际光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学的理想状况的偏差。像差是光学理论中一个比较重要的知识点。像差可以分为像差和色差。

球差Spherical Aberration

球差是指光轴的物点由于在Lens上的投射角度不同从而导致在像空间像点在光轴上不重合而导致的像差。

彗差Coma

轴外物点发出的锥形光束通过光学系统成像后，在理想像面不能形成完善的像点，轴外视场不同孔径区域成像的放大率不同形成的。

像散Astigmatic

由于发光物点不在光学系统的光轴上，它所发出的光束与光轴有一倾斜角。该光束经透镜折射后，其子午细光束与弧矢细光束的汇聚点不在一个点上（下图种的T0和S0）。即光束不能聚焦于一点，成像不清晰，故产生像散。

场曲Field Curvature

场曲又称“像场弯曲”。当透镜存在场曲时，整个光束的交点不与理想像点重合，虽然在每个特定点都能得到清晰的像点，但整个像平面则是一个曲面。

通过MTF through  focus 过程曲线，可以判断场曲。

先看through  focus 曲线：

从图中，我们可以得到S、T方向的场曲值（跟进S/T的曲线），而像散值则为 S场曲值-T场曲值（针对同一个视场点）。像散值 = 14.3- 12.2 = 2.1.

畸变Distortion

畸变是指当一物体通过Lens系统成像时，会产生一种对物体不同部分有不同的放大率的像差，此种像差会导致物像的相似性变坏。但不影响像的清晰度。

（思考题：为什么畸变不影响像的清晰度？）

畸变有正负之分。如下图a所示，一垂直于光轴的正方形平面物体，当镜头具有正畸变时，如图b所示，称为枕型畸变；当镜头具有负畸变时，如图c所示，称为桶型畸变。

畸变通常有两种计算方法：光学畸变（Optical distortion）和TV失真（TV distortion）. 如图所示，其计算方法为：

区分场曲和畸变的不同：

对于场曲来说，如果像面位于近轴焦平面，则模拟得到的图像中心区域非常清晰，边缘很模糊，如果将像面置于边缘视场焦点处，可得到边缘区域非常清晰，中心区域比较模糊的图像。对于畸变来说，边缘和中心都很清晰，只改变像的形状。

位置色差Position chromatism

位置色差是指当光轴上一物点用不同波长的光通过Lens成像时会产生像面不重合的现象。

倍率色差

倍率色差是指当一物体通过Lens有不同波长的光成像时，由于放大率的不同从而使所成像的高度不同，此种像差称之为倍率色差。

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