景深

景深

在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影像变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。

在现实当中，观赏拍摄的影像是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的，人的肉眼所感受到的影像与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径大于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。在焦点的前、后各有一个容许弥散圆。

以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前焦深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后焦深。

景深

δ——容许弥散圆直径

F——镜头的拍摄光圈值

f——镜头焦距

L——对焦距离

ΔL1——前景深

ΔL2——后景深

ΔL——景深

景深

后景深ΔL2=f^2L/(f^2-FδL)

景深ΔL=ΔL1+ΔL2=(2f^2FδL^2)/(f^4-F^2δ^2L^2)

从公式(1)和(2)可以看出，后景深>前景深。

由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：

(1)、镜头光圈：光圈越大，即光圈值(F)越小，景深越小;光圈越小，即光圈值(F)越大，景深越大;

(2)、镜头焦距：镜头焦距越长，景深越小;焦距越短，景深越大;

(3)、拍摄距离：距离越远，景深越大;距离越近，景深越小。

不同的厂家、不同的胶片面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般常用的是：

35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对角线长度的1/1000~1/1500左右。前提是画面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~750px。

景深

一些计算实例网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：

Windows版本的可下载的计数器在f/Calc

(1)、200/2.8对焦在5m时，f/2.8的景深：

δ=0.035mm

f=200mm

F=2.8L=5000mm

ΔL1=60mmΔL2=62mm

ΔL=122mm

结论：该镜头在用f/2.8拍摄时，清晰范围是从4.94m~5.062m，景深很浅。

(2)、200/2.8+2X=400/5.6对焦在5m时，f/5.6的景深：δ=0.035mm

f=400mm

F=5.6

L=5000mm

ΔL1=30mm

ΔL2=31mm

ΔL=61mm

结论：该镜头在配合2X增距镜后，主镜头用f/2.8拍摄时，景深是(1)的一半。

虚化等级法是定量估算超焦距和浅景深的一种快速心算法。即，使用视场短边标准身高倍数来代替传统的对焦距离，并引入虚化等级，将超焦距与浅景深的心算结合在一起。

理论

虚化程度X =弥散圆直径r/传感元件短边尺寸L×100%虚化等级R与X的对应值如下表：

R值的物理含义如下：

注：L300dpi为300dpi下短边可打印尺寸。弥散圆亮度均匀，爱里斑能量集中在中心，爱里斑直径是弥散圆直径2倍时，模糊效果近似等效。

无穷远处的虚化程度X∞ = 0.5倍对焦距离处的虚化程度X0.5

=弥散圆直径/传感元件短边尺寸×100%

=f/(F×1700N) ×100%

其中N的定义见右图。

f=24mm，F=5.6，N=1时，X∞ =X0.5=0.25%，对应虚化等级R∞ =R0.5=0。记住f24F5.6N1这个基准，可快速估算其余情况。例如f35F2.8N0.5对应R∞ =R0.5=2.5;f35F11N0.5对应R∞=R0.5= -0.5。

背景并不是无穷远。当R∞≥2.5时，距对焦面5m以外的背景通常可以达到虚化。

只要保证无穷远处锐利(R∞≤k)，背景处就一定锐利，同时，只要保证前景比0.5倍对焦距离远，前景就一定锐利。

实例

举例

由于透视，蓝点处柱子长度为红点处的一半，说明蓝点距离

相机的距离为红点的2倍。

对蓝点平面对焦，无穷远处和红点处的虚化等级R相同，R∞ =R0.5= -3。

若设置F=4，则R∞ =R0.5= -2.5;F=8，则R∞ =R0.5= -3.5。

三种光圈设置都可获得大景深，此时，应使用镜头的最佳光圈(取决于镜头的设计和加工误差)。

1 镜头焦距2 被拍摄体的距离3 光圈的大小4 感光元件大小(与容许弥散圆半径有关)

相互关系

1、光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

2、镜头焦距越长景深越小，反之景深越大。

3、主体越近，景深越小，主体越远，景深越大。