景深概念与计算_景深的概念

1、焦点(focus)

与光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。

2、弥散圆(circle of confusion)

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

在现实当中，观赏拍摄的影象是以某种方式(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象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，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)。

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：

画幅24mm x 36mm6cm x 9cm4" x 5"

弥散圆直径0.035mm0.0817mm0.146mm

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25~30cm。

3、景深(depth of field)

在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。

景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。

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景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。

4、景深的计算

下面是景深的计算公式。其中：

δ 容许弥散圆直径

f 镜头焦距

F 镜头的拍摄光圈值

L 对焦距离

ΔL1 前景深

ΔL2 后景深

ΔL 景深

FδL2

前景深 ΔL1= (1)

f2 + FδL

FδL2

后景深 ΔL2= (2)

f2 - FδL

2f2FδL2

景深 ΔL = ΔL2 + ΔL2 =

f4 - F2δ2L2

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，景深越小;光圈越小，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。

5、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：

摄影光学计算器

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= 2.8

L= 5000mm

ΔL1= 60mm

ΔL2= 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。

景深的照片

微距镜头也像普通镜头一样，可以加接增距镜，加了增距镜后有如下特点：

1、焦距：组合焦距 = 主镜头焦距 x 增距倍率;比如使用2X增距镜，主镜头焦距为50mm，那么组合镜头的焦距就是100mm;

2、光圈：组合光圈 = 主镜头光圈 x 增距倍率;比如使用2X的增距镜，主镜头的最大光圈为f/2.8，那么组合镜头的最大光圈就是f/5.6;

3、最近对焦距离：不改变;

4、最大放大倍率：对于微距镜头而言，组合镜头最大放大倍率就是 1x(增距倍率):(主镜头放大倍率);比如主镜头的最大放大倍率为1:2，那么使用2X增距镜，组合镜头的放大倍率就是 1:2 ----> 1:1。

在微距镜头上使用增距镜，主要是增长焦距或者获得更大的放大倍率，但是不可避免的就是带来解像力和反差的降低。

下面是一些实例。使用器材：Minolta Dynax 9 + Minolta AF 100/2.8 Macro，Tamron-F MC4 1.4X和MC7 2X，Minolta 1200环形闪光灯，分别用f/2.8和f/5.6来拍摄。扫描设备是Nikon LS-2000，2700dpi扫描，局部图是未压缩的。