景深
景深（英语：Depth of field, DOF）是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光学中，尤其是录影或是摄影，是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。虽然透镜只能够将光聚到某一固定的距离，远离此点则会逐渐模糊，但是在某一段特定的距离内，图像模糊的程度是肉眼无法察觉的，这段距离称之为景深。当焦点设在超焦距处时，景深会从超焦距的一半延伸到无限远，对一个固定的光圈值来说，这是最大的景深。
景深通常由物距、镜头焦距，以及镜头的光圈值所决定（相对于焦距的光圈大小）。除了在近距离时，一般来说景深是由物体的放大率以及透镜的光圈值决定。固定光圈值时，增加放大率，不论是更靠近拍摄物或是使用长焦距的镜头，都会减少景深的距离；减少放大率时，则会增加景深。如果固定放大率时，增加光圈值（缩小光圈）则会增加景深；减小光圈值（增大光圈）则会减少景深。
对于某些图像，例如风景照，比较适合用较大的景深，然而在人像摄影时，则经常使用小景深（或者叫浅景深）来构图，造成所谓背景虚化的效果。因为数码图像的进步，图像的锐利度可以由电脑后制而改变，因此也可以由后制的方式来改变景深。
感光元件尺寸与景深的关系[编辑]
在等效焦距、等效光圈、对焦距离三者相同的条件下，不同尺寸的感光元件景深保持一致。其中焦距和等效焦距、光圈和等效光圈的换算普遍以135传感器为标准。
相机运动和景深的关系[编辑]
景深标尺[编辑]
从1933年起开始，徕卡相机开始将超焦距尺刻印在镜头上 此后各厂家出产的大部分镜头或照相机，都配备了根据焦距和光圈值换算景深的景深标尺。景深标尺通常包括英尺和米两种单位；当某个距离值对准白色标线时，这一距离的物体就恰好在焦平面上成像。景深表下方白色标线两侧有标示光圈值的数值，当镜头的光圈值设定为某一数值时，景深就为该光圈值标线对齐的距离标尺上的两个数值范围。
也有一些相机，景深标尺不在镜头上，而在控制焦距的旋钮上，例如Rolleiflex双反相机和Tessina微型相机。
超焦距[编辑]
当远景深被扩大到无穷远时，从焦点到镜头中心的距离即是超焦距（英语：Hyperfocal distance，亦称泛焦距离）；通过将相机对焦在超焦距上可以获得给定f值下的最大景深。让对焦距离超过超焦距并不会使远景深增加（因为它已经被扩展到了无穷远），但这样却会缩短近景深，进而使完整的景深缩小，所以一些摄影师认为这样做会浪费景深。然而，这个结论是基于近处和远处的模糊圆一样大得出的，亦有摄影师认为，远处的物体在照片上较实际尺寸的比例偏小，因此若远处的物体是照片表现的主体，需要保证更小的模糊圆才能让观众感到清晰，因此对焦时超过超焦距靠近无穷远是合理的[1]。
如果镜头包含景深刻度，那么可以将无限远标志和某个f值的标志对齐来设置超焦距。例如，将上图中的35mm镜头设置到 f/11 处，即将无限远标志与‘11’标志对齐就可以将焦距设成超焦距。对焦在超焦距上是一个将对焦区域在远景深上延伸至无限远的特例。
红点摄影[编辑]
有一些相机将超焦距表示为红字或红点。例如美乐时 LX 型相机的对焦盘上，在2m与无穷远之间有一红点，将镜头对准红点，则景深由米延伸到无穷远。又如蔡司Contessa相机镜头上20英尺为红字，光圈 f/8 也为红字，表示当光圈设为 f/8 时，将镜头对焦至20英尺可获得最大的景深，景深范围为10英尺至无穷远。
有限景深：选择对焦[编辑]
要获得有限景深的照片，其目的是获得小景深的照片，因此要选择大光圈。
模糊圈[编辑]
当镜头准确对焦时一个物体，一个点光源在像平面上成像为一个点（不考虑光的衍射）；而在此物体前后的点光源在像平面上显示为圆斑。偏离准确对焦位置越多的点光，像平面上的圆斑越大，大过一定程度，人眼看去就显得模糊，这个圆斑限度就是模糊圈。人眼观看一张在明视距离25厘米的照片，可以分辨出不小于1/4毫米的圆斑；如果这张照片是一张从35毫米胶片放大的8x10英寸照片，放大倍数为8，那么在胶片上与放大照片上0.25毫米像对应的斑的直径为[2]
c= <math> \frac {1}{8*4} \approx \frac{1}{30} </math>毫米
这就是一般35毫米相机取模糊圈为 1/30 毫米的由来。
如果35毫米胶片放大16倍，即 16 X 20 吋，而观看距离增加到50厘米，模糊圈仍保持 1/30 毫米。
对于其他像幅，模糊圈做相应的改变
例一： 6 X 6 厘米相机
放大 8 吋照片，放大倍数=3.4 模糊圈 = 1/（3.4 x 4) ~ 1/14 毫米
例二：14x21毫米像幅微型相机
放大8吋照片，放大倍数为 15倍；所以模糊圈 c = 1/60 毫米
景深公式[编辑]
超焦距[编辑]
<math>f</math>代表镜头的焦距，<math>N</math>代表镜头的光圈值，而 <math>c</math> 代表的特定的胶片格式 模糊圈的直径，超焦距为<math>H</math>可由下式描述：[3]
- <math>H =f + \frac {f^2}{N c}</math>
景深的准确公式[编辑]
景深公式依据下列6个关系式
1） 光圈的直径 d = <math>\frac {f}{N} </math> 其中 f 为镜头的焦距， N代表 镜头设定的光圈数（2.8，4，5.6，8，11，16，22等）。
2）光学透镜成像公式
<math> \frac{1}{s} +\frac{1}{v}=\frac {1}{f} </math> 其中v代表像距，s代表物距
3）后物体的成像公式：
<math> \frac {1}{D_N}+ \frac{1}{v_N} =\frac {1}{f} </math>
4) 前物体的成像：
<math> \frac{1}{D_F} +\frac{1}{v_F}=\frac{1}{f} </math>
5) <math>\frac{v_N-v}{v_N}=\frac{c}{d}</math>
6) <math> \frac{v-v_F}{v_F}=\frac{c}{d}</math>
从这6个关系式组成的连立方程， 利用逐次消元法，可以不作任何简化，就得到
<math>D_N=\frac{sf^2}{f^2+cN(s-f)}</math>
<math>D_F=\frac{sf^2}{f^2-cN(s-f)}</math>
<math>DOF=D_F - D_N=\frac{sf^2*2(cN)(s-f)}{f^4-(cN)^2(s-f)^2}</math>
令<math>D_F</math>为无穷大，求<math>s</math>
<math>s=H=f+\frac{f^2}{Nc}</math> 即超焦距
将超焦距公式代入<math>D_N</math>，<math>D_F</math> 关系式，即得
<math>D_N=\frac{s(H-f)}{H-2f+s}</math>
<math> D_F=\frac{s(H-f)}{H-s}</math>
此二公式，对于中长距离和近距离一律适用
例： 镜头对焦于<math>s=H/n</math>, 代入上列二式得
<math> D_N= \frac{H}{n+1-\frac{n-1}{\frac{H}{f}-1}} </math>
<math>D_F=\frac{H}{n-1}(1-\frac{f}{H}) </math>
当<math>n=1,s=H</math>,
<math> D_N=\frac {H}{2} </math>, <math> D_F=\infty </math>
对<math>n>1,H \gg f,</math> 当<math>s=H/n</math>,
<math> D_N \approx \frac{H}{n+1} </math>
<math>D_F\approx \frac{H}{n-1} </math>
前景和背景虚化[编辑]
在焦点前的虚化一般叫前景虚化。相应的，在焦点后的叫背景虚化。
范例[编辑]
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f/22
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f/8
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f/4
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f/2.8
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在f/32，背景很清楚
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在f/5.6，光圈开大，使背景模糊，让花与背景分离
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f/2.8，利用浅景深主题猫也与背景分离
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使用非常浅景深的微距镜头
外部链接[编辑]
参考文献[编辑]
- ↑ Merklinger, Harold M. The INs and OUTs of FOCUS: An Alternative Way to Estimate Depth-of-Field and Sharpness in the Photographic Image v. 1.0.3. Bedford, Nova Scotia: Seaboard Printing Limited. 1992 [2020-03-24]. ISBN 0-9695025-0-8. （原始内容存档于2020-01-31）.
- ↑ Harold Merklingger, The INs and OUTs of FOCUS, p13 Seaboard Printing Limited, Nova Scotia, ISBN 0-9695025-0-8
- ↑ Harold Merklinger, p14
