景深

景深

这篇文章收录在相机系列文章:相机基础知识大纲

景深

景深(DEPTH OF FIELD),是指结像清晰的景物空间的纵长距离深度。当我们拍摄一张照片,在合焦的时候会形成一个焦平面,焦平面前后范围内的景物会清晰呈现,这就是景深范围。

焦平面与像平面

焦平面和像平面

焦平面就是过焦点与主光轴垂直的那个面,是平行光汇聚的那个面,这个面是不动的。

像平面就是物体成像的那个面,物体在无穷远的时候,像平面和焦平面重合。

弥散圆与散景

景深不会突然从锐利变为不锐利,而是作为一个渐进的过渡。事实上,紧靠对焦距离前后的一切都开始失去锐度–即使我们的眼睛或相机的分辨率无法感知到这一点。

由于没有临界点的过渡,所以用了一个更严谨的术语,叫做 “弥散圆”(circle of confusion),来定义一个点需要模糊到什么程度才能被感知为不锐利。当我们的眼睛可以感知到弥散圆的时候,这个区域就被说成是在景深之外,从而不再是 “可接受的锐利”。为了清晰起见,上面的混乱圈被夸大了,实际上这只是相机传感器面积的一小部分。

定义: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。

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。 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也就是景深 。

弥散圆

我们的眼睛什么时候能感觉到弥散圆?一个容许弥散圆被宽泛地定义为:当放大到标准的8x10英寸的印刷品,并从大约1英尺的标准观察距离观察时,它不会被注意到。

在观看距离和打印尺寸方面,相机制造商认为如果不大于0.01英寸(放大后),弥散圆可以忽略不计。因此,相机制造商在提供镜头景深标记时使用了0.01英寸的标准(如下图所示,50mm镜头的f/22)。实际上,一个拥有20/20视力或更高视力的人可以分辨出1/3这个大小的特征,因此,弥散圆必须比这个更小,以达到可接受的整个锐度。

不同的最大混淆圈也适用于每个打印尺寸和观看距离组合。在前面的模糊点的例子中,弥散圆实际上比焦点两侧的两个点的屏幕分辨率还要小,因此这些点被认为在景深范围内。另外,景深也可以根据弥散圆何时变得大于数码相机的像素大小来确定。

请注意,景深只为弥散圆设置了一个最大值,并没有描述一旦它们成为失焦的区域会发生什么。这些区域也被称为 “散景“,来自日语(发音为bo-ké)。两张景深相同的图像可能会有明显不同的虚化效果,因为这取决于镜头光阑的形状。在现实中,混乱的圆圈实际上通常不是一个圆圈,而只是在它非常小的时候近似于圆圈。当它变大时,大多数镜头会将其呈现为5-8个面的多边形。

景深影响三要素

三要素,光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素:

  • 景深与光圈成反比关系,光圈越大(光圈值f越小)景深越浅,光圈越小(光圈值f越大)景深越深。
  • 景深与镜头的焦距成反比,镜头焦距越长景深越浅、反之景深越深。
  • 景深与摄影距离成正比,主体越近,景深越浅,主体越远,景深越深。

当我们变更光圈大小,比如缩小光圈(增加f值),会改变聚度,点光源聚焦的范围现在会增加,在容许弥散圆不变的情况下,可以看到景深就会被拉长。

光圈与景深

景深的计算方式?

// TODO

参考链接

  1. TUTORIALS: DEPTH OF FIELD
  2. 景深与光圈的关系


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作者

占航

发布于

2021-08-16

更新于

2023-10-04

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