景深

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指的是相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在景深之內的影像比較清楚,在這個範圍之前或是之後的影像則比較模糊。

景深英语Depth of field, DOF)景深是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光學中,尤其是錄影或是攝影,是一個描述在空間中,可以清楚成像的距離範圍。雖然透鏡只能夠將光聚到某一固定的距離,遠離此點則會逐漸模糊,但是在某一段特定的距離內,影像模糊的程度是肉眼無法察覺的,這段距離稱之為景深。當焦點設在超焦距处時,景深會從超焦距的一半延伸到無限遠,對一個固定的光圈值來說,這是最大的景深。

景深通常由物距、鏡頭焦距,以及鏡頭的光圈值所決定(相對於焦距的光圈大小)。除了在近距離時,一般來說景深是由物體的放大率以及透鏡的光圈值決定。固定光圈值時,增加放大率,不論是更靠近拍攝物或是使用長焦距的鏡頭,都會減少景深的距離;減少放大率時,則會增加景深。如果固定放大率時,增加光圈值(縮小光圈)則會增加景深;減小光圈值(增大光圈)則會減少景深。

對於某些影像,例如風景照,比較適合用較大的景深,然而在人像攝影時,則經常使用小景深來構圖,造成所谓背景虚化的效果。因為數位影像的進步,影像的銳利度可以由電腦後製而改變,因此也可以由後製的方式來改變景深。

感光元件尺寸与景深的关系[编辑]

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]

景深表[编辑]

很多中小型镜头(例如上图所示的35mm镜头)都配备了根据焦距和光圈值换算景深的景深表。景深表中使用英尺和米两种单位;当某个距离值对准白色标线時,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。

超焦距[编辑]

当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;通过将相机对焦在超焦距上来获得给定f值的最大景深。对焦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,The object field method 给出一个这样做的理由。如果镜头包含景深刻度,那么可以通过对齐无限远标志和某个f值的标志来设置超焦距。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在远景深上延伸至无限远的特例。

有限景深:选择对焦[编辑]

要获得有限景深的照片,和获得最大景深的照片相反,使用越大尺寸感光元件的照相机景深越小,效果越好。[來源請求]

景深公式[编辑]

光圈對景深以及模糊圈的影響。焦點 (2) 可以在像平面 (5)成像,但是在不同距離的點,如 (13)則會投影出一個模糊的點,此點已大於模糊圈。減少光圈的大小 (4) 可以減小那些不在焦點上的點的模糊圈大小,因此模糊就變的比較不易察覺,看起來這些點就變成都在景深內。
景深表,下面调节光圈,上面有对应的景深,光圈数值的颜色对应对焦环上的景深刻度颜色。例如把光圈调为黄色的11,对应的景深就是上方两条黄色刻线中间的部分,用米和英尺两种单位表示

這些公式在景深公式的推導中有詳細的介紹;

超焦距[编辑]

f代表鏡頭的焦距N代表鏡頭的光圈值,而 c 代表的特定的底片格式 模糊圈的直徑,超焦距H可由下式描述:

H \approx \frac {f^2} {N c}

中長距離[编辑]

s 代表相機對焦點到相機的距離(物距)。D_{\mathrm N} 相機至前景深極限的距離,D_{\mathrm F} 相機至後景深極限的距離。當 s 遠大於鏡頭的焦距時,

D_{\mathrm N} \approx \frac {H s_{\mathrm o}} {H + s_{\mathrm o}}
D_{\mathrm F} \approx \frac {H s_{\mathrm o}} {H - s_{\mathrm o}} \mbox{ for } s_{\mathrm o} < H

當物距在超焦距時,

D_{\mathrm F} = \infty
D_{\mathrm N} = \frac H 2

景深則為 D_{\mathrm F} - D_{\mathrm N} is


\mathrm {DOF} \approx \frac {2 Hs_{\mathrm o}^2}
{H^2 - s_{\mathrm o}^2} \mbox{ for } s_{\mathrm o} < H

如果 s \ge H,遠景深在無限遠處時,則景深就是無限遠;換句話說,只有當物體在近景深極限之後,才可以清楚成像。

H帶入,景深可以表示為

\mathrm {DOF} \approx \frac {2 N c f^2 s_{\mathrm o}^2} {f^4 - N^2 c^2 s_{\mathrm o}^2}

因此,對於特定的底片,景深可以由以下的參數決定:鏡頭焦距f、光圈值(光圈大小N)以及物距s_{\mathrm o}

近距離[编辑]

當物距s接近焦距時,使用前述的公式會有很大的誤差。在近距離時,超焦距的公式就不太能用,此時把景深公式用放大率來表示會比較方便。令m是放大率;當物距比超焦距小得多的時候,

\mathrm {DOF} \approx 2 N c \left ( \frac {m + 1} {m^2} \right ),

所以給定你放大率時,景深就跟焦距無關。換句話說,在同樣的放大率之下,所有焦距的景深看起來差不多。這只有在物距小於超焦距才會成立。

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。

範例[编辑]

外部連結[编辑]

參考文獻[编辑]