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景深的原理是什么? 第1页

  

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(来源:

File:Depth of field diagram.png

先贴一张景深的示意图。Depth of Field 就是我们常说的景深。谈论景深,一般我们用“深浅”来形容,即“浅景深”或“大景深”。

要理解景深的原理,必须先明白一件事:当我们对焦时,其实只有一个平面是真正合焦的。这个平面与焦平面(可以简单理解为胶片或传感器表面)平行。凡是在这个平面之前或之后的,都不是合焦状态。




当我们拍摄人像时,如果对眼睛对焦,那么其实只有和眼睛在同一平面的东西是真正合焦的,眼睛“前面”的鼻子,眼睛后面的耳朵甚至整个脑袋,都是未合焦状态。

合焦的物体的一个点,落在焦平面上也是一个点。而未合焦物体呢?它的一个点落在焦平面上是一个圆。而且,距离合焦平面越远的物体,成像时形成的圆就越大

这个圆,术语中叫做“弥散圆”。

但是,人眼对圆的分辨能力是有限的。换句话说,一个足够小的圆,在人眼看来就是一个点。所以,一个物体在照片上是否清晰,取决于它成像的弥散圆是否足够小

所以,实际上影响景深的因素,本质上影响的是弥散圆的大小。

(来源:

File:Diaphragm.svg

上图是镜头光圈与景深关系的示意图。可以看到,当光圈收缩时,合焦平面(红桃)的成像不受影响,一个点还是一个点;但草花和黑桃在光圈较大的时候,成像是一个圆,所以模糊,而在光圈较小时,弥散圆就缩小成一个点(实际上只是近似于点),所以清晰。

关于影响景深的因素,一般来说公认的有:光圈、镜头焦距,和拍摄距离(物距)。而存在争议的是,底片尺寸是否影响景深?

实际上,计算景深是有数学公式的,如下:

(来源:

景深

上面这个公式中,DOF是景深,N是光圈值,f是镜头焦距,H是物距,c是弥散圆直径。

重点来了,公式中的c,是和底片尺寸有关的。因为这个公式是在胶片时代确定的,当时对景深和弥散圆的判定是有观测标准的,即将照片放大到5寸,从1.5米距离观看是否清晰。

这很好理解,将135底片和120底片都放大到5寸照片,它们的放大倍率是不同,所以在底片上一个相同直径的弥散圆,放大到照片上直径就不同了,当然清晰度也不同,所以c是一个与底片尺寸有关的参数。

现在网上很多在争论景深问题的人,多数是凭直觉在判断,即使套用公式,也少有真正深入研究和理解的,更别提了解公式的前提假设和适用范围了。

另外需要注意的是,上面这个公式仅适用于中长拍摄距离(物距s远大于焦距f)。当超焦距时(后景深无限远,即合焦平面后方景物全部清晰),景深公式变为:


而当拍摄近距离(物距s接近焦距f,例如微距)物体时,景深公式变为:


其中m是放大率




  

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