先介紹幾個(gè)概念:

1、焦點(diǎn)(focus)

與光軸平行的光線射入凸透鏡時(shí),理想的鏡頭應(yīng)該是所有的光線聚集在一點(diǎn)后,再以錐狀的擴(kuò)散開來(lái),這個(gè)聚集所有光線的一點(diǎn),就叫做焦點(diǎn)。

光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):焦點(diǎn)、彌散圓、景深:概念與計(jì)算

2、彌散圓(circle of confusion)

在焦點(diǎn)前后,光線開始聚集和擴(kuò)散,點(diǎn)的影象變成模糊的,形成一個(gè)擴(kuò)大的圓,這個(gè)圓就叫做彌散圓。

在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,觀賞拍攝的影象是以某種方式(比如投影、放大成照片等等)來(lái)觀察的,人的肉眼所感受到的影象與放大倍率、投影距離及觀看距離有很大的關(guān)系,如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力,在一定范圍內(nèi)實(shí)際影象產(chǎn)生的模糊是不能辨認(rèn)的。這個(gè)不能辨認(rèn)的彌散圓就稱為容許彌散圓(permissible circle of confusion)。

光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):焦點(diǎn)、彌散圓、景深:概念與計(jì)算

不同的廠家、不同的膠片面積都有不同的容許彌散圓直徑的數(shù)值定義。一般常用的是:

畫幅

24mm x 36mm

6cm x 9cm

4" x 5"

彌散圓直徑

0.035mm

0.0817mm

0.146mm

35mm照相鏡頭的容許彌散圓,大約是底片對(duì)角線長(zhǎng)度的1/1000~1/1500左右。前提是畫面放大為5x7英寸的照片,觀察距離為25~30cm。

3、景深(depth of field)

在焦點(diǎn)前后各有一個(gè)容許彌散圓,這兩個(gè)彌散圓之間的距離就叫景深,即:在被攝主體(對(duì)焦點(diǎn))前后,其影像仍然有一段清晰范圍的,就是景深。換言之,被攝體的前后縱深,呈現(xiàn)在底片面的影象模糊度,都在容許彌散圓的限定范圍內(nèi)。

光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):焦點(diǎn)、彌散圓、景深:概念與計(jì)算

景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對(duì)于固定焦距和拍攝距離,使用光圈越小,景深越大。

光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):焦點(diǎn)、彌散圓、景深:概念與計(jì)算

示意圖1

光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí):焦點(diǎn)、彌散圓、景深:概念與計(jì)算

示意圖2

以持照相機(jī)拍攝者為基準(zhǔn),從焦點(diǎn)到近處容許彌散圓的的距離叫前景深,從焦點(diǎn)到遠(yuǎn)方容許彌散圓的距離叫后景深。

4、景深的計(jì)算

下面是景深的計(jì)算公式。其中:

δ

 ――

 容許彌散圓直徑

f

 ――

 鏡頭焦距

F

 ――

 鏡頭的拍攝光圈值

L

 ――

 對(duì)焦距離

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

從公式(1)和(2)可以看出,后景深 > 前景深。

由景深計(jì)算公式可以看出,景深與鏡頭使用光圈、鏡頭焦距、拍攝距離以及對(duì)像質(zhì)的要求(表現(xiàn)為對(duì)容許彌散圓的大小)有關(guān)。這些主要因素對(duì)景深的影響如下(假定其他的條件都不改變):

(1)、鏡頭光圈:

光圈越大,景深越??;光圈越小,景深越大;

(2)、鏡頭焦距

鏡頭焦距越長(zhǎng),景深越?。唤咕嘣蕉?,景深越大;

(3)、拍攝距離

距離越遠(yuǎn),景深越大;距離越近,景深越小。

5、一些計(jì)算實(shí)例

網(wǎng)上有些在線計(jì)算器,有興趣的網(wǎng)友可以參考:

攝影光學(xué)計(jì)算器

Windows版本的可下載的計(jì)數(shù)器在

f/Calc

(1)、200/2.8對(duì)焦在5m時(shí),f/2.8的景深:

δ

=

 0.035mm

f

=

 200mm

F

=

 2.8

L

=

 5000mm

ΔL1

=

 60mm

ΔL2

=

 62mm

ΔL

=

 122mm

結(jié)論

 該鏡頭在用f/2.8拍攝時(shí),清晰范圍是從4.94m~5.062m,景深很淺。

(2)、200/2.8+2X=400/5.6對(duì)焦在5m時(shí),f/5.6的景深:

δ

=

 0.035mm

f

=

 400mm

F

=

 5.6

L

=

 5000mm

ΔL1

=

 30mm

ΔL2

=

 31mm

ΔL

=

 61mm

結(jié)論

 該鏡頭在配合2X增距鏡后,主鏡頭用f/2.8拍攝時(shí),景深是(1)的一半。

 

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