关于景深与焦深的一些解释

编辑：研发部小林       时间：2010-5-5  10:20  文

1. 景深
   景深示意图　　jǐngshēn
   
   　 　景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像器轴线所测定的物体距离范围。
   　 　光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。
   　　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。
   　　在现实当中，观赏拍摄的影像是以某种方式(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像与放大倍率、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(permissible circle of confusion)。在焦点的前、后各有一个容许弥散圆，。
   　　景深：在镜头前方（调焦点的前、后）有一段一定 长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于焦点前后这两个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度，就叫景深。换言之，在这段空间 内的被摄体，其呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内，这段空间的长度就是景深。
   　　以持照相机拍摄者为基准，从焦点到近处容许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方容许弥散圆的距离叫后景深。
   　　景深的计算公式：见图
   　　从公式可以看出，后景深 > 前景深。
   　 　由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求(表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下 (假定其他的条件都不改变)：
   　 　(1)、镜头光圈：
   　　光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
   　　(2)、镜头焦距
   　 　镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；
   　　(3)、拍摄距离
   　　距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。
   　　在进行拍摄时，调节相机镜头，使距离相机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦， 那个景物所在的点，称为对焦点，因为“清晰”并不是一种绝对的概念，所以，对焦点前（靠近相机）、后一定距离内的景物的成像都可以是清晰的，这个前后范围 的总和，就叫做景深，意思是只要在这个范围之内的景物，都能清楚地拍摄到。景深的大小，首先与镜头焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。 其次，景深与光圈有关，光圈越小（数值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大；光圈越大（数值越小，例如f2.8的光圈大于f5.6）景 深就越小。其次，前景深小于后后景深，也就是说，精确对焦之后，对焦点前面只有很短一点距离内的景物能清晰成像，而对焦点后面很长一段距离内的景物，都是 清晰的。
   
   　　 能同时被眼看清楚的空间深度称为眼的成像空间深度，即是景深。
   [编辑本段]
   景深的计算
   　　下面是景深的计算公式。其中：
   　　δ——容许弥散圆直径
   　　f——镜头焦距
   　　F——镜头的拍摄光圈值
   　 　L——对焦距离
   　　ΔL1——前景深
   　　ΔL2——后景深
   　　ΔL——景深
   　　前景深ΔL1=FδL2/（f2+FδL）　（1）
   　 　后景深ΔL2=FδL2/（f2-FδL）　（2）
   　　景深ΔL=ΔL1+ΔL2=（2f2FδL2）/（f4-F2δ2L2）
   　　从公式(1)和(2)可以看出，后景深>前景深。
   
   　　由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要求 (表现为对容许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不改变)：
       　(1)、镜头光圈：光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
   　　(2)、 镜头焦距镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；
   　　(3)、拍摄距离距离越远，景深越大；距离越 近，景深越小。
   　　5、一些计算实例网上有些在线计算器，有兴趣的网 友可以参考：
   　　摄影光学计算器
   　 　Windows版本的可下载的计数器在f/Calc
   　　(1)、200/2.8对焦在5m时，f /2.8的景深：
   　　δ=0.035mm
   　　f=200mm
   　   F=2.8
   　　L=5000mm
   　   ΔL1=60mm
   　   ΔL2=62mm
   　  ΔL=122mm
   　　结论：该镜头在用f/2.8拍摄时，清 晰范围是从4.94m~5.062m，景深很浅。
   
   　　(2)、200/2.8+2X=400/5.6 对焦在5m时，f/5.6的景深：
   　　δ=0.035mm
   　　f=400mm
   　　F=5.6
   　　L=5000mm
   　  ΔL1=30mm
   　  ΔL2=31mm
        ΔL=61mm
   　结论：该镜头在配合2X增距镜后，主镜头用f/2.8拍摄时，景深是(1)的一半。
   
   焦深
   　　Depth of Focus
   　　焦深
   　　焦深为焦点深度的简称，即在使用显微镜时，当焦点对准某一物体时，不仅位于该点平面上的各点都可以看清楚， 而且在此平面的上下一定厚度内，也能看得清楚，这个清楚部分的厚度就是焦深。焦深大, 可以看到被检物体的全层，而焦深小，则只能看到被检物体的一薄层，焦深与其它技术参数有以下关系：
   
   　 　1．焦深与总放大倍数及物镜的数值孔镜成反比。
   　　2．焦深大，分辨率降低。
   　　由于低倍物镜的景深较大，所以在低倍物镜照相时造成困难。在显微照相时将详细 介绍。
   　　焦深：物体上的点在镜头后的成像轴线 上所能够获得的较清晰的成像距离。
   　　焦深：指在保持影像较为清晰的前提下，焦点（焦 平面）沿着镜头光轴所允许移动的距离。
   　　焦深：与景深相互共轭的眼视网膜像位间 的距离（不是很准确）。
   　　焦深（简单的说）：镜头的像平面两边的成像清晰范 围。
   　　定义：焦深从像平面前开始，到达像平面时汇聚的光锥形成最小程度的弥散圈，然后在像平面背后发散光锥延伸到焦深开始 时同样的直径上时而消失，它的深度很小只为一英寸的百分之几而已。因此焦深所提供的调焦宽容度很小。
   
   　　影响焦深的因素和规律：
   　　1.光圈与焦深成正比。光圈小，焦深大；光圈大，焦深小。
   　　2.摄距与焦深成反比。摄距近，焦深大；摄距远， 焦深小。
   　　原因：摄距（物距）减小，像距增大，远、近模糊圈 之间的距离增大，所以焦深增大。
   　　3.镜头焦距与焦深成正比。镜头焦距长，焦深 大，镜头焦距短，焦深小。
   　　原因：摄距一定时，焦距增大，远、近模糊圈之间 的距离增大，所以焦深增大。
   　　4．焦深与模糊圈成正比。允许的模糊圈 大，焦深大；允许的模糊圈小，焦深小。

分  页：

上一篇文章：物镜与目镜的搭配

下一篇文章：数字摄像头CCD相关知识

返回文章列表