镜头景深的概念及景深的计算公式解析

Posted By: Dz Optics In: 镜头知识 On: Friday, June 1, 2018 Comment: 0 Hit: 569

  一、景深的概念:

  景深(DOF),是指在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后距离范围。而光圈、镜头、及拍摄物的距离是影响景深的重要因素。

  在聚焦完成后,焦点前后的范围内所呈现的清晰图像,这一前一后的距离范围,便叫做景深。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。

  为了深入了解景深的概念,本文将采用图文并茂的方式解释,以便于大家理解,首先我们先来了解几个相关的概念:

  1、焦点(focus)

  与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。

  2、弥散圆(circle of confusion)

  在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影象变成模糊的,形成一个扩大的圆,这个圆就叫做弥散圆。

  在实际应用中,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(permissible circle of confusion)。

      注意事项:

  不同的厂家、不同的胶片面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般常用的是:

  画幅:     24mm x 36mm     6cm x 9cm      4" x 5"

  弥散圆直径: 0.035mm        0.0817mm    0.146mm

  35mm照相镜头的容许弥散圆,大约是底片对角线长度的1/1000~1/1500左右。前提是画面放大为5x7英寸的照片,观察距离为25~30cm。

  3、景深(depth of field)

  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就叫景深,即:在被摄主体(对焦点)前后,其影像仍然有一段清晰范围的,就是景深。换言之,被摄体的前后纵深,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。

  景深特点:景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离,使用光圈越小,景深越大。

  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。

  二、景深的计算公式及相关参数:

  通过以上的图示,可以得出景深的计算公式。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

  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。

  三、景深的计算实例:

      网上有些在线的景深计算器,有兴趣的网友可以自行搜索查询计算,以下是两个景深的计算实例:

  (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。

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