何为景深,如何计算并控制景深

In: 镜头知识 On: Monday, December 16, 2019 Hit: 1269
      相信接触过成像或者摄影的朋友们都听说过“景深”这个名词,不经常接触专业领域的朋友也大多会有所耳闻,毕竟现在很多手机厂商都把大景深、背景虚化作为手机摄像的卖点,但是可能很少有人能真正把景深研究透彻,读了这篇文章,希望能给您在做光学方案时提供一些帮助。
先从一些基本概念说起:
1、焦点

      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

      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允许弥散圆

      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。传统定义为弥散圆直径小于40μm时是可以接受的像质,在工业上这个其实是不普遍适用的,因为不同的用途需要不同精度范围。

景深

      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,呈现在底片面的影像模糊度,都在允许弥散圆的限定范围内。

      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,使用光圈越大,景深越小;对于固定拍摄距离和光圈的情况下,焦距越大,景深越小;固定焦距和光圈,拍摄距离越远,景深越大。

      最后说一下景深的计算,根据成像公式和几何关系可以推出前景深和后景深的公式。

      下面是景深的计算公式:

前景深 ΔL1= FdL2/f2 + FdL  公式(1)

后景深 ΔL2= FdL2/f- FdL  公式(2)

景深  ΔL = ΔL2 + ΔL2 = 2f2FdL2/f4 - F2d2L2

      其中,各个量的含义如下:

d

允许弥散圆直径

f

镜头焦距

F

镜头的拍摄光圈值

L

对焦距离

      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(表现为对允许弥散圆的大小)有关

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