景深

當相機的鏡頭對著某一物體聚焦清晰時，在鏡頭中心所對的位置垂直鏡頭軸線的同一平面的點都可以在膠片或者接收器上形成相當清晰的圖像，在這個平面沿著鏡頭軸線的前面和後面一定範圍的點也可以結成眼睛可以接受的較清晰的像點，把這個平面的前面和後面的所有景物的距離叫做相機的景深。光軸平行的光線射入凸透鏡時，理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點后，再以錐狀擴散開來，這個聚集所有光線的一點，就叫做焦點。

在焦點前後，光線開始聚集和擴散，點的影像變成模糊的，形成一個擴大的圓，這個圓就叫做彌散圓。

在現實當中，觀賞拍攝的影像是以某種方式(比如投影、放大成照片等等)來觀察的，人的肉眼所感受到的影像與放大倍率、投影距離及觀看距離有很大的關係，如果彌散圓的直徑大於人眼的鑒別能力，在一定範圍內實際影象產生的模糊是不能辨認的。這個不能辨認的彌散圓就稱為容許彌散圓(permissible circle of confusion)。在焦點的前、后各有一個容許彌散圓。

以持照相機拍攝者為基準，從焦點到近處容許彌散圓的的距離叫前焦深，從焦點到遠方容許彌散圓的距離叫后焦深。

光圈、鏡頭、及拍攝物的距離是影響景深的重要因素：

1、光圈越大（光圈值f越小）景深越淺，光圈越小（光圈值f越大）景深越深。

2、鏡頭焦距越長景深越淺、反之景深越深。

3、主體越近，景深越淺，主體越遠，景深越深。

景深的計算公式：見圖

從公式可以看出，後景深 > 前景深。

(1)、鏡頭光圈：

光圈越大，景深越淺；光圈越小，景深越深；

(2)、鏡頭焦距：

鏡頭焦距越長，景深越淺；焦距越短，景深越深；

(3)、主體與背景距離：

距離越遠，景深越淺；距離越近，景深越深；

(4)、主體與鏡頭距離：

距離越遠，景深越深；距離越近（不能小於最小拍攝距離），景深越淺。

在進行拍攝時，調節相機鏡頭，使距離相機一定距離的景物清晰成像的過程，叫做對焦，那個景物所在的點，稱為對焦點，因為“清晰”並不是一種絕對的概念，所以，對焦點前（靠近相機）、后一定距離內的景物的成像都可以是清晰的，這個前後範圍的總和，就叫做景深，意思是只要在這個範圍之內的景物，都能清楚地拍攝到。景深的大小，首先與鏡頭焦距有關，焦距長的鏡頭，景深小，焦距短的鏡頭景深大。其次，景深與光圈有關，光圈越小（數值越大，例如f16的光圈比f11的光圈小），景深就越大；光圈越大（數值越小，例如f2.8的光圈大於f5.6）景深就越小。其次，前景深小於後景深，也就是說，精確對焦之後，對焦點前面只有很短一點距離內的景物能清晰成像，而對焦點後面很長一段距離內的景物，都是清晰的。

能同時被眼看清楚的空間深度稱為眼的成像空間深度，即是景深。

下面是景深的計算公式。其中：

δ——容許彌散圓直徑

F——鏡頭的拍攝光圈值

f——鏡頭焦距

L——對焦距離

ΔL1——前景深

ΔL2——後景深

ΔL——景深

前景深ΔL1=FδL^2/（f^2+FδL）

後景深ΔL2=FδL^2/（f^2-FδL）

景深ΔL=ΔL1+ΔL2=（2f^2FδL^2）/（f^4-F^2δ^2L^2）

從公式(1)和(2)可以看出，後景深>前景深。

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

(1)、鏡頭光圈：光圈越大，即光圈值(F)越小，景深越小；光圈越小，即光圈值(F)越大，景深越大；

(2)、鏡頭焦距：鏡頭焦距越長，景深越小；焦距越短，景深越大；

(3)、拍攝距離：距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。

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值定義。一般常用的是：

35mm照相鏡頭的容許彌散圓，大約是底片對角線長度的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25~750px。

5、一些計算實例網上有些在線計算器，有興趣的網友可以參考：

攝影光學計算器

Windows版本的可下載的計數器在f/Calc

(1)、200/2.8對焦在5m時，f/2.8的景深：

δ=0.035mm

f=200mm

F=2.8

L=5000mm

ΔL1=60mm

ΔL2=62mm

ΔL=122mm

結論：該鏡頭在用f/2.8拍攝時，清晰範圍是從4.94m~5.062m，景深很淺。

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

δ=0.035mm

f=400mm

F=5.6

L=5000mm

ΔL1=30mm

ΔL2=31mm

ΔL=61mm

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

虛化等級法是定量估算超焦距和淺景深的一種快速心演演算法。即，使用視場短邊標準身高倍數來代替傳統的對焦距離，並引入虛化等級，將超焦距與淺景深的心算結合在一起。

虛化程度X =彌散圓直徑r/感測元件短邊尺寸L×100%

虛化等級R與X的對應值如下表：

R值的物理含義如下：

註：L為300dpi下短邊可列印尺寸。彌散圓亮度均勻，愛里斑能量集中在中心，愛里斑直徑是彌散圓直徑2倍時，模糊效果近似等效。

無窮遠處的虛化程度X = 0.5倍對焦距離處的虛化程度X

=彌散圓直徑/感測元件短邊尺寸×100%

=f/(F×1700N) ×100%

其中N的定義見右圖。

f=24mm，F=5.6，N=1時，X =X=0.25%，對應虛化等級R =R=0。記住f24F5.6N1這個基準，可快速估算其餘情況。例如f35F2.8N0.5對應R =R=2.5；f35F11N0.5對應R =R= -0.5。

背景並不是無窮遠。當R≥2.5時，距對焦面5m以外的背景通常可以達到虛化。

只要保證無窮遠處銳利（R≤k），背景處就一定銳利，同時，只要保證前景比0.5倍對焦距離遠，前景就一定銳利。

如右圖，N=5.6(藍點)、f=17、F=5.6、APS-C。由於透視，藍點處柱子長度為紅點處的一半，說明藍點距離 相機的距離為紅點的2倍。對藍點平面對焦，無窮遠處和紅點處的虛化等級R相同，R =R= -3。若設置F=4，則R =R= -2.5；F=8，則R =R= -3.5。三種光圈設置都可獲得大景深，此時，應使用鏡頭的最佳光圈（取決於鏡頭的設計和加工誤差）。

1 鏡頭焦距

2 被拍攝體的距離

3 光圈的大小

4 感光元件大小（與容許彌散圓半徑有關）

1、光圈越大景深越小，光圈越小景深越大。

徠2、鏡頭焦距越長景深越小，反之景深越大。

3、主體越近，景深越小，主體越遠，景深越大。