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曹兆领的博客

有志者事竟成,破釜沉舟,百二秦关终属楚!

 
 
 

日志

 
 

焦距 光圈 焦深和景深  

2017-02-07 13:45:39|  分类: 镜头参数 |  标签: |举报 |字号 订阅

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看到很多初学者对焦距、光圈和景深的关系搞不懂,以本人的初步认识简单介绍一下:
焦点的概念想必大家都知道了,我们先说一下弥散圆:
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

弥散圆

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容许弥散圆。
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,呈现在底片面的影象模糊度,都在容许弥散圆的限定范围内。

景深


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,也就是镜片的直径越小,景深越大,和镜头的通光量无关。

后景深

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。

定焦镜头上都有景深表,不同的光圈和拍摄距离,可以直观的读出大概的景深,不知道大家有没有注意过。
先来看看50mm/F1.8标准镜头的景深关系:

从表中可看出,光圈越大(光圈值小),拍摄距离越近,景深越小,反之景深越大。
如:光圈2.8,拍摄距离1米,0.974—1.03米都会清楚,也就是焦点前0.026米和焦点后0.03米,景深约5.6厘米。
光圈22,同样的距离, 0.828—1.28米都会清楚,也就是焦点前0.172米和焦点后0.28米,景深约45.2厘米。
拍摄距离远,景深会大大的增加,反之会大大的减小。

那不同焦距的镜头呢?
比50mm镜头长的,如85mm、100mm、200mm景深会更短。
比50mm镜头短的,如35mm、24mm、14mm景深会更长

光圈相机镜头中的可以改变中间孔的大小的机械装置,快门是控制曝光时间长短的装置(机械或电子),二者结合,共同控制曝光量。 
景深是一个光学概念。根据“1/像距=1/物距+1/焦距”的公式,物点与像点存在一一对应的关系,但这也是一个近似比值。实际上,物点前后的一段距离在感光原件上也可以清晰成像, 们所说的“景深”就是指清晰成像的范围。所以,景深也可以简单理解为拍摄主体在感光元件(胶卷、CCD、CMOS)上的清晰成像范围。而涉及景深大小的因素则包括焦距与光圈。

光圈,也称为“相对通光口径”,相机的镜头用一个多个叶片组成的组件来控制进入镜头的光线强度。该镜头组件被称为光圈。经推理计算,得出规律:影像(在感光元件上的成像)的照度除了与景物本身的亮度和像的防大(或缩小)倍率有关系,还与镜头光圈的直径D的平方成正比;与镜头的焦距F成反比,D/F的值称之为镜头“相对通光孔径”,为方便把相对通光孔径的倒数F/D称为光圈数,也叫F数。因此,该比值越小,则光圈越大,在单位时间内的通光量越大。
而拍摄时,景深与光圈,焦距的关系可以归纳如下:
1、镜头的焦距越大景深小,反之景深大。例如,在同等光圈下,300MM的景深要比125MM的景深要浅。
2、镜头的光圈越大景深就大(即相对通光孔径小),反之景深小;(也可以理解光圈指数越小,景深越浅。)例如,同等焦距下,F1.0的光圈指数要大于F22。F1.0的景深要比F22的要浅。
此外,物距的大小也影响景深,一般物距越大景深也越大,通常在一个特定的物距之后到无限远的物体都可以清晰成像(具体物距由镜头的焦距和通光孔径决定当然控制光圈的大小也可以决定这个物距的具体大小),这段景深称之为“超焦距”。

光圈是相机镜头中的可以改变中间孔的大小的机械装置,快门是控制曝光时间长短的装置(机械或电子),二者结合,共同控制曝光量。 
景深是一个光学概念。根据“1/像距=1/物距+1/焦距”的公式,物点与像点存在一一对应的关系,但这也是一个近似比值。实际上,物点前后的一段距离在感光原件上也可以清晰成像, 们所说的“景深”就是指清晰成像的范围。所以,景深也可以简单理解为拍摄主体在感光元件(胶卷、CCD、CMOS)上的清晰成像范围。而涉及景深大小的因素则包括焦距与光圈。

光圈,也称为“相对通光口径”,相机的镜头用一个多个叶片组成的组件来控制进入镜头的光线强度。该镜头组件被称为光圈。经推理计算,得出规律:影像(在感光元件上的成像)的照度除了与景物本身的亮度和像的防大(或缩小)倍率有关系,还与镜头光圈的直径D的平方成正比;与镜头的焦距F成反比,D/F的值称之为镜头“相对通光孔径”,为方便把相对通光孔径的倒数F/D称为光圈数,也叫F数。因此,该比值越小,则光圈越大,在单位时间内的通光量越大。
而拍摄时,景深与光圈,焦距的关系可以归纳如下:
1、镜头的焦距越大景深小,反之景深大。例如,在同等光圈下,300MM的景深要比125MM的景深要浅。
2、镜头的光圈越大景深就大(即相对通光孔径小),反之景深小;(也可以理解光圈指数越小,景深越浅。)例如,同等焦距下,F1.0的光圈指数要大于F22。F1.0的景深要比F22的要浅。
此外,物距的大小也影响景深,一般物距越大景深也越大,通常在一个特定的物距之后到无限远的物体都可以清晰成像(具体物距由镜头的焦距和通光孔径决定当然控制光圈的大小也可以决定这个物距的具体大小),这段景深称之为“超焦距”。

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。
景深的计算公式:

景深=(2*弥散圆直径*镜头焦距的平方*光圈值*调焦距离的平方)/(镜头焦距的4次方D弥散圆直径的平方*光圈值的平方*调焦距离的平方)

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。

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