景深

景深（英语：Depth of field, DOF）景深是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光学中，尤其是录影或是摄影，是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。虽然透镜只能够将光聚到某一固定的距离，远离此点则会逐渐模糊，但是在某一段特定的距离内，影像模糊的程度是肉眼无法察觉的，这段距离称之为景深。当焦点设在超焦距处时，景深会从超焦距的一半延伸到无限远，对一个固定的光圈值来说，这是最大的景深。景深通常由物距、镜头焦距，以及镜头的光圈值所决定（相对于焦距的光圈大小）。除了在近距离时，一般来说景深是由物体的放大率以及透镜的光圈值决定。固定光圈值时，增加放大率，不论是更靠近拍摄物或是使用长焦距的镜头，都会减少景深的距离；减少放大率时，则会增加景深。如果固定放大率时，增加光圈值（缩小光圈）则会增加景深；减小光圈值（增大光圈）则会减少景深。对于某些影像，例如风景照，比较适合用较大的景深，然而在人像摄影时，则经常使用小景深来构图，造成所谓背景虚化的效果。因为数位影像的进步，影像的锐利度可以由电脑后制而改变，因此也可以由后制的方式来改变景深。在等效焦距、等效光圈、对焦距离三者相同的条件下，不同尺寸的感光元件景深保持一致。其中焦距和等效焦距、光圈和等效光圈的换算普遍以135传感器为标准。大部分相机的景深标尺都刻在镜头上（例如下图所示的35mm镜头）都配备了根据焦距和光圈值换算景深的景深标尺。景深标尺中使用英尺和米两种单位；当某个距离值对准白色标线时，这一距离的物体就恰好在焦平面上成像。景深表下方白色标线两侧有标示光圈值的数值，当镜头的光圈值设定为某一数值时，景深就为该光圈值标线对齐的距离标尺上的两个数值范围。也有一些相机，景深标尺不在镜头上，而在控制焦距的旋扭上，例如Rolleiflex 双反相机，和微型相机特熙纳,标尺都在旋钮上当景深被扩大到无穷远时从焦点到镜头中心的距离即是超焦距；通过将相机对焦在超焦距上来获得给定f值的最大景深。对焦超过超焦距并不会使远景深增加（因为它已经被扩展到了无穷远），但这样却会缩短近景深，进而使完整的景深缩小。所以一些摄影师认为这样做会浪费景深；然而，The object field method 给出一个这样做的理由。如果镜头包含景深刻度，那么可以通过对齐无限远标志和某个f值的标志来设置超焦距。例如，将上图中的35mm镜头设置到f/11处，即将无限远标志与‘11’标志对齐就可以将焦距设成超焦距。对焦在超焦距上是一个将对焦区在远景深上延伸至无限远的特例。有一些相机将超焦距表为红字或红点.例如美乐时 LX 型相机的对焦盘上，在2M与无穷远之间有一红点，将镜头对准红点，则景深由米延伸到无穷远。又如蔡司Contessa相机镜头上20英尺表为红字，光圈8也表为红字，表示当光圈设F8 镜头对20英尺，则景深由10米至无穷远。要获得有限景深的照片，其目的是获得小景深的照片，因此要选择大光圈。当镜头准确对焦时一个物体，一个点光源在像平面上成像为一个点（不考虑光的衍射）；而在此物体前后的点光源在像平面上显示为圆斑。偏离准确对焦位置越多的点光，像平面上的圆斑越大，大过一定程度，人眼看去就显得模糊，这个圆斑限度就是模糊圈。人眼观看一张在明视距离25厘米的照片，可以分辨出不小于1/4毫米的圆斑；如果这张照片是一张从35毫米底片放大的8x10英寸照片，放大倍数为8，那么在底片上与放大照片上0.25毫米像对应的班的直径为这就是一般35毫米相机取 模糊圈为1/30 毫米的由来。如果35毫米底片放大16倍，即 16 X 20 吋，而观看距离增加到 50厘米，模糊圈仍保持 1/30 毫米。对于其他像幅，模糊圈做相应的改变例一： 6 X 6 厘米相机放大 8 吋照片，放大倍数=3.4 模糊圈 = 1/（3.4 x 4) ~ 1/14 毫米例二：14x21毫米像幅微型相机放大8吋照片，放大倍数为 15倍；所以模糊圈 c= 1/60 毫米f {displaystyle f} 代表镜头的焦距， N {displaystyle N} 代表镜头的光圈值，而 c {displaystyle c} 代表的特定的底片格式 模糊圈的直径，超焦距为 H {displaystyle H} 可由下式描述：景深公式依据下列6个关系式1） 光圈的直径 d = f N {displaystyle {frac {f}{N}}} 其中 F 为镜头的焦距， N代表 镜头设定的光圈数（2.8，4，5.6，8，11，16，22等）。2）光学透镜成像公式1 s + 1 v = 1 f {displaystyle {frac {1}{s}}+{frac {1}{v}}={frac {1}{f}}} 其中v代表像距，s代表物距3）后物体的成像公式：1 D N + 1 v N = 1 f {displaystyle {frac {1}{D_{N}}}+{frac {1}{v_{N}}}={frac {1}{f}}}4) 前物体的成像：1 D F + 1 v F = 1 f {displaystyle {frac {1}{D_{F}}}+{frac {1}{v_{F}}}={frac {1}{f}}}5) v N − v v N = c d {displaystyle {frac {v_{N}-v}{v_{N}}}={frac {c}{d}}}6) v − v F v F = c d {displaystyle {frac {v-v_{F}}{v_{F}}}={frac {c}{d}}}从这6个关系式组成的连立方程， 利用逐次消元法，可以不作任何简化，就得到D N = s f 2 f 2 − c N f + c N s {displaystyle D_{N}={frac {sf^{2}}{f^{2}-cNf+cNs}}}D F = s f 2 f 2 + c N f − c N s {displaystyle D_{F}={frac {sf^{2}}{f^{2}+cNf-cNs}}}令 D F {displaystyle D_{F}} 为无穷大，求ss = H = f + f 2 N c {displaystyle s=H=f+{frac {f^{2}}{Nc}}} 即超焦距将超焦距公式代入 D F {displaystyle D_{F}} ， D N {displaystyle D_{N}} 关系式，即得D F = s ( H − f ) H − s {displaystyle D_{F}={frac {s(H-f)}{H-s}}}D N = s ( H − f ) H − 2 f + s {displaystyle D_{N}={frac {s(H-f)}{H-2f+s}}}此二公式，对于中长距离和近距离一律适用例： 镜头对焦于s=H, 代入上列二式得D N = H ∗ ( H − f ) 2 H − 2 f = H 2 {displaystyle D_{N}={frac {H*(H-f)}{2H-2f}}={frac {H}{2}}}D F = H ∗ ( H − f ) 0 {displaystyle D_{F}={frac {H*(H-f)}{0}}} = ∞在焦点前的虚化一般叫前景虚化。相应的，在焦点后的叫背景虚化。f/22f/8f/4f/2.8在f/32，背景很清楚在f/5.6，光圈开大，使背景模糊，让花与背景分离f/2.8，利用浅景深主题猫也与背景分离使用非常浅景深的微距镜头