光學基礎知識:焦點、彌散圓、景深:概念與計算
操作方法
(01)這是一篇技術篇,要一定的理論基礎與相關了解先介紹幾個概念:1、焦點(focus)與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後,再以錐狀的擴散開來,這個聚集所有光線的一點,就叫做焦點。2、彌散圓(circle of confusion)在焦點前後,光線開始聚集和擴散,點的影象變成模糊的,形成一個擴大的圓,這個圓就叫做彌散圓。在現實當中,觀賞拍攝的影象是以某種方式(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象與放大倍率、投影距離及觀看距離有很大的關係,如果彌散圓的直徑小於人眼的鑑別能力,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爲容許彌散圓(permissible circle of confusion)。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:畫幅 24mm x 36mm 150px x 225px 4" x 5"彌散圓直徑 0.035mm 0.0817mm 0.146mm35mm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。前提是畫面放大爲5x7英寸的照片,觀察距離爲25~750px。3、景深(depth of field)在焦點前後各有一個容許彌散圓,這兩個彌散圓之間的距離就叫景深,即:在被攝主體(對焦點)前後,其影像仍然有一段清晰範圍的,就是景深。換言之,被攝體的前後縱深,呈現在底片面的影象模糊度,都在容許彌散圓的限定範圍內。景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對於固定焦距和拍攝距離,使用光圈越小,景深越大。示意圖1示意圖2以持照相機拍攝者爲基準,從焦點到近處容許彌散圓的的距離叫前景深,從焦點到遠方容許彌散圓的距離叫後景深。4、景深的計算下面是景深的計算公式。其中:δ —— 容許彌散圓直徑f —— 鏡頭焦距F —— 鏡頭的拍攝光圈值L —— 對焦距離ΔL1 —— 前景深ΔL2 —— 後景深ΔL —— 景深從公式(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(表現爲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,景深越小;光圈越小,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。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 = 0.035mmf = 200mmF = 2.8L = 5000mmΔL1 = 60mmΔL2 = 62mmΔL = 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 = 0.035mmf = 400mmF = 5.6L = 5000mmΔL1 = 30mmΔL2 = 31mmΔL = 61mm結論 : 該鏡頭在配合2X增距鏡後,主鏡頭用f/2.8拍攝時,景深是(1)的一半。
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