教你一招：如何计算景深

景深的计算

先介绍几个概念：

1、焦点(focus)

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(circle of confusion)

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。

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容许弥散圆(permissible circle of confusion)。

不同的厂家、不同的胶片面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般常用的是：

画幅24mm x 36mm6cm x 9cm4" x 5"

弥散圆直径0.035mm0.0817mm0.146mm

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。前提是画面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30cm。

3、景深(depth of field)

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，景深越大。

以持照相机拍摄者为基准，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。

4、景深的计算

下面是景深的计算公式。其中：

δ——容许弥散圆直径

f——镜头焦距

F——镜头的拍摄光圈值

L——对焦距离

ΔL1——前景深

ΔL2——后景深

ΔL——景深

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。

5、一些计算实例

网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：

摄影光学计算器

Windows版本的可下载的计数器在

f/Calc

(1)、200/2.8对焦在5m时，f/2.8的景深：

δ= 0.035mm

f= 200mm

F= 2.8

L= 5000mm

ΔL1= 60mm

ΔL2= 62mm

ΔL= 122mm

结论：该镜头在用f/2.8拍摄时，清晰范围是从4.94m~5.062m，景深很浅。

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

δ= 0.035mm

f= 400mm

F= 5.6

L= 5000mm

ΔL1= 30mm

ΔL2= 31mm

ΔL= 61mm

结论：该镜头在配合2X增距镜后，主镜头用f/2.8拍摄时，景深是(1)的一半。

景深的照片

话说焦外成像(初稿)

2002年7月

对镜头品质的考核一般有如下因素：解像力、反差、色彩还原等。这些都是一些可以量化的物理指标。但是对画面的表现而言，前后景的虚化有着比较重要的意义。因此，对焦点前后虚化的影象如何表现就成为考核镜头的另外一个因素，但是这个因素难以量化的。

焦点前后虚化的影象也通常称为焦外成像/虚像/散焦(也称为Bokeh，这是一个生造词；OOF：Out Of Focus)，它与柔焦的区别是：柔焦一般是指整个画面柔化，没有清晰的影象；而散焦则有清晰的部分，在清晰焦点前后的影象都是柔化的。

除了某些特定的镜头，普通折射镜头的焦外成像特点来自于镜头球面像差的矫正，这个可以参见

135F2DC的：《美能达AF 85/1.4(G)D Limited镜头的设计思想》。

下面是焦外成像的一些说明：

球面像差导致的焦外成像，虽然是扩散，但是在边缘有残留

部分不好的焦外成像，

边缘过于锐利

自然的焦外成像，边缘没有残留

部分

可以说，焦外成像可以分成两大类类型：

1、模糊虚化：除焦点外，整个画面都是扩散的、模糊的，边缘没有残留部分，这是最好的焦外成像；

Carl Zeiss 50/1.4 @ f/1.4，小蔡拍摄

2、二线性虚化：这是不太理想的焦外成像，被摄物体的散焦画面轮廓被两条或者数条线分开。最为明显的例子就是折反射镜头，具有明显的二线性。二线性出现，在视觉容易对主体产生干扰，

这是一些二线性虚化的例子：

俄罗斯500/5.6折反镜头拍摄

事物都不是绝对的，尽管二线性虚化属于不太理想的焦外成像，但是充分利用这样的成像特点，同样也能营造出美妙和有意思的画面。

对于普通折射镜头而言，影响焦外成像的因素有两个：镜头设计的本性和光圈的形状。

绝大多数镜头在全开光圈的时候，光圈都是圆形的，此时的焦外成像就代表了镜头设计的本性；

当收缩光圈拍摄时表现出来的焦外成像，是镜头设计的本性和光圈形状共同作用的结果。

一些镜头在全开光圈时可以表现出很好的焦外成像，

但是在收缩光圈后，由于光圈的非圆形，会破坏焦外成像，

这就是近年来许多厂家陆续采用圆形光圈的缘故之一，这

类圆形光圈在收缩两档依然能够保证具有比较完美的圆

形。

比如下面的例子，就表现出光圈的形状对焦外成像的

影响。