光學(xué)基礎(chǔ)知識：焦點、彌散圓、景深的概念與計算

　　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(yīng)該是所有的光線聚集在一點后，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）

　　在焦點前后，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(xiàn)實當(dāng)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(guān)系，如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力，在一定范圍內(nèi)實際影象產(chǎn)生的模糊是不能辨認(rèn)的。這個不能辨認(rèn)的彌散圓就稱為容許彌散圓（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(shù)值定義。一般常用的是：

　　畫幅24mm x 36mm6cm x 9cm4“ x 5”

　　彌散圓直徑0.035mm0.0817mm0.146mm

　　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25~30cm。3、景深（depth of field）在焦點前后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）前后，其影像仍然有一段清晰范圍的，就是景深。換言之，被攝體的前后縱深，呈現(xiàn)在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內(nèi)。

　　景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對于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

　　以持照相機拍攝者為基準(zhǔn)，從焦點到近處容許彌散圓的的距離叫前景深，從焦點到遠(yuǎn)方容許彌散圓的距離叫后景深。4、景深的計算下面是景深的計算公式。其中：

　　從公式（1）和（2）可以看出，后景深 》 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(zhì)的要求（表現(xiàn)為對容許彌散圓的大?。┯嘘P(guān)。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??；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(yuǎn)，景深越大；距離越近，景深越小。

　　5、一些計算實例

　　網(wǎng)上有些在線計算器，有興趣的網(wǎng)友可以參考：攝影光學(xué)計算器Windows版本的可下載的計數(shù)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(jié)論： 該鏡頭在用f/2.8拍攝時，清晰范圍是從4.94m~5.062m，景深很淺。

　?。?）、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(jié)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。

　　景深的實際拍攝照片

　　編輯：黃飛