一文解释什么是景深以及景深的原理

MEMS/传感技术

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描述

PART.1

  景深的定义              

在镜头前方(焦点的前、后)有一段一定长度的空间,当被摄物体位于这段空间内时,其在底片上的成像恰位于同一个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度,就叫景深。

换言之,在这段空间内的被摄体,其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,这段空间的长度就是景深(DOF)。

光圈

(图片来自网络)

PART.2   景深的原理            

“弥散圆”的概念是指在准确对焦的时候,场景中的一个点会在画面中被完美地还原成一个点。而在对焦不实的情况下,这个点会变成一个模糊的圆形。不过画面中清晰和模糊的部分并不是由一条清晰的界线分开的,而是慢慢地从清晰渐变到模糊的。在相机上,当这个点扩散得比相机的一个像素更大时,你就有可能体验到模糊的感觉。脱焦部分的虚化程度会因为不同因素的影响而变化。

光圈

(图片来自网络)

如下图,在摄影机镜头或其他成像器前沿能够取得清晰图像,焦点前后的范围内所呈现的清晰图像的距离,这一前一后的范围,便是景深。

光圈

(图片来自网络)

PART.3   影响景深的因素            

1.光圈 光圈越大(光圈值F越小)景深越浅,光圈越小(光圈值F越大)景深越深。我们的眼睛会依据光线情况自动进行调整。光线越亮,瞳孔越小。环境越暗,瞳孔越大。借助这种反应,我们的身体能够非常精确地调节进入眼睛的光量。而相机的光圈,就类似我们人的瞳孔,您可以通过光圈调节进入相机传感器的光线,还会调节和改变景深。如使用F11的小光圈,会拍摄出清晰范围更广的大景深。相反,如果您以F2.8的大光圈拍摄,则景深会变浅。

光圈

光圈

(图片来自网络) 2.焦距 镜头焦距越大景深越浅、焦距越小景深越深。镜头对景深影响很大,并不主要体现在光圈大小和镜头质量上,而与焦距也有着非常大的关系。当我们使用8mm的广角镜头拍摄,难以拍摄出较浅的景深。即使用光圈为F2.8的光圈,与被摄对象也必须非常接近,才有可能实现。一个35毫米镜头可以让你很容易的拍摄一些浅景深画面,但你仍然需要使用大光圈。在长焦镜头领域,比如说超过55mm的镜头,要拍摄出较浅的景深会容易得多。 如下图,焦距小的图片显示了更大的景深,后面的草丛可以看的更加清晰。

3.工作距离 工作距离越短景深越浅,工作距离越长景深越深。如下图,同样50mm焦距的定焦镜头以及光圈F5.6,工作距离越长,景深越深。

光圈

4.感光元件大小(与容许弥散圆半径有关)

summary 总结

1、光圈越大景深越小,光圈越小景深越大。

2、镜头焦距越长景深越小,反之景深越大。

3、工作距离越近,景深越小,工作距离越远,景深越大。

编辑:黄飞

 

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