Depth of field
景深是指锐度可接受的距离范围,取决于相机型号、光圈和焦距,print size 和 viewing distance也对影响我们对精神的感知。本文旨在为摄影提供更好的指导和技术理解,并提供景深计算器,来显示它随相机设置的变化。
景深不会出现从锐利到不锐利的急剧变化,而是逐渐过渡。实际上,即使我们的眼睛或相机分辨率还未察觉,聚焦距离前方或后方内容的清晰度已经开始下降。
Circle of confusion
由于没有严格的过渡点,因此使用“模糊圈”来定义一个点被看作不清晰时的模糊程度。当我们的眼睛感觉到模糊圈时,这个区域就不在景深范围了,这时锐度便不可接受。为清楚起见,上面的模糊圈作用被夸大了,实际只是相机传感器区域的一小部分。
什么时候模糊圈会被我们的眼睛所察觉呢?一个可接受锐度的模糊圈被宽泛地定义为,当放大到标准的8×10英寸印刷时会被忽视,从大约1英尺的标准距离可以察觉到。
景深仅设置为模糊圈的最大值,而不是描述失焦区域的情况,这些区域也被叫做散景(bokeh,来自日语)。具有相同景深的两幅图像可能有不同的散景,这取决于镜头的形状。实际上模糊圈通常不是圆形,当它非常小时会近似圆形,而比较大时会呈现具有5-8个边的多边形。
Controlling depth of field
虽然打印尺寸和观看距离会影响眼睛的模糊圈大小,但是光圈和焦距是决定相机模糊圈大小的关键因素,大光圈(小F-stop)和近焦距会产生较浅的景深,下面测试焦距相同,光圈不同:
Clarification: focal length and depth field
与普遍看法相反,焦距并不影响景深。虽然长焦镜头看似会产生更浅的景深,主要是因为长焦通常用于放大无法接近的拍摄对象。如果对于长焦和广角镜头而言,拍摄物体占据相同比例的图像尺寸,同焦距的景深几乎是恒定的。这也要求你要么更近距离使用广角,要么更远距离使用长焦,如下表所述:
请注意最小焦距确实有微妙的变化。这是一个真实的效果,但与光圈和聚焦距离相比可以忽略不计。即使总景深实际上是恒定的,焦距之前和之后的景深的分数也会随着焦距而变化,如下所示:
这暴露了传统DoF概念的局限性:它只考虑了总的DoF而不是它在焦平面周围的分布,尽管两者都可能有助于锐度的感知。广角镜头如何在焦平面后面提供渐渐弱化的DoF,这对于传统的风景照片来说非常重要。
较长的焦距也可能看起来具有较浅的景深,因为相对于前景放大了背景(由于其较窄的视角)。这使得失焦的背景看起来更加失焦,因为模糊程度加重。但这是另一个概念,因为景深仅描述照片的锐利区域,而不是模糊区域。
另一方面,当站在相同位置并聚焦在相同距离的物体上时,较长焦距的镜头将具有较浅的景深(即使图像将完全不同地构图对象)。这更能接近日常使用,由于更高的放大倍数,而不是焦距。
单反相机的景深也比紧凑型数码相机更浅,因为单反相机需要更长的焦距才能实现相同的视野。
Calculating depth of field
为了计算景深,需要首先确定最大允许模糊圈值。这取决于相机类型(传感器或胶片尺寸)以及观看距离/打印尺寸组合。提前知道做什么通常并不简单,可以尝试使用景深计算器工具来帮助计算。
Depth of focus & aperture visualization
模糊圈的另一个含义是焦深的概念(也称为“焦点传播”)。它与景深不同,因为它描述了光在相机传感器上聚焦的距离,而不是拍摄物体:
关键概念是:当物体聚焦时,来自该点的光线会聚在相机传感器上的某个点上。如果光线在稍微不同的位置(到达光盘而不是光点)汇聚传感器,则此对象将被渲染为失焦,而且程度会随光线距离增加。
Others notes
为什么不使用最小光圈(数值最大)来实现最佳景深呢?除了曝光时间长和没有三脚架之外,太小的光圈会因为衍射效应产生更大的模糊圈,而使图像变得更柔和,即使在焦平面内也是如此。随着光圈变小,衍射很快成为景深的限制因素,
对于微距摄影(高倍率),景深还受到瞳孔放大倍数的影响。对于内部对称的镜片值为1(什么值???),对于广角和长焦其值会更大。对于小于1的瞳孔放大率,实现了更大的景深(比通常计算的更大),而当瞳孔放大率等于1时,瞳孔放大率不改变计算。问题在于镜头制造商通常不提供瞳孔放大率,并且人们只能在视觉上粗略估计它。
Reference
Understanding image sharpness part 6: Depth of field and diffraction compares the depth of field for several focal lengths confusion circle Depth of Field and Depth of Focus