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光学基础知识：焦点、弥散圆、景深：概念与计算

[align=left]先介绍几个概念：[/align][align=left][color=#ff0000][b]1、焦点(focus)[/b][/color][/align][align=left]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[url=http://action.vogate.com/c/c.php?r=http%3A//xx521.com/sjjs/ShowClass.asp%3FClassID%3D170%26page%3D4&aid=6413&sid=6235007045043601&click=1&url=http%3A//www.china6767.cn&v=0&s=http%3A//xx521.com/sjjs/syys/syxt/200801/49438.html&rn=514648&k=%u6269%u6563][size=5]扩散[/size][/url]开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。[/align][img=459,200]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111624191.gif[/img]
[align=left][color=#ff0000][b]2、弥散圆(circle of confusion)[/b][/color][/align][align=left]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[url=http://action.vogate.com/c/c.php?r=http%3A//xx521.com/sjjs/ShowClass.asp%3FClassID%3D170%26page%3D4&aid=6629&sid=6235007045043601&click=1&url=http%3A//www.china6767.cn&v=0&s=http%3A//xx521.com/sjjs/syys/syxt/200801/49438.html&rn=154964&k=%u6269%u5927][size=5]扩大[/size][/url]的圆，这个圆就叫做弥散圆。[/align][align=left]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)。[/align][align=center][img=500,365]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111624813.gif[/img][/align][align=left]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：[/align][color=#ffffff]画幅[/color]
[color=#000080]24mm x 36mm[/color]
[color=#000080]6cm x 9cm[/color]
[color=#000080]4" x 5"[/color]
[color=#ffffff]弥散圆直径[/color]
[color=#800000]0.035mm[/color]
[color=#800000]0.0817mm[/color]
[color=#800000]0.146mm[/color]
[align=left]35mm[url=http://action.vogate.com/c/c.php?r=http%3A//xx521.com/sjjs/ShowClass.asp%3FClassID%3D170%26page%3D4&aid=6167&sid=6235007045043601&click=1&url=http%3A//pa.poco.cn/%3FD218%26photo.poco.cn&v=0&s=http%3A//xx521.com/sjjs/syys/syxt/200801/49438.html&rn=978759&k=%u7167%u76F8][size=5]照相[/size][/url]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。[/align][align=left][b][color=#ff0000]3、景深(depth of field)[/color][/b][/align][align=left]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[color=#ff0000][b]景深[/b][/color]。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。[/align][img]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625301.gif[/img]
[align=left]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。[/align][color=#000080][img=500,352]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625698.gif[/img][/color] [align=center][color=#000080]示意图1[/color][/align][align=center][color=#000080][img=596,375]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625515.gif[/img][/color][/align][align=center][color=#000080]示意图2[/color][/align][align=left]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。[/align][align=left][color=#ff0000][b]4、景深的计算[/b][/color][/align][align=left]下面是景深的计算公式。其中：[/align][color=#800080]δ[/color]
——
容许弥散圆直径
[color=#800080]f[/color]
——
镜头焦距
[color=#800080]F[/color]
——
镜头的拍摄光圈值
[color=#800080]L[/color]
——
对焦距离
[color=#800080]ΔL1[/color]
——
前景深
[color=#800080]ΔL2[/color]
——
后景深
[color=#800080]ΔL[/color]
——
景深

[color=#000080]FδL2[/color]

[align=left][color=#000080]前景深 ΔL1= [/color][/align][color=#000080]——————[/color]
[color=#000080]                                              (1)[/color]

[color=#000080]f2 + FδL[/color]


[color=#000080]FδL2[/color]

[align=left][color=#000080]后景深 ΔL2= [/color][/align][color=#000080]——————[/color]
[color=#000080]                                              (2)[/color]

[color=#000080]f2 - FδL[/color]



[color=#000080]2f2FδL2[/color]
[align=right][color=#000080]  景深 ΔL =  [/color][/align][color=#000080]ΔL2 + ΔL2  = [/color]
[color=#000080]——————[/color]


[color=#000080]f4 - F2δ2L2[/color]
[align=left]从公式(1)和(2)可以看出，[color=#800080][b]后景深 > 前景深[/b][/color]。[/align][align=left]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)：[/align][align=left][color=#ff00ff](1)、镜头光圈：[/color][/align][align=left][color=#ff00ff]光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；[/color][/align][align=left][color=#ff00ff](2)、镜头焦距[/color][/align][align=left][color=#ff00ff]镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；[/color][/align][align=left][color=#ff00ff](3)、拍摄距离[/color][/align][align=left][color=#ff00ff]距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。[/color][/align][align=left][b][color=#ff0000]5、一些计算实例[/color][/b][/align][align=left]网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：[/align][align=left][b][u][color=#0000ff]摄影光学计算器[/color][/u][/b][/align][align=left]Windows版本的可下载的计数器在[/align][align=left][b][u][color=#0000ff]f/Calc[/color][/u][/b][/align][align=left][color=#0000ff](1)、200/2.8对焦在5m时，f/2.8的景深：[/color][/align][color=#ff00ff]δ[/color]
=
0.035mm
[color=#ff00ff]f[/color]
=
200mm
[color=#ff00ff]F[/color]
=
2.8
[color=#ff00ff]L[/color]
=
5000mm
[color=#ff00ff]ΔL1[/color]
=
60mm
[color=#ff00ff]ΔL2[/color]
=
62mm
[color=#ff00ff]ΔL[/color]
=
122mm
[color=#ff0000]结论[/color]
[color=#ff0000]：[/color]
[color=#ff0000] 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。[/color]
[align=left][color=#0000ff](2)、200/2.8+2X=400/5.6对焦在5m时，f/5.6的景深：[/color][/align][color=#ff00ff]δ[/color]
=
0.035mm
[color=#ff00ff]f[/color]
=
400mm
[color=#ff00ff]F[/color]
=
5.6
[color=#ff00ff]L[/color]
=
5000mm
[color=#ff00ff]ΔL1[/color]
=
30mm
[color=#ff00ff]ΔL2[/color]
=
31mm
[color=#ff00ff]ΔL[/color]
=
61mm
[color=#ff0000]结论[/color]
[color=#ff0000]：[/color]
[color=#ff0000] 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。[/color]
[b][color=#ff0000][/color][/b]
[b][color=#ff0000]


[/color][/b]
[b][color=#ff0000]
[/color][/b][b][color=#ff0000]景深的实际拍摄照片[/color][/b]
[img=540,403]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625391.jpg[/img] [img=540,403]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625411.jpg[/img] [img=540,403]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625626.jpg[/img] [img=540,403]http://xx521.com/sjjs/UploadFiles_1367/200801/2008111625290.jpg[/img]

太复杂了!!要算的话不知道算到什么时候....以前学摄影确实很有难度.相比之下数码时代带来了很多的方便.这些理论只能是参考了

:handshake :handshake

嘿嘿 根本看不懂
不过还是支持 楼主多发精
能让我这个菜鸟多学习

嘿嘿 根本看不懂
不过还是支持 楼主多发精
能让我这个菜鸟多学习