下面是景深的计算公式。其中:
δ——容许弥散圆直径
F——镜头的拍摄光圈值
f——镜头焦距
L——对焦距离
ΔL1——前景深
ΔL2——后景深
ΔL——景深
景深
前景深ΔL1=f^2L/(f^2 FδL)
后景深ΔL2=f^2L/(f^2-FδL)
景深ΔL=ΔL1 ΔL2=(2f^2FδL^2)/(f^4-F^2δ^2L^2)
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,即光圈值(F)越小,景深越小;光圈越小,即光圈值(F)越大,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。
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 | 24mmx36mm | 150pxx225px | 4'x5' |
弥散圆直径 | 0.035mm | 0.0817mm | 0.146mm |
景深
摄影光学计算器
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:
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=2.8L=5000mm
ΔL1=60mmΔL2=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。
心算法
虚化等级法是定量估算超焦距和浅景深的一种快速心算法。即,使用视场短边标准身高倍数来代替传统的对焦距离,并引入虚化等级,将超焦距与浅景深的心算结合在一起。
理论
虚化程度X=弥散圆直径r/传感元件短边尺寸L×100%虚化等级R与X的对应值如下表:
X | …… | 1/5.6% | 1/4% | 1/2% | 1% | 1.4% | 2% | …… |
R | -0.5 | 0 | 1 | 2 | 2.5 | 3 |
R≤k(L300dpi=8寸时,k=-2.5;L300dpi=11寸时,k=-3) | k | 2≤R≤4 (经验值) | R>4 (经验值) |
锐利 | 模糊(应避免) | 弱虚化 | 强虚化 |
无穷远处的虚化程度X∞=0.5倍对焦距离处的虚化程度X0.5
=弥散圆直径/传感元件短边尺寸×100%
=f/(F×1700N)×100%
其中N的定义见右图。
f=24mm,F=5.6,N=1时,X∞=X0.5=0.25%,对应虚化等级R∞=R0.5=0。记住f24F5.6N1这个基准,可快速估算其余情况。例如f35F2.8N0.5对应R∞=R0.5=2.5;f35F11N0.5对应R∞=R0.5=-0.5。
背景并不是无穷远。当R∞≥2.5时,距对焦面5m以外的背景通常可以达到虚化。
只要保证无穷远处锐利(R∞≤k),背景处就一定锐利,同时,只要保证前景比0.5倍对焦距离远,前景就一定锐利。
实例
举例
如右图,N=5.6(蓝点)、f=17、F=5.6、APS-C。
由于透视,蓝点处柱子长度为红点处的一半,说明蓝点距离
相机的距离为红点的2倍。
对蓝点平面对焦,无穷远处和红点处的虚化等级R相同,R∞=R0.5=-3。
若设置F=4,则R∞=R0.5=-2.5;F=8,则R∞=R0.5=-3.5。
三种光圈设置都可获得大景深,此时,应使用镜头的最佳光圈(取决于镜头的设计和加工误差)。