光学变焦----景深=景深远界-景深近界

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景深近界=焦距的平方*物距/(焦距的平方+可容许弥散圆直径*光圈系数*物距)

景深远界=焦距的平方*物距/(焦距的平方-可容许弥散圆直径*光圈系数*物距)

景深=景深远界-景深近界

注1:单位----毫米
注2:此为简化了的计算公式。精确的公式中,包含了像距,因一般摄影中,物距远大于像 距,故省略了像距参数。但此公式不适合超微距摄影中的景深计算。
注3:物距是指物体到焦平面(对数码相机而言,确切的说是ccd或者cmos所在的平面)的距离,不是到镜头前端的距离----废话,这个谁不知道?哈哈。
注3:可容许弥散圆直径为一认为约定的数值,一般取值1/30,即近似于0.03333。

例1:镜头焦距50mm,拍摄距离2.5米,光圈系数2,求景深近界和景深远界。

解:景深近界=50*50*2500/(50*50+0.03333*2*2500)=2340mm=2.34米
景深远界=50*50*2500/(50*50-0.03333*2*2500)=2679mm=2.68米
此时的景深为0.34米
(以上计算取近似值)

例2:镜头焦距50mm,拍摄距离2.5米,光圈系数16,求景深近界和景深远界。

解:景深近界=50*50*2500/(50*50+0.03333*16*2500)=1630mm=1.63米
景深远界=50*50*2500/(50*50-0.03333*16*2500)=5357mm=5.36米
此时的景深为3.73米
(以上计算取近似值)


进一步说明:
可容许弥散圆直径的取值,各国,各时期的标准不尽相同,同时,35毫米相机和120相机以及电影摄影镜头等在取值上也不尽相同,120相机更宽松些,而电影摄影机因影像的放大倍率非常大,景深限制也就更严格,因此在可容许弥散圆直径的取值上也就更严格一些。之所以对不同的胶片画幅做出不同的可容许弥散圆直径的规定,是与观看距离有关。同样的观看距离,120的底片比135的大,那么放大倍率就小,所以对景深的控制就宽松些。


更深层次的说明:
千万不要以为根据上述的说明,就可以认为,画幅不同,镜头的景深就不同。
从景深公式中可知,景深与光圈,焦距,拍摄距离,以及人为设定的可容许弥散圆直径有关,与所摄画幅的大小无关,也与镜头本身的解像力无关。更与观看着的视力好坏无关,哈哈----严肃点行不?
人为约定一个可容许弥散圆直径的值,是为了在镜头上标定景深表时一个通行的依据,也是为了更方便的拍摄。
同时,可容许弥散圆直径的人为限定,也为相机制造过程中镜头后顶距的最低加工精度给出了限制----这是题外话了。

切记:
景深,只是一个人为的,相对的概念,在景深之内和景深之外,并不存在绝对的清晰或者模糊的界限和差异,也就是说,根本不存在一个绝对的景深概念。

不当之处,敬请指教。

光学变焦英文名称为Optical Zoom,

数码相机依靠光学镜头结构来实现变焦。数码相机的光学变焦方式与传统35mm相机差不多,就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物,光学变焦倍数越大,能拍摄的景物就越远。

    在买数码相机的时候,很多用户都会问,什么是数码变焦,什么是光学变焦,下面,我们就用图示来解释一下。

    光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候,如下图,视觉和焦距就会发生变化,更远的景物变得更清晰,让人感觉像物体递进的感觉。

光学变焦----景深=景深远界-景深近界_第1张图片

 

    显而易见,要改变视角必然有两种办法,一种是改变镜头的焦距。用摄影的话来说,这就是光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。另一种就是改变成像面的大小,即成像面的对角线长短,在目前的数码摄影中,这就叫做数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距,只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角,从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。

    所以我们看到,一些镜头越长的数码相机,内部的镜片和感光器移动空间更大,所以变焦倍数也更大。我们看到市面上的一些超薄型数码相机,一般没有光学变焦功能,因为其机身内根部不允许感光器件的移动,而像索尼F828、富士S7000这些“长镜头”的数码相机,光学变焦功能达到5、6倍。

    如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍-5倍之间,即可把10米以外的物体拉近至5-3米近;也有一些数码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍,能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够,我们可以在镜头前加一增倍镜,其计算方法是这样的,一个2倍的增距镜,套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上,那么这台数码相机的光学变焦倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍,即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。


 

光圈英文名称为Aperture,

用来控制透过镜头进入机身内感光面的光量,是镜头的一个极其重要的指标参数,通常在镜头内。它的大小决定着通过镜头进入感光元件的光线的多少。表达光圈大小我们是用F值,其中,F=镜头的焦距/镜头的有效口径的直径。

  光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径

  从以上公式可知要达到相同的光圈F值,长焦距镜头的口径要比短焦距镜头的口径大。

  完整的光圈值系列如下:

F1.0,F1.4,F2.0,F2.8,F4.0,F5.6,F8.0,F11,F16,F22,F32,F45,F64

这里值得一提的是光圈 F 值越小,通光孔径越大(如右图所示),在同一单位时间内的进光量便越多,而且上一级的进光量刚好是下一级的两倍,例如光圈从F8调整到F5.6 ,进光量便多一倍,我们也说光圈开大了一级。F5.6的通光量是F8的两倍。同理,F2是F8光通量的16倍,从F8调整到F2,光圈开大了四级。对于消费型数码相机而言,光圈 F值常常介于 F2.8 - F11。此外许多数码相机在调整光圈时,可以做 1/3 级的调整。F后面的数值越小,光圈越大。光圈的作用在于决定镜头的进光量,光圈越大,进光量越多;反之,则越小。简单的说就是,在快门速度(曝光速度)不变的情况下,光圈F数值越小光圈越大,进光量越多,画面比较亮;光圈F数值越大光圈越小,画面比较暗。

 

目前Canon大约有近10枚变焦镜头是光圈恒定的。其他变焦镜头都是广角端光圈大,长焦端光圈小。

撞针在论坛上看到一个疑问,有人认为“光圈值=光圈直径÷焦距”,如果光圈叶片开口大小不变,变焦镜头自然都应该广角端光圈大,长焦端光圈小。那么所谓“恒定光圈镜头”是怎样实现恒定的呢?是不是长焦端光圈叶片全开,广角端光圈叶片要收缩?如果是这样,广角端岂不是白白浪费了光圈直径?

其实是由于对概念误解造成的。同样是“光圈”一词,可以指实际光圈,也就是叶片和开口,也可以指有效光圈(又称光学孔径,effective aperture/optical aperture)。

光圈f值=有效光圈孔径÷镜头焦距≠实际光圈孔径÷镜头焦距


撞针画了一个示意草图。由图可见,镜头的长焦端和广角端实际光圈并没有任何改变,但有效光圈变了。如果变焦过程中有效光圈变化的速率=焦距变化倍率,则这只镜头就是恒定光圈镜头。

这个道理同样也可以解释普通变焦镜的光圈变化。例如18-55mm f/3.5-5.6,18mm÷3.5显然小于55mm÷5.6,说明在18mm和55mm的镜头有效光圈孔径也是不同的。

最后撞针要说的是尽管理论如此,但实际上所谓“恒定光圈”镜头,确实有一些要通过光圈叶片同步缩放来保证光圈值准确恒定的。只不过缩放幅度很小,起辅助作用,完全不用收缩3-5级来实现光圈,不算浪费。这里依然只做理论探讨,撞针可从来没说过“恒定光圈”镜头变焦时光圈叶片一定是恒定不动的!

苏州-随风 上传了这张照片:
 

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③影响景深的因素及其规律

   ●光圈、摄距与焦距对景深的影响
光圈与景深成反比。光圈大、景深小;光圈小,景深大。例如f16 的景深大于f2。
摄距与景深成正比。摄距远,景深大;摄距近,景深小。例如聚焦于10米的景深大于聚焦于1米的景深。
念头焦距一景深成反比。镜头焦距长,景深小,镜头焦距短,景深大。例如焦距100mm的镜头其景深效果小于焦距28mm的镜头。

   ●运用景深的三条要点
除了光圈、摄距、焦距影响景深大小外,摄影者对模糊圈的要求,即可允许的模糊圈大小,对景深大小也密切相关。可允许的模糊圈较大小,对景深大小也密切相关。可允许的模糊圈较大时,如采用接触印相或小倍率放大制取照片,景深就大些;可允许的模糊圈较小时,如采用高倍率放大制取照片时,景深就小些。
光圈、摄距、镜头焦距以及可允许模糊圈大小对景深影响的规律,均是相对而言的,即这四个因素在其中三个因素相同时,另一因素对景深大小的影响规律成立。否则这些“规律”就不一定成立。例如,镜头焦距75mm对焦在2 米处,f16的景深是1.5——3.1米,而对焦在5米处,f11的景深为3——11米。光圈小的(f16)景深是1.6米,而光圈大的(f11)的景深则是8米了,这是由于摄距不一所至。
摄距与景深成正比的规律还有一个前提,这就是摄距在超焦点距离以内。如果摄距超出了超焦点距离,那第,摄距越远,景深不是越大,而是越小,与原规律相反了。

   ④最小景深与最大景深
对景深的控制是摄影的主要技术之一,运用这种控制,我们可以缩小景深,仅仅清晰地表现重要的物体而使其突出,让不需要的物体虚糊而被隐去;我们也可以扩大景深,使所有的被摄体在阵面上都清晰地展现,表现出它们的每一处细节。尽可能采用最小景深或最大景深的调节,能增强上述效果。这也是对景深的两种最主要的应用。

   ●获取最小景深
在一幅照片上,小景深效果能使环境虚糊、主体清楚,这是突出主体的有效方法之一。景深越小,这种环境虚糊也就越强烈,主体也就更突出。摄影上又称这种小景深技术为“选择性聚焦”。景深越小,聚焦的选择性也就越强烈。
在拍摄中,欲取最小景深的最简单的方法是使用最大光圈。如果由于光线太亮,使用最大光圈配合相机上的最快速度,曝光仍然过度的话,解决的方法之一是使用“灰色滤镜”(参见第七章第三节);方法之二是换用片速低一些的胶卷。除了使用最大光圈外,缩短摄距和换用焦距更长的镜头也能减小景深,但要注意摄距太近会使前后景物的透视过于强烈而导致失真感。
在不影响构图效果的前提下,采用“最大光圈+尽可能缩短的摄距+长焦距镜头”能获取最小景深的效果。

   ●获取最大景深
要想使所有的被摄景物在画面上都能较为清晰地现现,则需要尽可能大的景深,景深越大,被摄景物的清晰度也就越高。欲取最大景深的最简易的方法就是缩小光圈,尽可能使用相机上的最小光圈。如果光线太暗,当使用最小光圈时,相应的快门速度太慢,以至无法手持相机拍摄时,解决的方法之一是使用三脚架或类似的支撑物;方法之二是换用片速更高的胶卷;对于室内的拍摄,也可增强照明。
除了缩小光圈可增大景深外,增大摄距或换用焦距更短的镜头也能增大景深。但是注意增大摄距时,成像也相应减小,换用短焦距镜头时,视角也相应扩大了。
在不影响构图效果的前提下,采用“最小光圈+最短焦距镜头+超焦距聚焦”(详见第四节)能获取最大景深效果。




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