景深

景深（英语：Depth of field, DOF）是指相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在光学中，尤其是录影或是摄影，是一个描述在空间中，可以清楚成像的距离范围。虽然透镜只能够将光聚到某一固定的距离，远离此点则会逐渐模糊，但是在某一段特定的距离内，影像模糊的程度是肉眼无法察觉的，这段距离称之为景深。当焦点设在超焦距处时，景深会从超焦距的一半延伸到无限远，对一个固定的光圈值来说，这是最大的景深。

景深通常由物距、镜头焦距，以及镜头的光圈值所决定（相对于焦距的光圈大小）。除了在近距离时，一般来说景深是由物体的放大率以及透镜的光圈值决定。固定光圈值时，增加放大率，不论是更靠近拍摄物或是使用长焦距的镜头，都会减少景深的距离；减少放大率时，则会增加景深。如果固定放大率时，增加光圈值（缩小光圈）则会增加景深；减小光圈值（增大光圈）则会减少景深。

对于某些影像，例如风景照，比较适合用较大的景深，然而在人像摄影时，则经常使用小景深（或者叫浅景深）来构图，造成所谓背景虚化的效果。因为数位影像的进步，影像的锐利度可以由电脑后制而改变，因此也可以由后制的方式来改变景深。

感光元件尺寸与景深的关系

在等效焦距、等效光圈、对焦距离三者相同的条件下，不同尺寸的感光元件景深保持一致。其中焦距和等效焦距、光圈和等效光圈的换算普遍以135传感器为标准。

相机运动和景深的关系

景深标尺

景深表，下面调节光圈，上面有对应的景深，光圈数值的颜色对应对焦环上的景深刻度颜色。例如把光圈调为黄色的 f/11，对应的景深就是上方两条黄色刻线中间的部分，用米和英尺两种单位表示

从1933年起开始，徕卡相机开始将超焦距尺刻印在镜头上此后各厂家出产的大部分镜头或照相机，都配备了根据焦距和光圈值换算景深的景深标尺。景深标尺通常包括英尺和米两种单位；当某个距离值对准白色标线时，这一距离的物体就恰好在焦平面上成像。景深表下方白色标线两侧有标示光圈值的数值，当镜头的光圈值设定为某一数值时，景深就为该光圈值标线对齐的距离标尺上的两个数值范围。

Tessina 相机的景深标尺

也有一些相机，景深标尺不在镜头上，而在控制焦距的旋钮上，例如Rolleiflex 双反相机和Tessina 微型相机。

超焦距

当远景深被扩大到无穷远时，从焦点到镜头中心的距离即是超焦距（英语：Hyperfocal distance，亦称泛焦距离）；通过将相机对焦在超焦距上可以获得给定f值下的最大景深。让对焦距离超过超焦距并不会使远景深增加（因为它已经被扩展到了无穷远），但这样却会缩短近景深，进而使完整的景深缩小，所以一些摄影师认为这样做会浪费景深。然而，这个结论是基于近处和远处的模糊圆一样大得出的，亦有摄影师认为，远处的物体在照片上较实际尺寸的比例偏小，因此若远处的物体是照片表现的主体，需要保证更小的模糊圆才能让观众感到清晰，因此对焦时超过超焦距靠近无穷远是合理的^[1]。

如果镜头包含景深刻度，那么可以将无限远标志和某个f值的标志对齐来设置超焦距。例如，将上图中的35mm镜头设置到 f/11 处，即将无限远标志与‘11’标志对齐就可以将焦距设成超焦距。对焦在超焦距上是一个将对焦区域在远景深上延伸至无限远的特例。

红点摄影

美乐时 LX 型相机的超焦距红点

蔡司Contessa相机的超焦距红字

有一些相机将超焦距表示为红字或红点。例如美乐时 LX 型相机的对焦盘上，在2m与无穷远之间有一红点，将镜头对准红点，则景深由米延伸到无穷远。又如蔡司Contessa相机镜头上20英尺为红字，光圈 f/8 也为红字，表示当光圈设为 f/8 时，将镜头对焦至20英尺可获得最大的景深，景深范围为10英尺至无穷远。

有限景深：选择对焦

要获得有限景深的照片，其目的是获得小景深的照片，因此要选择大光圈。

模糊圈

光圈对景深以及模糊圈的影响。焦点 (2) 可以在像平面 (5)成像，但是在不同距离的点，如（1 跟 3）则会投影出一个模糊的点，此点已大于模糊圈。减少光圈的大小 (4) 可以减小那些不在焦点上的点的模糊圈大小，因此模糊就变的比较不易察觉，看起来这些点就变成都在景深内

当镜头准确对焦时一个物体，一个点光源在像平面上成像为一个点（不考虑光的衍射）；而在此物体前后的点光源在像平面上显示为圆斑。偏离准确对焦位置越多的点光，像平面上的圆斑越大，大过一定程度，人眼看去就显得模糊，这个圆斑限度就是模糊圈。人眼观看一张在明视距离25厘米的照片，可以分辨出不小于1/4毫米的圆斑；如果这张照片是一张从35毫米底片放大的8x10英寸照片，放大倍数为8，那么在底片上与放大照片上0.25毫米像对应的斑的直径为^[2]

 c=      ${\frac {1}{8*4}}\approx {\frac {1}{30}}$ 毫米

这就是一般35毫米相机取模糊圈为 1/30 毫米的由来。

如果35毫米底片放大16倍，即 16 X 20 吋，而观看距离增加到50厘米，模糊圈仍保持 1/30 毫米。

对于其他像幅，模糊圈做相应的改变

例一： 6 X 6 厘米相机

放大 8 吋照片，放大倍数=3.4 模糊圈 = 1/（3.4 x 4) ~ 1/14 毫米

例二：14x21毫米像幅微型相机

放大8吋照片，放大倍数为 15倍；所以模糊圈 c = 1/60 毫米

景深公式

超焦距

$f$ 代表镜头的焦距， $N$ 代表镜头的光圈值，而 $c$ 代表的特定的底片格式模糊圈的直径，超焦距为 $H$ 可由下式描述：^[3]

H=f+{\frac {f^{2}}{Nc}}

景深的准确公式

景深图

景深公式依据下列6个关系式

1）光圈的直径 d = ${\frac {f}{N}}$ 其中 f 为镜头的焦距， N代表镜头设定的光圈数（2.8，4，5.6，8，11，16，22等）。

2）光学透镜成像公式

${\frac {1}{s}}+{\frac {1}{v}}={\frac {1}{f}}$ 其中v代表像距，s代表物距

3）后物体的成像公式：

${\frac {1}{D_{N}}}+{\frac {1}{v_{N}}}={\frac {1}{f}}$

4) 前物体的成像：

${\frac {1}{D_{F}}}+{\frac {1}{v_{F}}}={\frac {1}{f}}$

5) ${\frac {v_{N}-v}{v_{N}}}={\frac {c}{d}}$

6) ${\frac {v-v_{F}}{v_{F}}}={\frac {c}{d}}$

从这6个关系式组成的连立方程，利用逐次消元法，可以不作任何简化，就得到

$D_{N}={\frac {sf^{2}}{f^{2}-cNf+cNs}}$

$D_{F}={\frac {sf^{2}}{f^{2}+cNf-cNs}}$

令 $D_{F}$ 为无穷大，求s

$s=H=f+{\frac {f^{2}}{Nc}}$ 即超焦距

将超焦距公式代入 $D_{F}$ ， $D_{N}$ 关系式，即得

$D_{F}={\frac {s(H-f)}{H-s}}$

$D_{N}={\frac {s(H-f)}{H-2f+s}}$

此二公式，对于中长距离和近距离一律适用

例：镜头对焦于s=H, 代入上列二式得

$D_{N}={\frac {H*(H-f)}{2H-2f}}={\frac {H}{2}}$

$D_{F}={\frac {H*(H-f)}{0}}$ = ∞

前景和背景虚化

在焦点前的虚化一般叫前景虚化。相应的，在焦点后的叫背景虚化。

范例

f/22
f/8
f/4
f/2.8
在f/32，背景很清楚
在f/5.6，光圈开大，使背景模糊，让花与背景分离
f/2.8，利用浅景深主题猫也与背景分离
使用非常浅景深的微距镜头

外部链接

景深计算器（页面存档备份，存于互联网档案馆）

参考文献

^ Merklinger, Harold M. The INs and OUTs of FOCUS: An Alternative Way to Estimate Depth-of-Field and Sharpness in the Photographic Image v. 1.0.3. Bedford, Nova Scotia: Seaboard Printing Limited. 1992 [2020-03-24]. ISBN 0-9695025-0-8. （原始内容存档于2020-01-31）.
^ Harold Merklingger, The INs and OUTs of FOCUS, p13 Seaboard Printing Limited, Nova Scotia, ISBN 0-9695025-0-8
^ Harold Merklinger, p14

[1] Merklinger, Harold M. The INs and OUTs of FOCUS: An Alternative Way to Estimate Depth-of-Field and Sharpness in the Photographic Image v. 1.0.3. Bedford, Nova Scotia: Seaboard Printing Limited. 1992 [2020-03-24]. ISBN 0-9695025-0-8. （原始内容存档于2020-01-31）.

[2] Harold Merklingger, The INs and OUTs of FOCUS, p13 Seaboard Printing Limited, Nova Scotia, ISBN 0-9695025-0-8

[3] Harold Merklinger, p14

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