光學基礎知識：焦點、彌散圓、景深：概念與計算

先介紹幾個概念：

1、焦點(focus)

與光軸平行的光線射入凸透鏡時，理想的鏡頭應該是所有的光線聚集在一點后，再以錐狀的擴散開來，這個聚集所有光線的一點，就叫做焦點。

2、彌散圓(circle of confusion)

在焦點前后，光線開始聚集和擴散，點的影象變成模糊的，形成一個擴大的圓，這個圓就叫做彌散圓。

在現實當中，觀賞拍攝的影象是以某種方式(比如投影、放大成照片等等)來觀察的，人的肉眼所感受到的影象與放大倍率、投影距離及觀看距離有很大的關系，如果彌散圓的直徑小于人眼的鑒別能力，在一定范圍內實際影象產生的模糊是不能辨認的。這個不能辨認的彌散圓就稱為容許彌散圓(permissible circle of confusion)。

不同的廠家、不同的膠片面積都有不同的容許彌散圓直徑的數值定義。一般常用的是：

35mm照相鏡頭的容許彌散圓，大約是底片對角線長度的1/1000~1/1500左右。前提是畫面放大為5x7英寸的照片，觀察距離為25~30cm。

3、景深(depth of field)

在焦點前后各有一個容許彌散圓，這兩個彌散圓之間的距離就叫景深，即：在被攝主體(對焦點)前后，其影像仍然有一段清晰范圍的，就是景深。換言之，被攝體的前后縱深，呈現在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內。

景深隨鏡頭的焦距、光圈值、拍攝距離而變化。對于固定焦距和拍攝距離，使用光圈越小，景深越大。

以持照相機拍攝者為基準，從焦點到近處容許彌散圓的的距離叫前景深，從焦點到遠方容許彌散圓的距離叫后景深。

4、景深的計算

下面是景深的計算公式。其中：

從公式(1)和(2)可以看出，后景深 > 前景深。

由景深計算公式可以看出，景深與鏡頭使用光圈、鏡頭焦距、拍攝距離以及對像質的要求(表現為對容許彌散圓的大小)有關。這些主要因素對景深的影響如下(假定其他的條件都不改變)：

(1)、鏡頭光圈：

光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大；

(2)、鏡頭焦距

鏡頭焦距越長，景深越??；焦距越短，景深越大；

(3)、拍攝距離

距離越遠，景深越大；距離越近，景深越小。

5、一些計算實例

網上有些在線計算器，有興趣的網友可以參考：

攝影光學計算器

Windows版本的可下載的計數器在

f/Calc

(1)、200/2.8對焦在5m時，f/2.8的景深：

(2)、200/2.8+2X=400/5.6對焦在5m時，f/5.6的景深：

景深的實際拍攝照片