光圈、焦距、物距與景深的關係

在進行拍攝時,調節相機鏡頭,使距離相機一定距離的景物清晰成像的過程,叫做對焦,那個景物所在的點,稱爲對焦點,因爲“清晰”並不是一種絕對的概念,所以,對焦點前(靠近相機)、後一定距離內的景物的成像都可以是清晰的,這個前後範圍的總和,就叫做景深,意思是隻要在這個範圍之內的景物,都能清楚地拍攝到。景深的大小,首先與鏡頭焦距有關,焦距長的鏡頭,景深小,焦距短的鏡頭景深大。其次,景深與光圈有關,光圈越小(數值越大,例如f16的光圈比f11的光圈小),景深就越大;光圈越大(數值越小,例如f2.8的光圈大於f5.6)景深就越小。其次,前景深小於後後景深,也就是說,精確對焦之後,對焦點前面只有很短一點距離內的景物能清晰成像,而對焦點後面很長一段距離內的景物,都是清晰的。

能同時被眼看清楚的空間深度稱爲眼的成像空間深度,即是景深。
景深的計算公式:

景深=(2*彌散圓直徑*鏡頭焦距的平方*光圈值*調焦距離的平方)/(鏡頭焦距的4次方D彌散圓直徑的平方*光圈值的平方*調焦距離的平方)

從公式可以看出,後景深 > 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(表現爲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,景深越小;光圈越小,景深越大;

(2)、鏡頭焦距

鏡頭焦距越長,景深越小;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。
廣角鏡頭,景深大;
長焦鏡頭,景深小
短焦距鏡頭有視角廣、景深大、透視效果大、影象小等特點


物距:u
像距:v
焦距:f
關係:1/u+1/v=1/f

光學中最基本的高斯成像公式:1/u + 1/v = 1/f,即物距的倒數加上像距的倒數等於焦距的倒數。
其次,請你明白物像之間的因果關係,是有物纔會有像的。不同的物距會對應不同的像距,但是反過來卻不行。象你這樣自己設定一個像距就不一定會找到對應的物距,也就是說你設定的像距根本就無法成像。
對於凸透鏡成像而言(照相機就是凸透鏡成像),物像關係是這樣的:
當物距爲無窮遠時,像距等於焦距,成像在焦平面上(照相機聚焦無窮遠的情況);
當物距爲無窮無與兩倍焦距之間時,像距在焦距與兩倍焦距之間,成縮小的實像(照相機一般都屬此類情況,在物距接近兩倍焦距時爲微距拍攝情況);
當物距等於兩倍焦距時,像距與物距相等,此時物像等大,1:1微距即此種情況;
當物距小於兩倍焦距並大於焦距時,像距大於兩倍焦距,成放大的實像(幻燈機,電影放映機就是這種情況,對照相機而言,少數的微距拍攝,如美能達的1X-3X微距,佳能的5X微距拍攝也是這種情況);
當物距等於焦距時,像距爲無窮大,物上的光線經透鏡後爲平行光線,不成像;
當物距小於焦距時,像距爲負值,即在物的同側成虛像(放大鏡就是這種情況)。
顯而易見,像距是由於物距和焦距決定的,而且像距小於焦距成實像的情況是不會發生的。

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