景深（DOF）

今天偷偷地背着老板去上本科生的计算机视觉课，然后讲的全部都是照相机的物理知识，作为曾经物理的爱好者，自然非常感兴趣，因此也接触了景深这个概念DOF，英文全称是Depth of Field。

本文着重介绍几个概念性质的东西。

• 焦点（focus）
• 弥散圆（confusion cirlce）
• 景深（DOF）

• 景深的计算

• 焦点

与光轴平行的光线射入凸透镜时，理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后，再以锥状的扩散开来，这个聚集所有光线的一点，就叫做焦点。

• : 弥散圆

在焦点前后，光线开始聚集和扩散，点的影象变成模糊的，形成一个扩大的圆，这个圆就叫做弥散圆。
在现实当中，观赏拍摄的影象是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的，人的肉眼所感受到的影象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系，如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力，在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circle of confusion)。

• 景深

在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫景深，即：在被摄主体(对焦点)前后，其影像仍然有一段清晰范围的，就是景深。换言之，被摄体的前后纵深，呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内。

景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离，使用光圈越小，景深越大。

• 景深的计算

下面是景深的计算公式。其中：

δ： 容许弥散圆直径
f：镜头焦距
F：镜头的拍摄光圈值
L：对焦距离
ΔL1：前景深
ΔL2：后景深
ΔL：景深

• 前景深
  

  ΔL1=FδL2f2+FδL$$\Delta L1={\displaystyle \frac{F\delta L^2}{f^2+F\delta L}}$$

• 后景深：

ΔL2=FδL2f2−FδL$$\Delta L2={\displaystyle \frac{F\delta L^2}{f^2-F\delta L}}$$

• 景深：

ΔL=ΔL1+ΔL2$$\Delta L=\Delta L1+\Delta L2$$

从公式中可以看出，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，景深越小；光圈越小，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。

实际中的照片：

参考网址：
http://www3.xitek.com/xuetang/optics/depthoffield.htm
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