景深

景深是光學攝影中一個很重要的參數(shù)，它是指光學系統(tǒng)獲取清晰成像時，被測物體所能移動的距離范圍。當一個光學系統(tǒng)的景深較小時，就會出現(xiàn)背景虛化的現(xiàn)象。光圈、焦距、工作距離都是影響景深的重要因素。在對光學系統(tǒng)的景深進行計算時，需要先了解容許彌散圓的概念。

彌散圓是指在焦點前后，光線開始聚集和擴散，點的影像變成模糊時所形成的一個擴大的圓。如果彌散圓的直徑足夠小，成像會足夠清晰；如果彌散圓再大些，成像就會顯得模糊。中間的臨界點，這個可以被接受的最大的直徑被稱為容許彌散圓直徑。

在拍攝過程中，通過彌散圓判斷圖像是否銳利進而判斷景深的深淺。下圖為兩款不同雙遠心鏡頭利用景深板拍攝的測量景深的圖片。其中圖二為型號光虎視覺TTL11.5-25-45C雙遠心鏡頭在平行光照射下拍攝的圖片。

圖一

圖二

實際應用中，景深可分為前景深和后景深，計算公式如下：

景深（dof）=

圖三

根據(jù)景深公式我們可以看出，景深與有效F數(shù)、焦距、工作距離都有關系。圖四是利用光線追跡的方法解釋景深與F數(shù)的關系。增大F數(shù)之后，相同工作距離下，光線入射角變小，在容許彌散圓大小不變的情況下，使得景深變大。即有效F數(shù)與景深正相關。圖五給出了在焦距、拍攝距離固定的情況下，不同F(xiàn)數(shù)下的拍攝效果圖。當F數(shù)較小時，景深較小，從圖片中可以明顯的看出背景已經(jīng)虛化。隨著F數(shù)的增加，背景虛化現(xiàn)象明顯變小，甚至消失。

圖四

圖五

圖六給出了有效F數(shù)與景深之間的關系圖。有效F數(shù)越小，光圈越大，景深越??；有效F數(shù)越大，光圈越小，景深越大。

圖六

此外，通過景深公式，我們還可以推算出：

若鏡頭焦距可變，光圈和工作距離確定時，焦距越大，景深越??；焦距越小，景深越大。

當鏡頭焦距、F數(shù)確定時，工作距離越大，景深越大；工作距離越小，景深也會隨之減小,容易出現(xiàn)背景虛化現(xiàn)象。

而雙遠心鏡頭與FA鏡頭略有不同。在雙遠心鏡頭的使用過程中，使用者可以微調(diào)鏡頭與相機傳感器之間的距離，即法蘭距，從而獲得想要的景深效果。當然景深的極限還是由雙遠心鏡頭本身的設計決定，這些調(diào)整只能在設計的景深極限范圍內(nèi)進行微調(diào)。

需注意的一點是，景深是一個相對的概念，在景深之內(nèi)和景深之外，并不存在絕對的清晰或者模糊的界限。景深的測量也具有一定的主觀性，需要使用者根據(jù)自己的具體需求進行調(diào)整。

【來源：光虎視覺內(nèi)部培訓資料】