景深

景深（英語：Depth of field, DOF）是指相機對焦點前後相對清晰的成像範圍。在光學中，尤其是錄影或是攝影，是一個描述在空間中，可以清楚成像的距離範圍。雖然透鏡只能夠將光聚到某一固定的距離，遠離此點則會逐漸模糊，但是在某一段特定的距離內，圖像模糊的程度是肉眼無法察覺的，這段距離稱之為景深。當焦點設在超焦距處時，景深會從超焦距的一半延伸到無限遠，對一個固定的光圈值來說，這是最大的景深。

景深通常由物距、鏡頭焦距，以及鏡頭的光圈值所決定（相對於焦距的光圈大小）。除了在近距離時，一般來說景深是由物體的放大率以及透鏡的光圈值決定。固定光圈值時，增加放大率，不論是更靠近拍攝物或是使用長焦距的鏡頭，都會減少景深的距離；減少放大率時，則會增加景深。如果固定放大率時，增加光圈值（縮小光圈）則會增加景深；減小光圈值（增大光圈）則會減少景深。

對於某些圖像，例如風景照，比較適合用較大的景深，然而在人像攝影時，則經常使用小景深（或者叫淺景深）來構圖，造成所謂背景虛化的效果。因為數位圖像的進步，圖像的銳利度可以由電腦後製而改變，因此也可以由後製的方式來改變景深。

感光元件尺寸與景深的關係

在等效焦距、等效光圈、對焦距離三者相同的條件下，不同尺寸的感光元件景深保持一致。其中焦距和等效焦距、光圈和等效光圈的換算普遍以135傳感器為標準。

相機運動和景深的關係

景深標尺

景深表，下面調節光圈，上面有對應的景深，光圈數值的顏色對應對焦環上的景深刻度顏色。例如把光圈調為黃色的 f/11，對應的景深就是上方兩條黃色刻線中間的部分，用米和英尺兩種單位表示

從1933年起開始，徠卡相機開始將超焦距尺刻印在鏡頭上此後各廠家出產的大部分鏡頭或照相機，都配備了根據焦距和光圈值換算景深的景深標尺。景深標尺通常包括英尺和米兩種單位；當某個距離值對準白色標線時，這一距離的物體就恰好在焦平面上成像。景深表下方白色標線兩側有標示光圈值的數值，當鏡頭的光圈值設定為某一數值時，景深就為該光圈值標線對齊的距離標尺上的兩個數值範圍。

Tessina 相機的景深標尺

也有一些相機，景深標尺不在鏡頭上，而在控制焦距的旋鈕上，例如Rolleiflex 雙反相機和Tessina 微型相機。

超焦距

當遠景深被擴大到無窮遠時，從焦點到鏡頭中心的距離即是超焦距（英語：Hyperfocal distance，亦稱泛焦距離）；通過將相機對焦在超焦距上可以獲得給定f值下的最大景深。讓對焦距離超過超焦距並不會使遠景深增加（因為它已經被擴展到了無窮遠），但這樣卻會縮短近景深，進而使完整的景深縮小，所以一些攝影師認為這樣做會浪費景深。然而，這個結論是基於近處和遠處的模糊圓一樣大得出的，亦有攝影師認為，遠處的物體在照片上較實際尺寸的比例偏小，因此若遠處的物體是照片表現的主體，需要保證更小的模糊圓才能讓觀眾感到清晰，因此對焦時超過超焦距靠近無窮遠是合理的^[1]。

如果鏡頭包含景深刻度，那麼可以將無限遠標誌和某個f值的標誌對齊來設置超焦距。例如，將上圖中的35mm鏡頭設置到 f/11 處，即將無限遠標誌與『11』標誌對齊就可以將焦距設成超焦距。對焦在超焦距上是一個將對焦區域在遠景深上延伸至無限遠的特例。

紅點攝影

美樂時 LX 型相機的超焦距紅點

蔡司Contessa相機的超焦距紅字

有一些相機將超焦距表示為紅字或紅點。例如美樂時 LX 型相機的對焦盤上，在2m與無窮遠之間有一紅點，將鏡頭對準紅點，則景深由米延伸到無窮遠。又如蔡司Contessa相機鏡頭上20英尺為紅字，光圈 f/8 也為紅字，表示當光圈設為 f/8 時，將鏡頭對焦至20英尺可獲得最大的景深，景深範圍為10英尺至無窮遠。

有限景深：選擇對焦

要獲得有限景深的照片，其目的是獲得小景深的照片，因此要選擇大光圈。

模糊圈

光圈對景深以及模糊圈的影響。焦點 (2) 可以在像平面 (5)成像，但是在不同距離的點，如（1 跟 3）則會投影出一個模糊的點，此點已大於模糊圈。減少光圈的大小 (4) 可以減小那些不在焦點上的點的模糊圈大小，因此模糊就變的比較不易察覺，看起來這些點就變成都在景深內

當鏡頭準確對焦時一個物體，一個點光源在像平面上成像為一個點（不考慮光的衍射）；而在此物體前後的點光源在像平面上顯示為圓斑。偏離準確對焦位置越多的點光，像平面上的圓斑越大，大過一定程度，人眼看去就顯得模糊，這個圓斑限度就是模糊圈。人眼觀看一張在明視距離25厘米的照片，可以分辨出不小於1/4毫米的圓斑；如果這張照片是一張從35毫米底片放大的8x10英寸照片，放大倍數為8，那麼在底片上與放大照片上0.25毫米像對應的斑的直徑為^[2]

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

這就是一般35毫米相機取模糊圈為 1/30 毫米的由來。

如果35毫米底片放大16倍，即 16 X 20 吋，而觀看距離增加到50厘米，模糊圈仍保持 1/30 毫米。

對於其他像幅，模糊圈做相應的改變

例一： 6 X 6 厘米相機

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

例二：14x21毫米像幅微型相機

放大8吋照片，放大倍數為 15倍；所以模糊圈 c = 1/60 毫米

景深公式

超焦距

$f$ 代表鏡頭的焦距， $N$ 代表鏡頭的光圈值，而 $c$ 代表的特定的底片格式模糊圈的直徑，超焦距為 $H$ 可由下式描述：^[3]

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

景深的準確公式

景深圖

景深公式依據下列6個關係式

1）光圈的直徑 d = ${\frac {f}{N}}$ 其中 f 為鏡頭的焦距， N代表鏡頭設定的光圈數（2.8，4，5.6，8，11，16，22等）。

2）光學透鏡成像公式

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

3）後物體的成像公式：

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

4) 前物體的成像：

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

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

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

從這6個關係式組成的連立方程式，利用逐次消去法，可以不作任何簡化，就得到

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

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

令 $D_{F}$ 為無窮大，求s

$s=H=f+{\frac {f^{2}}{Nc}}$ 即超焦距

將超焦距公式代入 $D_{F}$ ， $D_{N}$ 關係式，即得

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

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

此二公式，對於中長距離和近距離一律適用

例：鏡頭對焦於s=H, 代入上列二式得

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

$D_{F}={\frac {H*(H-f)}{0}}$ = ∞

前景和背景虛化

在焦點前的虛化一般叫前景虛化。相應的，在焦點後的叫背景虛化。

範例

f/22
f/8
f/4
f/2.8
在f/32，背景很清楚
在f/5.6，光圈開大，使背景模糊，讓花與背景分離
f/2.8，利用淺景深主題貓也與背景分離
使用非常淺景深的微距鏡頭

外部連結

景深計算器（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

參考文獻

^ 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. （原始內容存檔於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. （原始內容存檔於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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