光学基础知识：焦点、弥散圆、景深、焦深

科技前沿 • 2025-03-23 11:36 • 阅读 57

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1、焦点(focus)

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。

2、弥散圆(`circle of confusion`)

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)。

3、景深(`depth of field`)

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。

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。

4、焦深的含义

焦深：指在保持影像较为清晰的前提下，焦点（焦平面）沿着镜头光轴所允许移动的距离。

4.1、影响焦深的因素和规律：

光圈与焦深成正比。光圈小，焦深大；光圈大，焦深小。
摄距与焦深成反比。摄距近，焦深大；摄距远，焦深小。
原因：摄距（物距）减小，像距增大，远、近模糊圈之间的距离增大，所以焦深增大。
镜头焦距与焦深成正比。镜头焦距长，焦深大，镜头焦距短，焦深小。
原因：摄距一定时，焦距增大，远、近模糊圈之间的距离增大，所以焦深增大。
焦深与模糊圈成正比。允许的模糊圈大，焦深大；允许的模糊圈小，焦深小。

4.2、焦深与景深的异同

含义不同：景深是景物中能产生较为清晰影像的纵长距离；焦深是影像的焦平面可允许移动的距离。
当摄距减小时，景深减小，焦深增大；当摄距增大时，景深增大，焦深减小。
当景物的成像比例增大时（如使用长焦镜头、缩短摄距等），景深减小，焦深增大；当景物的成像比例减小时（如使用短焦镜头、增大摄距等），景深增大，焦深减小。
减小光圈时，景深和焦深都增大；增大光圈时，景深和焦深都减小。
当降低对影像的清晰度要求时，景深和焦深都增大；当提高对影像的清晰度要求时，景深和焦深都减小。
焦深在很大程度上与相机的制造有关；景深在很大程度上与被摄体的再现有关。

4.3、焦深的实用价值

拍摄前应先用最大光圈聚焦（这样既可增加影像亮度，又减小了焦深，有助于准确聚焦），聚焦准确之后，再将光圈调至拍摄所需要的档位上。