第七章 景深
景深公式应用光学
景深公式应用光学景深是摄影和光学中的重要概念，它指的是照片或图像中能够保持清晰焦点的距离范围。
在摄影中，景深的应用对于表达摄影作品的深度和立体感具有重要作用。
景深公式是用来计算景深的数学公式，它可以帮助摄影师和光学工程师更好地控制焦点范围，从而获得清晰、立体的照片或图像。
一、景深公式的基本原理景深公式的基本原理是根据物体距离、光圈大小和焦距等因素来计算景深的范围。
通常来说，景深公式可以用以下的数学表达式来表示：D = 2 * C * s^2 / (f^2 * N)D表示景深，C表示摄像机的传感器尺寸，s表示焦距，f表示光圈的大小，N表示光圈数。
这个公式表达了景深是由这几个因素共同决定的，摄像机传感器尺寸的大小决定了景深的范围，焦距的长短也会影响景深的变化，而光圈的大小和光圈数则决定了景深范围的具体数值。
二、景深公式在实际应用中的意义1. 在摄影中，景深公式可以帮助摄影师更好地控制景深的范围，从而拍摄出清晰焦点和柔和背景的照片。
通过调整光圈大小和焦距等参数，摄影师可以根据实际需要来控制景深的范围，达到视觉上的最佳效果。
2. 在光学工程中，景深公式可以帮助工程师设计和制造出具有特定景深要求的光学设备。
比如在显微镜、望远镜和相机等光学设备中，景深的控制对于获取清晰、立体的图像非常重要，通过合理应用景深公式，工程师可以更好地满足用户需求，并提高光学设备的性能。
三、景深公式的数学原理解析1. 传感器尺寸C：景深公式中的传感器尺寸C是指相机传感器的大小，它通常用来衡量相机的视角范围和分辨率等参数。
在景深公式中，传感器尺寸的大小直接影响了景深的计算结果，传感器尺寸越大，景深范围也会相应增加。
2. 焦距s：焦距是指镜头焦点到传感器的距离，它是景深公式中的一个重要参数。
在景深公式中，焦距的长短直接影响了景深的计算结果，焦距越短，景深范围也会相应增加。
3. 光圈大小f和光圈数N：在景深公式中，光圈大小和光圈数是影响景深的关键因素。
景深概念
一、景深的概念摄影时，必须对好焦点，景物才能结成清晰的影像。
但是，在有些情况下，例如拍摄位于不同距离上的多种景物时，片样选择调焦目标，焦点对在哪，哪才能把全部景物拍清楚，就是一个颇费斟酌的问题。
动体摄影，主体的位置不断移动，调整尤为困难。
遇到这种情形，片样才能不失时机而又有把握地拍出清晰的照片呢？这些都是需要应用景深的理论与方法来解决的实际问题。
首先让我们做一个小小的实验。
把一架装有后部磨砂玻璃调焦设备的照相机，或具有景深预测装置的单镜头反光镜箱放在三角架上，以45°左右的角度对向一排成行的白杨树，从中选择一棵距离适中的作为调焦目标目标然后一边转动光圈环，一边仔细观察。
这时就会发现，随着光圈的开大和缩小，景物的清晰范围也在不断地变化。
光圈放大时，景物的清晰区就缩小；光圈收小时，景物的清晰区就扩大。
这个清晰范围在摄影上就叫做景深。
不论我们向任何物体调焦，在该物体的前后都会形成一个或大或小的清晰区，因此景深又称为区域对光，凡是位于这个区域内的所有景物，皆能结成清晰的实像，其它景物则留下一片模糊的虚影。
根据镜头成像的理论，焦点只有一个，即唯有调焦目标才能在感光片上结成清晰的影像，在调焦目标前后会出现一个清晰区--即景深。
二、制定景深的标准什么叫清晰，什么叫模糊，这些字眼相当含混，各人的理解也有所不同。
因此，必须对景物的清晰度定出一个客观的标准，作为衡量景深的依据。
这个标准规定：第一，物体分散圈的直径在四分之一毫米以内。
第二，观看照片的距离为25厘米（明视距离）。
例如，有一幅照片，在明视距离上观看，影像清晰的部分，说明其分散圈的细度合乎标准，没有超过规定的四分之一毫米时，在眼睛看来几乎是一个“点”，并不感到是一个斑，也就是说其清晰度是符合要求的。
照片上影像模糊的部分，就说明分散圈超过了规定的限度。
根据这个标准，摄影时凡是位于景深范围以内的景物像的清晰度都能达到要求，看起来不会有模糊的感觉。
分散圈与镜头焦距有关；各种镜头的焦距长短不一，对分散圈直径的要求也有所不同。
景深的计算
景深的计算
【原创实用版】
目录
1.景深的概念
2.景深的计算方法
3.影响景深的因素
4.景深在摄影中的应用
正文
1.景深的概念
景深是指在摄影中，被摄物体前后一定范围内的清晰度。
在这个范围内，被摄物体的清晰度会逐渐变化，从焦点到最近清晰点（前景深）和最远清晰点（后景深）之间的区域被称为景深。
景深对于摄影作品的视觉效果有着重要的影响。
2.景深的计算方法
景深的计算方法较为复杂，涉及到诸多光学原理。
一般来说，可以使用以下公式来计算景深：
景深 = 2 * （f / p）
其中，f 代表镜头的焦距，p 代表被摄物体距离镜头的距离。
这个公式只适用于薄透镜和小物距的情况。
对于实际摄影中，可能还需要考虑镜头的光圈大小、镜头的结构等因素。
3.影响景深的因素
影响景深的因素主要有：
（1）镜头的焦距：焦距越长，景深越浅；焦距越短，景深越深。
（2）光圈大小：光圈越大，景深越浅；光圈越小，景深越深。
（3）被摄物体距离镜头的距离：距离越远，景深越深；距离越近，景深越浅。
4.景深在摄影中的应用
在摄影中，摄影师可以通过调整光圈大小、更换不同焦距的镜头等方式来控制景深，从而达到不同的视觉效果。
例如，为了拍摄出背景虚化的人像照片，常常使用大光圈镜头，以获得浅景深效果；而在拍摄风景照片时，为了使整个画面都清晰，常常使用小光圈镜头，以获得深景深效果。
光学系统景深计算
光学系统景深计算在光学成像系统中，景深是一个重要的参数。
景深的概念是指物体离镜头的距离在一定范围内可以得到清晰的图像。
对于光学系统的设计和调整来说，景深计算是必不可少的一个环节。
下面就从景深计算的步骤、计算公式和实际应用三个方面阐述一下光学系统景深计算的相关知识。
一、景深计算的步骤1. 确定景深范围：一般来说，景深的范围取决于光圈大小、焦距和拍摄距离等因素，不同光学系统的景深范围也会有所不同。
2. 确定景深起始点和终止点：景深起始点即为距离观察对象最远的一个“清晰点”，终止点则指距离观察对象最近的一个“清晰点”。
景深的边缘都是模糊的，因此需要定义起始点和终止点。
3. 确定焦距和光圈大小：在进行景深计算之前，需要先设定焦距和光圈大小。
焦距越长，景深越深，光圈越小，景深越深，但同时也会引起透镜内部的光线穿透变形等问题。
4. 计算景深：通过已知焦距、光圈大小和拍摄距离等参数，能够使用景深计算公式得出对应的景深范围。
二、景深计算的公式景深的计算公式为：D = 2*c*s / (c + s)*f^2 + N*c^2其中D是景深的范围，c为拍摄距离，s为最近清晰点与最远清晰点之间的距离，f为焦距，N为光圈数值。
在实际应用中，我们可以通过改变这些参数的值来计算出不同情况下的景深范围。
三、景深计算的实际应用在摄影和电影行业中，景深计算是非常重要的技术，能够帮助摄影师和导演实现不同的拍摄效果。
例如，在拍摄广告时，较小的景深范围可以将产品展现出来，同时模糊背景，加强焦点的主题感；而在拍摄风景时，较大的景深范围能够让背景清晰呈现，并加强画面层次感。
总之，景深计算是光学系统设计和调整中的一个基础环节，对于摄影和电影行业的拍摄效果也有着重要的影响。
通过对景深的计算和控制，能够获得更加理想的图像和视觉效果。
景深的基本概念
景深的基本概念
景深的基本
概念：景深是指摄影中前后景清晰的范围。
在摄影中，通过调整
镜头焦距、光圈大小和拍摄距离等因素，可以改变景深的效果，从而
给照片带来不同的视觉效果。
基本概念
•前景：指离观察者较近的物体或景物。
•背景：指离观察者较远的物体或景物。
•焦点：指摄影中被聚焦清晰的物体或景物。
•景深区域：指在照片中同时保持清晰的前景和背景的区域。
影响景深的因素
•镜头焦距：焦距较短的镜头（广角镜头）可以拍摄出较大的景深，焦距较长的镜头（长焦镜头）则会产生较小的景深。
•光圈大小：光圈较小（数值大）时，景深较大；光圈较大（数值小）时，景深较小。
•相机与物体的距离：拍摄距离越近，景深越小；拍摄距离越远，景深越大。
•物体与背景的距离：物体和背景之间的距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。
景深的应用
•大景深：适用于风景摄影、建筑摄影等需要整体清晰的场景，突出环境和细节的摄影作品。
•浅景深：适用于肖像摄影、艺术摄影等需要突出主体并模糊背景的场景，营造柔和、梦幻的效果。
•调整景深：根据拍摄主题和表现手法，灵活调整景深，达到更好的艺术效果。
结语
景深是摄影创作中重要的技巧之一，它能够影响照片的整体效果和观赏体验。
通过合理运用景深的原理和调整相机参数，我们可以创造出各种不同的影像效果，提升作品的艺术性和表现力。
在摄影创作中，我们应该根据拍摄主题和意图，科学运用景深，创造出更具吸引力的照片作品。
第七章典型光学系统
§7.2 放大镜
一、视觉放大率
人眼感觉物体的大小取决于其像在视网膜上的大小，当光 学系统的焦距一定时，也取决于物对人眼的张角的大小。
物对人眼的视角取决于距离，二者之间成反比。 目视光学仪器，可以扩大人眼的视觉能力；其像对人眼的
张角大于人眼直接观察时物对眼的张角。 视觉放大率：用仪器观察物体时，视网膜上的像高y'i与人眼
②物镜的外壳要求保证经物镜所成的实像面有固定的位置。 ③目镜的物方焦平面与物镜的像面重合。
三、显微镜的光束限制：
（1）孔径光阑： 对于单组低倍物镜，物镜框就是孔径光阑； 对于多组复杂物镜，最后一组的镜框作为孔径光阑； 或专门设置孔径光阑（在像方焦平面上）。
* 观察者的眼瞳一般应与出瞳（孔径光阑经目镜的像)重合。
感光元件框是视场光阑，它决定了像空间的成像范围。
当感光元件尺寸一定时，物镜的视场角取决于焦距的大小。
物在无穷远时， 物在有限远时：
tgm axym ax/2f
y
ym ax
/
ym ax 2f
x
所以，焦距与视场成反比。
32
(2) 分辨率: 摄影系统的分辨率取决于物镜的分辨率和接收器的分辨率。 分辨率是以像平面上单位长度能分辨的线对数来表示。 设，物镜的分辨率为NL，接收器的分辨率为Nr,则， N 1 1 NL Nr
EM Ecos4
所以，可用可变光阑作为孔径光阑控制相对孔径的大小，
以改善像面的照度。
3.摄影物镜的景深：
1
由此可见：焦距越长，景深越小；
对准距离越远，景深越大。2
选用的光圈F越大，景深越大。
2a 2a
f f
P2
/ DP
P2
/ DP
景深 计算
景深计算以景深计算为标题，我们将探讨景深的概念、计算公式以及对摄影的影响。
一、景深概念景深是指在一张照片中能够保持清晰焦点的范围。
当我们拍摄一张照片时，只有部分区域能够保持清晰，其他区域则模糊不清。
景深的大小取决于多个因素，如焦距、光圈和拍摄距离等。
二、景深计算公式景深的计算公式是根据光学原理推导而来的。
其中，景深取决于焦距（f）、光圈（N）、拍摄距离（S）和背景距离（B）。
根据公式：景深= 2NS²f² / (N²C + S²(f² - C²))，我们可以精确计算出景深的数值。
三、焦距对景深的影响焦距是指镜头的焦点到感光元件（例如相机底片或图像传感器）的距离。
较长的焦距会缩小景深，使得背景更加模糊，而较短的焦距则会增大景深，使得背景更加清晰。
四、光圈对景深的影响光圈是指镜头的孔径大小，用F数表示。
较大的光圈（小的F数）会减小景深，使得背景更加模糊，而较小的光圈（大的F数）则会增大景深，使得背景更加清晰。
五、拍摄距离对景深的影响拍摄距离是指摄影者与被摄物体的距离。
较远的拍摄距离会增大景深，使得背景更加清晰，而较近的拍摄距离则会缩小景深，使得背景更加模糊。
六、背景距离对景深的影响背景距离是指被摄物体与背景之间的距离。
当背景距离较远时，景深相对较大，背景更加清晰；而当背景距离较近时，景深相对较小，背景更加模糊。
七、景深在摄影中的应用景深是摄影中非常重要的概念，它可以用来控制照片中的焦点和背景模糊效果。
例如，当我们拍摄人物肖像时，通常希望人物清晰，背景模糊，这时可以选择较大的光圈和较长的焦距；而当我们拍摄风景时，希望整个画面都清晰，这时可以选择较小的光圈和较短的焦距。
八、总结景深是摄影中重要的概念，它取决于焦距、光圈、拍摄距离和背景距离等因素。
了解景深的计算公式和影响因素，可以帮助摄影者在拍摄时更好地控制焦点和背景效果，创造出更具艺术感的照片。
景深 名词解释
景深名词解释
在摄影中，景深是指拍摄一幅图片时，前景、中景和后景的清晰程度。
摄影师通过改变快门速度和光圈的大小来控制景深。
拍摄时，光圈越大，景深越浅；若光圈越小，则景深反之亦然。
所谓景深，也可以简单地把它理解为一个影像里多远之内的物体都会清晰可见。
在摄影技术中，景深是围绕摄影构图中各个空间层次的产生以及它们之间关系运动极为重要的一个要素。
也就是说，景深能够加深画面上的空间错觉效果，让观察者感受到不同的透视效果，以及画面中多物体层次的关系。
景深的控制，更能够帮助摄影师把摄影的重点完美表现出来，把摄影的内容更好的传达给观众。
景深给摄影作品更加丰富的主题和艺术构图增添了生命力，让一个作品不三、不四。
能够够准确地把握景深本身对画面给观众视觉上带来的魅力就非常重要，这是摄影师每次拍摄之前都要注意的事情。
只有把景深把握得当，挖掘出作品最美的一面，才能用摄影艺术表现无穷的美妙。
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第二节
景深控制的方法
控制景深的三要素
3、利用拍摄距离控制景深
第二节
景深控制的方法
控制景深的三要素
4、利用背景距离控制背景虚化程度
第二节
什么是超焦距？
控制景深的三要素
第二节
控制景深的三要素
超焦距的应用意义 1、 拍 摄 出 全幅画面都是清 晰的风景照片
第二节
控制景深的三要素
超焦距的应用意义 2、节省对 焦时间，以最 快的速度捕捉 精彩瞬间
使用小景深时的注意事项
第五节
如何获得大景深
小节
使用大景深时的注意事项
课后作业
0.6 米
0.7 米
0.8 米
1米
1.2 米
1.5 米
2米
3米
5米
2.9 Cm
3.7 Cm
5.7 Cm
8.0 Cm
10.8 Cm
18 Cm
27 Cm
42 Cm
78 Cm
190 Cm
648 Cm
第二节
景深控制的方法
控制景深的三要素
1、利用光圈控制景深
第二节
景深控制的方法
控制景深的三要素
2、利用焦距控制景深
0.4430.457 0.4910.509 0.5860.614 0.6810.721 0.7740.828 0.9581.05 1.14-1.27 1.40-1.61 1.83-2.21 2.62-3.51 4.02-6.62 20.1-∞
0.5
0.6 0.7
0.8
1 1.2 1.5 2 3 5 ∞
第一节
什么是 景深？
景深的概念
第一节
景深的类别
景深的概念
小景深 在景深之 间比较分 大景深
第一节
景深的类别
景深的概念
前景深 在景深范 围内部分 后景深
第一节
前后景深之间的关系
景深的概念
第一节
在摄影镜头上查看景深
景深的概念
对焦距离 (米) 0.45
光 f/1.4 0.4480.453 0.4970.503 0.5950.605 0.6930.707 0.7910.810 0.9851.02 1.18-1.22 1.46-1.54 1.94-2.07 2.86-3.16 4.61-5.47 57.2-∞ f/2 0.4460.454 0.4950.505 0.5930.607 0.6900.710 0.7870.814 0.9791.02 1.17-1.23 1.45-1.55 1.91-2.10 2.80-3.23 4.46-5.70 40.0-∞ f/2.8 0.4450.455 0.4940.507 0.5900.610 0.6860.714 0.7820.81.43-1.58 1.88-2.14 2.73-3.33 4.27-6.03 28.6-∞ f/4
1.12-1.30 1.37-1.66 1.77-2.30 2.50-3.76 3.73-7.62 14.4-∞
第二节
控制景深的三要素
控制景深的要素
光圈
焦距 距离
第二节
1、光圈
控制景深的三要素
第二节
2、焦距
控制景深的三要素
第二节
3、距离
控制景深的三要素
对焦 距离 光圈 F8.0
0.45 米
0.5 米
圈
系 f/5.6 0.4400.460 0.4880.513 0.5810.612 0.6730.729 0.7640.840 0.9461.07
数 f/8 0.4360.465 0.4820.519 0.5730.630 0.6630.743 0.7500.858 0.9201.10 1.08-1.35 1.32-1.74 1.69-2.47 2.33-4.23 3.37-9.85 10.1-∞ f/11 0.4310.471 0.4760.527 0.5640.642 0.6500.760 0.7330.882 0.8941.14 1.05-1.41 1.26-1.85 1.59-2.71 2.16-5.00 3.01-15.6 7.35-∞ f/16 0.4240.481 0.4660.541 0.5490.663 0.6290.792 0.7070.927 0.8541.22 0.99-1.54 1.18-2.08 1.46-3.23 1.92-7.24 2.55-∞ 5.08-∞
第二节
控制景深的三要素
运用超焦距的基本要素
超焦距的计算公式
例
第三节
什么叫景深 的三分之一 原则？
景深的三分之一原则
第三节
景深的三分之一原则
运用三分之一原则可以避免使用过小的光圈
第四节
风景摄影的景深控制
第四节
实例1
风景摄影的景深控制
第四节
实例2
风景摄影的景深控制
第五节
如何获得小景深
小节