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Depth of Field(景深)

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Faerie Bard 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-19 19:55:04
Depth of focus (焦深)〞 與 〞Depth of Field (景深)〞,其實分別就是 〞物端〞 與 〞像端〞 的對等計算。

Depth of Field 公式

0)

1) DoF ≒ [DN ~ ∞], for where (or transformed into for s ≒ H)


2) (or transformed into )

3) for

公式中
H (泛焦距離 hyperfocal distance)
DN (近端景深界限 distance from the camera to the near limit of DOF)
N (光圈數值 aperture number)
C (模糊圓 circle of confusion, 20um (APS-C) or 29um (36mm*24mm))
s (物距 subject distance)
f (鏡頭焦距 len's focal length)
m (放大率 magnification)
p (出入光瞳比 pupil manification),


-----


以 f=50mm N=2 @ 35mm format來說,H ≒ 41.6 公尺
所以在這個狀況下,我們大部份是在上述 ()的狀況下拍攝,所以,在談論景深及焦深時,要同時考慮幾個因子才有意義:

s (物距)
f (鏡頭焦距)
N (光圈數值)
C (模糊圓)

而對同一顆鏡頭(固定f)及同光圈(固定N)來說,在不同大小的感光元件上時, H 就不同。
以 APS-C (C ~ 20um)與 35mm*24mm (C ~ 29um)來比,其比值約為 1.45,也就是說APS-C的 H 約是35mm*24mm 的1.45倍。


==========

[Question] 以同樣鏡頭(固定f)及光圈(固定N)的條件來拍攝時,景深到底有多少?

A)

一般人常用〞同樣畫面〞比較。

如果是在同樣鏡頭及光圈下(固定 f 及 N )的狀況下,其實是在比較 C 與 s 的綜合影響結果。

在使用同樣鏡頭(固定f)及光圈(固定N)時,要有較大的 s (物距),才能得到與35mm*24mm同樣的〞畫面涵蓋〞。

所以在這種比較條件之下,物距 s 增加影響景深的效果,大於 模糊圓 C 對景深的影響效果,令你覺得APS-C的景深較大。

但因為你的物距不同,你得到的透視是不同的。


B)

如果用〞同焦距的鏡頭(固定f)〞及〞同光圈(固定N)〞的狀況下,如果攝影者位置固定(固定s)。景深與模糊圓成正比。

上述攝影條件轉換成一般說法就是

同焦距鏡頭/同光圈/同樣攝影位置下,APS-C (C ~ 20um) 的景深 會 小於 35mm*24mm (C ~ 29um)

但請注意!此時的畫面內容是不一樣的!
APS-C的畫面是相當於是將35mm*24mm的畫面格放!

C)

如果你把35mm*24mm拍出來的照片,裁取APS-C的涵蓋區域來比較。
這時就要另外考慮放大率來決定景深。

裁切後的照片,景深與APS-C直接拍攝的是一樣的。

簡單來說,你一放大,原本清楚的東西就會變得比較不清楚,相當於視覺上的景深變小了。

[conclusion]

所以,要討論景深,請一定要同時考慮

s (物距)
f (鏡頭焦距)
N (光圈數值)
C (模糊圓)

四種因子才能進行合理的比較。

==========

延伸閱讀,可再參考:
http://toothwalker.org/optics/dof.html
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hungarbi 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-19 20:17:07
好深奧的光學物理!有看沒有懂!
不過沒關係,努力一點多上PFC賞圖&爬文,一定可以勤能補拙!
感謝分享!
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slashtseng 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-19 20:48:36
http://www.dofmaster.com/dofjs.html  

這個網頁可以計算
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reedem 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-19 21:18:13
Post by slashtseng;915475
http://www.dofmaster.com/dofjs.html  
這個網頁可以計算


託您的福,我找到手機板的了!!
http://www.dphotojournal.com/dow ... ator-for-cellphone/
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 樓主| Faerie Bard 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-20 18:01:28
Post by Faerie Bard;915462
〞Depth of focus (焦深) ("http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_of_focus")〞 與 〞Depth of Field (景深) ("http://en.wikipedia.org/wiki/Depth_of_field#Derivation_of_the_DOF_formulas")〞,其實分別就是 〞物端〞 與 〞像端〞 的對等計算。

Depth of Field 公式

0) http://upload.wikimedia.org/math/c/4/e/c4e9780064012b889...


補充:

以上的討論,是建立並僅成立在〞模糊圓 Circle of confusion〞固定不變的狀況之下。但完整正確的說法應該是 maximum permissible circle of confusion, the circle of confusion diameter limit, or the circle of confusion criterion,這是一種判斷的界限。

但實際上,對於圖像上,CoCi (CoC for image) 值會受到很多因子影響。

1. 一般來說,人眼的 視覺最近分辨距離 (near distance for distinct vision) 約為25cm,而在這個距離之下人眼的對〞圖像〞上的分辨力約為 CoCi ≒ 0.2mm ( ≒5 lp/mm)。也就是說,只要最終呈像的時候沒超有 CoCi ≒ 0.2mm,就會被認為是清楚的。

2. 看圖距離(Vd, viewing distance) 不同時,CoCi 隨著 Vd 增加。
例如,在25cm與50cm距看同一張圖片,CoCi 會增加 50cm/25cm = 2x。

3. 圖像放大率(Mi, image magnification) 不同時, CoCi 隨著 Mi 降低。
例如,傳統35mm*24mm 底片,如果放大到10'*8',約放大了7倍,如果在這種放大率下還要求 CoCi ≒ 0.2mm,原始圖像的 C 就要到大約 0.2mm / 7 ≒ 0.029mm (29um)。


將這三個因子同時考慮後,可以將 最終圖像的CoCi 計算如下

CoC(mm) of the source required for the final image to be as CoCi 0.2mm @ 25cm = Vd (cm) / (desired final-image resolution (lp/mm) for a 25 cm viewing distance * 25 ) / Mi

三個因子對CoCi 都有影響,也進而影響DoF。


-----

資料請參考
http://en.wikipedia.org/wiki/Circle_of_confusion
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kevinue 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-24 12:53:23
又長知識了感謝分享
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jarsofclay 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-24 13:04:13
這篇收起來 晚點來研究~
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gfly 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-24 14:28:37
這....這式子會不會太難懂了吧!!!
看樣子還是隨手拍拍就行了...
反正要景深淺就把光圈開大最大...我只懂這個 = ="
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kinden 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-24 15:43:47
阿 原來還要考慮 C 阿
以前都沒想到原來 片幅也會對景深造成引響

不過 在下午看到這個 ~~  一陣頭昏
只好再去弄杯咖啡來喝喝
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攝肧子 主題  | 發表  |   傳送訊息     發表於 2011-3-24 16:16:18

分享一下自己對這部份所理解到的心得,
有說錯的地方也請前輩們不吝指教...

通常可以看到人說影響景深的要素有三:
光圈、焦距(實體焦距)、物距(與被攝物的距離)

但這基於相同尺寸的感光元件或底片的情況下。

另外還有一個很對景深也有影響的因素,
就是「最大模糊圓」。

簡單來說,光線在通過鏡頭的鏡片到達感光元件時,
可看成是有無數的「圓」落在感光元件上,這些圓就叫作「模糊圓」。
精確對焦的模糊圓,就形成肉眼難以分辨出其實是圓的「點」,
而對焦不精確 (指在景深之外) 的圓,
就會形成了肉眼可分辨出的模糊狀的圓(對焦愈不精準圓就愈大)。
景深,就是由那些精確對焦下所形成的點構成,
而景深之外的散景,就是由那些肉眼已可分辨出是給模糊掉了的模糊圓。

在這會被肉眼看成是點、或是模糊的圓的界線,就是「最大模糊圓」,
而這個「最大模糊圓直徑」,是受到底片或感光元件的大小所影響的。
以目前最為流傳且被接受的公式如下:
最大模糊圓直徑 = 底片或感光元件的對角線長度 / 1500

從公式來看片幅愈大,模糊圓就愈大,
而模糊圓愈大,景深就愈深。
(這是基於相同焦距、物距與光圈的基礎下)

但是!對景深的影響,
模糊圓相對於焦距與物距來說是小得多的。
以全幅機及截幅機要獲得相同視角的照片來說,
使用同樣焦距的鏡頭,全幅機可以在更短的物距進行拍攝;
在同樣物距的情況下,全幅機可以使用更長焦距的鏡頭來進行拍攝。
深景深,不管全幅、或是半幅都可輕易獲得,
而淺景深,則是片幅愈大愈容易獲得,
這是全幅機相對於截幅機在景深操縱上較有優勢的地方。

但對於景深,在一般用途來說,
我想截幅機所能作到的應該也能滿足大多數人的需求了。
更重要的是一張照片除了「合適」的景深外(無論是深、是淺),
還有像是曝光、構圖...等等其它也值得重視的因素存在。
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