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景深与画幅的关系

Ted GUO: 仔细看了弥散圈概念和景深的推导过程,发现景深与胶片/CCD尺寸相关。在景深计算器里照相机/底片尺寸是参数。所以胶片机镜头上的景深标尺不能直接用在非全副数码机上,超焦距也不同。呃,幸好早发现,没拍多少。

呃,这么说倒是没错。但问题比你想象滴复杂。。。

弥散圆(CoC)和景深(DoF)是两个概念。弥散圆是指焦外一点在底片上形成的像斑大小,就是这个公式(wiki:示意图):

可以看出,弥散圆大小是由(光孔-A,焦距-f,像距-S)决定,也就是教材中的景深三要素,和相机型号、画幅大小无关,任何一支镜头,三要素固定后,把后面的机身换成数码、非全幅、120甚至大画幅,形成的弥散圆不变。

景深则是人为的定义。它首先给定一个常数c,然后计算形成的弥散圆小于c的那段像距范围。在定义c时,首先认定人眼在25cm外的分辨率是0.2mm,然后计算把照片放大到10英寸(25cm)时,照片上的0.2mm对应底片上多长的距离。底片越小,0.2mm对应的弥散圆c越小,成像小于c的范围就越短,景深也就越小。直观上很好理解:小底片需要比大底片放大更多倍才能到10寸,那些本来在景深范围内还算清晰的,放大了就会更不清晰。

所以,与其说“景深与胶片/CCD尺寸相关”,不如说与你要把照片放多大相关。镜头上那个景深标识只是理想条件下(放大10寸,距离25cm)的数值。当你在显示器上把同一张照片全屏显示和嵌在网页里显示,这两种方式的景深就已经不一样了。另外有的时候我们需要的未必是这种定义下的景深,买全幅相机的目的之一是为了印出更大的图片,同样的CCD技术下,同一个镜头,如果把全幅和非全幅的相机都印出和各自的最大分辨率对应的1:1的照片,凑近看,它们的焦外清晰程度是完全一样的。所谓非全幅其实就是在全幅画面中挖出中间一块,然后非要把这一块放大到原先大小去比哪个清楚。。。那个“与CCD尺寸相关”的说法实在是欺侮弱小 ^-^

当然了,照片越大,通常观看的距离就越远,所谓(10寸,25cm)的定义,其实指的是一个大约53度的视角。所以说【胶片机镜头上的景深标尺不能直接用在非全副数码机上】,这么说完全正确。但景深这种凭感觉定义出来的东西,受影响的因素太多了。景深受三要素尤其是像距(是的,新人想玩景深的话,凑近了拍效果远比用大光圈明显)的影响远远大于受画幅的影响。甚至在把照片导出到JPG过程中做了自动锐化的话,景深也被改变了。除非是摄影棚里拍静物广告,否则也没什么人需要精确计算这个----控制在一个数量级内也就够了。

想准确地计算画幅改变后的新的景深范围,是很难的。这个变化幅度随三要素而改变,手头没有专门软件,基本不可能换算出来。但所幸超焦距的变化是线性的。譬如Canon 500D的等效焦距要x1.6,全幅50mm镜头在f8光圈下的超焦距为大约10m,也就是说从5m到无穷远的距离可以同时清晰;那么在500D上只需简单把这个数值x1.6:焦距放在约16m,从8m到无穷远同时清晰。

而且弥散圆随画幅的变化也是线性的。上面的例子看似少了3m的清晰范围,实际上这5m-8m内的物体,其清晰程度也就从原先的一个点变成了最多1.6个点,和你照片是按1280 * 960还是800 * 600显示,造成的影响差不多,小于锐化造成的影响。这种改变你拍人文完全无视也无所谓的。

但不管怎样,不要把焦距等效成50mm * 1.6 = 80mm再去求景深,完全不一样的。

由此引发的一些相机上的问题:
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1、那些非全幅镜头上的景深标尺,是已经修正过的么?(我没怎么用过非全幅头,它们有标景深咩?)

2、故老相传,在一些自动单反相机尤其是Canon上,存在一种叫景深优先曝光的东东。用户可以分别对需要的最近和最远清晰点对焦,然后相机根据范围自动计算出光圈。俺没用过这东东,不知道全幅和非全幅的计算结果有没有区别?

3、关于景深预测。单反相机中,本来在胶片/CCD位置的成像经三次反射进入拍摄者眼中,其景深的观测环境也应该满足(CCD画幅 : 内部光路总长度)的比例关系。如果你觉得取景器里的视角不像是53度的话(绝大多数都不是),那么这个景深预测本身就是错滴。当然我说过的这种弥散圆一两个点的变化完全可以无视,再继续掰就是矫情了。

re ninety:
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其实我们平时拍照时,真正想要关注的【景深效果】,并不是指这个清晰的范围(任何照片放大到一定规模,谈清晰什么的就都没意义了),而是弥散圆随着物体在焦点前后移动而放大的速度。也就是

c / |S2 - S1| = A * f / S2 * ( S1 - f )

这个就是纯粹的三要素了:景深效果的强烈程度,和光孔大小成正比、和镜头焦距成正比、和距离成反比、和画幅和CCD无关。

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