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弥散圆是什么?深度解读光圈、焦距、物距对照片景深的影响

时间:2022-04-27  16:32:36  来源: 深圳市轩展科技有限公司  浏览数: 102

弥散圆是什么?深度解读光圈、焦距、物距对照片景深的影响,那么什么是光圈?什么是焦距?什么是物距?景深是什么?

如何深刻理解这些名词?可能关于摄影的知识很多很多,我们都是通过概念来死记硬背的。如何重新审视"光圈与景深的关系"?

深度解读光圈、焦距、物距对照片景深的影响

下面深圳市轩展科技有限公司将为大家详细介绍说明:


一、光圈的正确认识


1、什么是光圈?


当你看到"什么是光圈?"这个问题的时候,很有可能你会觉得这是一个很简单的问题。


确实,搞懂什么是光圈是每一个学习摄影的朋友在学摄影的开始都曾面对的第一个难题。但我这里还需要再次提及关于光圈的认识,以便你更顺利的阅读以下的内容。

光圈的正确认识-什么是光圈?

光圈是镜头内的一个用来控制进入相机的光束粗细的装置。


仔细观察你的相机镜头,透过镜片往里看,你将会看到一个由多个叶片组成的装置,这个装置就是光圈。组成光圈的叶片可以自由的收缩,以此达到控制光线通过镜头的光束粗细的作用。


不难理解,光圈孔径开的越大,通过光圈进入相机的光束横截面积将会越大,相反,光圈孔径越小,通过镜头进入相机的光束横截面积将会越细。

光圈孔径

2、光圈系数会反比例控制光圈孔径的开合大小。


你可能看过这样的一个公式:光圈系数=1/光圈孔径。或者类似于下面的这张示意图:

光圈系数会反比例控制光圈孔径的开合大小

不管是公式还是示意图,都不难推出光圈系数越大,光圈孔径反而越小,光圈系数越小,光圈孔径反而越大的结论。在这里,你需要明确光圈的根本作用是控制光进入相机的光束横截面的直径大小,以便你对后文的顺利阅读。


二、景深与照片背景虚化效果的关系


很多摄影师会直接把景深与照片成像背景虚化效果混为一谈,如果你尝试问一些摄影爱好者"什么是景深?"你将得到两种完全不一样的答案,有的人会从照片效果出发,告诉你,照片中从最清晰的地方到开始变模糊的范围叫景深。


有的朋友则是从拍摄实际场景出发,告诉你,拍摄现场从焦点所在的物体到周围开始模糊的物体之间的这个空间范围叫做景深。


从摄影的角度出发,其实这两种回答都能给你带来一些有用的信息,但要深究起来,景深和背景虚化其实是两回事,景深是空间范围、空间深度的测量,而背景虚化是因为焦深而形成的一种成像效果。

1、什么是景深?


回忆一下你拍摄一张照片的过程,在按下快门之前你肯定会先在取景框上移动焦点框对准拍主体的某一个画面作为照片的焦点位置,理论上这个焦点将会是最终成像照片中最清晰的位置,四周的物体将会随着其与焦点的距离增大而在照片中的成像越来越模糊。


什么是景深?


但因为照片的尺寸和人眼对画面清晰度的辨认极限,当我们辨认画面中的物体从清晰到模糊的过程中,有一个临界点,在这个临界点前,我们会判断画面是清晰的,一旦超过这个临界点,画面将开始被判定为模糊,从这个临界点到焦点的空间距离就是景深。


2、景深深浅将直接影响照片的背景虚化效果


景深的范围将在照片成像时决定成像焦深的大小,从而决定最终照片视觉效果上的"背景的虚化程度"。照片焦深越浅,背景虚化效果将越强烈,我们就会反推判断这张照片拍摄时的景深更浅,称之为"浅景深、小景深"照片。


相反,照片焦深越深,背景虚化效果弱,我们就会判断这张照片拍摄时的景深更深,称之为"深景深、大景深"照片。


但问题是怎么控制照片拍摄过程中的景深深浅以达到控制照片虚化程度的目的?


如何控制景深范围?


光圈越大,景深越小,照片背景越模糊;光圈越小,景深越大,照片背景越清晰。

拍摄距离越近,景深越小,照片背景越模糊;拍摄距离越远,景深越大,照片背景越清晰。

焦距越大,景深越小,背景越模糊;焦距越小,景深越大,背景越清晰。

背景距离主体越远,照片虚化效果越好。


口诀好是好,多了却容易产生思维混乱。而我今天就是想和你一起深入探讨这些口诀,告诉你这些口诀的深层原因,以便你在学习摄影的过程中举一反三。


正如你所知道的知识点,其实在摄影的整个过程中,影响照片景深大小的并不是只有光圈,镜头焦距、拍摄距离、背景的远近都会影响到景深大小,而这些因素之所以会影响到一张照片的景深,其实都是因为一个知识点:弥散圆。


三、理解弥散圆是认识景深的根本


1、什么是弥散圆?


可能大多数人是第一次听到弥散圆这个说法,这很正常,因为这其实超出了包括我在内,大多数人能在学校学习到知识范围,我当时在研究弥散圆的时候,有位物理学研究生导师告诉过我这其实是研究生才会接触到的内容。


但毕竟我们不是为了学术讨论,单纯为了更好的理解摄影景深,你并不需要深入去了解弥散圆,只需要对它有个简单的了解,就能帮你更好的理解照片景深。


理解弥散圆是认识景深的根本
焦点不是点,焦点就是弥散圆。

初中物理学上,学习光学成像原理时,你可能还记得课本上说光线穿过镜头时会交汇在焦点处,形成清晰的点,这个点在成像时也会是最清晰的点。


但这其实这是理想状态下成像结果,实际上在相机的拍摄过程中,镜头并不能完美的将物体成像的光束聚于一点,只能聚拢在一个极小的圆形范围内,也就是说这个时候所谓焦点并不是严格意义上的点,而是一个边缘模糊并且可以测算其直径的圆,这个圆就是弥散圆。


当然,真实中焦点并不会像我上图中画的示意图这么大,实际上一个点的直径理论上来说是无限趋近于零的。同样实际上的焦点成像的弥散圆的弥散直径也不会像示意图上这么夸张,按照人眼的辨认能力,我们是看不出来焦点弥散圆的大小的。


而从一个点到一张照片,其实我们看到的照片就是三维空间内一个个点成像形成的一个个对应的弥散圆组成的画面,焦点所在的点成像形成的弥散圆直径最窄,肉眼看不出弥散模糊,焦点周围空间的点随着其与焦点的距离越来越远,最终在照片上留下的弥散圆直径也越来越大。

远景弥散圆

设想,如果我们从一张照片的焦点开始,一步一步判断从哪一个位置开始,画面开始变得模糊,你不能想象那些距离焦点比较近的点形成的弥散圆将会因为人眼的辨认极限而无法察觉,但总有一个点开始,这个点形成的弥散圆直径到达一定的大小后(比如说1//4mm)会被肉眼辨认出模糊,往后的所有点形成的弥散圆都能被肉眼分辨出弥散模糊。这个临界的弥散圆,我们称之为"容许弥散圆"。


2、对容许弥散圆的正确认识


弥散圆是光学成像客观存在的事实,容许弥散圆也是画面中的一个弥散圆,容许弥散圆的指定是由你的眼睛识别能力决定的。但真的要判断结果一张照片中,到底哪一个是容许弥散圆,这时候放在你面前的照片展示尺寸不同,你与照片的观察距离不同都会导致不同的判断结果。


以下三种对照片清晰度判断的体验,你一定不会感到陌生:

手机拍摄的照片放到电脑后,把照片放大后发现照片变模糊。把一张模糊的照片缩小查看觉得这张照片又变清晰了。


一张原本并不清晰的照片,站在远处看却很容易被判断为清晰(距离较远的LED广告屏)。


而这些,其实都是因为改变了你对一张照片的容许弥散圆判断标准而导致的结果。照片放大意味着照片中的每一个弥散圆也跟着放大,原本被你纳入清晰范围内的部分弥散圆放大后将被你识别出模糊,相反照片缩小,弥散圆也同等缩小,原本被你划为不清晰的弥散圆缩小后也将进入你的清晰判断范围内,站在远处看广告屏其实也就相当于缩小了一张照片的观察尺寸。


3、容许弥散圆与景深的关系


容许弥散圆与焦点的距离决定了一张照片的虚化效果,影响了一张照片的景深深浅。

容许弥散圆与景深的关系

当三维空间中的一个个点光学成像在相机底片集结成照片时,焦点位置的点在照片上形成的弥散圆最清晰,焦点往前、往后的点在照片上形成的弥散圆直径逐渐变大,但此时这些点形成的弥散圆还无法被人眼判断为模糊,直到再往后的点形成的弥散圆与"容许弥散圆"的直径相同然后超过"容许弥散圆"的直径,被判断为模糊。


此时在对应的空间范围内,拍摄主体成像落在照片焦点上,主体前后的空间各有一个点成像成照片中的前后"容许弥散圆",这两个点之间的空间范围就是景深,照片前后容许弥散圆与焦点的距离发生改变,照片的景深深浅也会跟着同比例改变。


四、光圈、焦距、物距对景深影响的正确理解

光圈、焦距、物距对景深影响的正确理解

1、光圈越大,景深越小的正确理解。


首先我们必须明确当我们讨论光圈对一张照片的景深影响时,我们讨论的是拍摄同一个视野范围、同样的画面大小的照片时,光圈的大小对照片景深的影响。


通过前面对容许弥散圆的理解,我们也已经知道当我们观察一张画面内容一样,尺寸一样的照片时,只要我们不改变观察距离,这个时候我们分辨这张照片中的容许弥散圆直径也将不变。


而光圈正是通过控制光线进入相机时汇集形成的夹角,来改变容许弥散圆与焦点的距离从而实现控制照片景深的作用的。


如图:小光圈将会使得光线汇集的夹角更小,容许弥散圆与焦点的距离更远,景深更深;大光圈让光线汇集夹角更大,容许弥散圆距离焦点更近,景深更浅。


2、焦距越长,景深越浅的正确理解


焦距不同,改变的其实是一张照片中物体的成像大小,相当于放大了照片中的某一个画面,画面被放大后我们对照片中容许弥散圆的位置识别也将会跟着改变,相当于原本组成一张照片的所有弥散圆都被放大了,这个时候复合人眼判断极限的弥散圆位置将会距离焦点更近,景深也将变得更浅。


3、拍摄距离越近,景深越浅的正确理解


拍摄距离的拉近同样结果将会和焦距变化一样,改变了最终物体成像大小,也相当于放大了照片的弥散圆,容许弥散圆的位置将会被判断到距离焦点更近,景深更浅。


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