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{{NoteTA
|G1 = Math
|G2 = Photography
}}

[[File:Depth of field diagram.png|thumb|right|350px|景深指的是相机对焦点前后相对清晰的成像范围。在景深之內的影像比較清楚，在這個範圍之前或是之後的影像則比較模糊。]]

'''景深'''（{{lang-en|Depth of field, DOF}}）是指[[相机]]对焦点前后相对清晰的成像范围。在[[光學]]中，尤其是[[錄影]]或是[[攝影]]，是一個描述在空間中，可以清楚成像的距離範圍。雖然[[鏡頭|透鏡]]只能夠將光聚到某一固定的距離，遠離此點則會逐漸模糊，但是在某一段特定的距離內，影像模糊的程度是肉眼無法察覺的，這段距離稱之為景深。當焦點設在[[超焦距]]处時，景深會從超焦距的一半延伸到無限遠，對一個固定的光圈值來說，這是最大的景深。

景深通常由物距、鏡頭[[焦距]]，以及鏡頭的[[光圈值]]所決定（相對於焦距的[[光圈]]大小）。除了在近距離時，一般來說景深是由物體的[[放大率]]以及透鏡的光圈值決定。固定光圈值時，增加放大率，不論是更靠近拍攝物或是使用長焦距的鏡頭，都會減少景深的距離；減少放大率時，則會增加景深。如果固定放大率時，增加光圈值（縮小光圈）則會增加景深；減小光圈值（增大光圈）則會減少景深。

對於某些影像，例如風景照，比較適合用較大的景深，然而在人像攝影時，則經常使用小景深（或者叫浅景深）來構圖，造成所谓背景虚化的效果。因為數位影像的進步，影像的銳利度可以由電腦後製而改變，因此也可以由後製的方式來改變景深。

== 感光元件尺寸与景深的关系 ==
在[[等效焦距]]、[[等效光圈]]、对焦距离三者相同的条件下，不同尺寸的[[感光元件]]景深保持一致。其中焦距和等效焦距、光圈和等效光圈的换算普遍以135传感器为标准。

==相机运动和景深的关系==

=== 景深标尺 ===
[[File:Zhujiang_Lens_1.JPG|thumb|300px|景深表，下面调节光圈，上面有对应的景深，光圈数值的颜色对应对焦环上的景深刻度颜色。例如把光圈调为黄色的 {{f/}}11，对应的景深就是上方两条黄色刻线中间的部分，用米和英尺两种单位表示]]

从1933年起开始，[[徕卡相机]]开始将超焦距尺刻印在镜头上 此后各厂家出产的大部分镜头或照相机，都配备了根据焦距和光圈值换算景深的景深标尺。景深标尺通常包括英尺和米两种单位；当某个距离值对准白色标线時，这一距离的物体就恰好在焦平面上成像。景深表下方白色标线两侧有标示光圈值的数值，当镜头的光圈值设定为某一数值时，景深就为该光圈值标线对齐的距离标尺上的两个数值范围。

[[File:TessinaDOF.jpg|thumb|300px|Tessina 相机的景深标尺]]

也有一些相机，景深标尺不在镜头上，而在控制焦距的旋钮上，例如[[Rolleiflex]][[双反相机]]和[[Tessina]][[微型相机]]。

===超焦距===
当远景深被扩大到无穷远时，从焦点到镜头中心的距离即是'''超焦距'''（{{lang-en|Hyperfocal distance}}，亦称'''泛焦距离'''）；通过将相机对焦在超焦距上可以获得给定[[f值]]下的最大景深。让对焦距离超过超焦距并不会使远景深增加（因为它已经被扩展到了无穷远），但这样却会缩短近景深，进而使完整的景深缩小，所以一些摄影师认为这样做会浪费景深。然而，这个结论是基于近处和远处的模糊圆一样大得出的，亦有摄影师认为，远处的物体在照片上较实际尺寸的比例偏小，因此若远处的物体是照片表现的主体，需要保证更小的模糊圆才能让观众感到清晰，因此对焦时超过超焦距靠近无穷远是合理的<ref>{{cite book |author1=Merklinger, Harold M. |title=The INs and OUTs of FOCUS: An Alternative Way to Estimate Depth-of-Field and Sharpness in the Photographic Image |date=1992 |publisher=Seaboard Printing Limited. |location=Bedford, Nova Scotia |isbn=0-9695025-0-8 |edition=v. 1.0.3. |url=http://www.trenholm.org/hmmerk/ |access-date=2020-03-24 |archive-date=2020-01-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200131001806/http://www.trenholm.org/hmmerk/ |dead-url=no }}</ref>。

如果镜头包含景深刻度，那么可以将无限远标志和某个f值的标志对齐来设置超焦距。例如，将上图中的35mm镜头设置到 {{f/}}11 处，即将无限远标志与‘11’标志对齐就可以将焦距设成超焦距。对焦在超焦距上是一个将对焦区域在远景深上延伸至无限远的特例。

===红点摄影===
[[File:Minox LX hyperfocal.JPG|thumb|right|300px|[[美乐时]]  LX 型相机的超焦距红点]]
[[File:Contessa hyperfocal.JPG|thumb|right|300px|蔡司Contessa相机的超焦距红字]]
有一些相机将超焦距表示为红字或红点。例如[[美乐时]] LX 型相机的对焦盘上，在2m与无穷远之间有一红点，将镜头对准红点，则景深由米延伸到无穷远。又如[[蔡司公司|蔡司]]Contessa相机镜头上20英尺为红字，光圈 {{f/}}8 也为红字，表示当光圈设为 {{f/}}8 时，将镜头对焦至20英尺可获得最大的景深，景深范围为10英尺至无穷远。

== 有限景深：选择对焦 ==
要获得有限景深的照片，其目的是获得小景深的照片，因此要选择大光圈。

==模糊圈==
[[File:Diaphragm.svg|thumb|300px|光圈對景深以及模糊圈的影響。焦點&nbsp;('''2''') 可以在像平面&nbsp;('''5''')成像，但是在不同距離的點，如&nbsp;（'''1''' 跟 '''3'''）則會投影出一個模糊的點，此點已大於[[模糊圈]]。減少光圈的大小&nbsp;('''4''') 可以減小那些不在焦點上的點的模糊圈大小，因此模糊就變的比較不易察覺，看起來這些點就變成都在景深內]]
当镜头准确对焦时一个物体，一个点光源在像平面上成像为一个点（不考虑光的衍射）；而在此物体前后的点光源在像平面上显示为圆斑。偏离准确对焦位置越多的点光，像平面上的圆斑越大，大过一定程度，人眼看去就显得模糊，这个圆斑限度就是模糊圈。人眼观看一张在明视距离25厘米的照片，可以分辨出不小于1/4毫米的圆斑；如果这张照片是一张从35毫米底片放大的8x10英寸照片，放大倍数为8，那么在底片上与放大照片上0.25毫米像对应的斑的直径为<ref>Harold  Merklingger, The INs and OUTs of FOCUS, p13 Seaboard Printing Limited, Nova Scotia, ISBN 0-9695025-0-8</ref>

  c=     <math>  \frac {1}{8*4} \approx  \frac{1}{30} </math>毫米

这就是一般35毫米相机取模糊圈为 1/30 毫米的由来。

如果35毫米底片放大16倍，即 16 X 20 吋，而观看距离增加到50厘米，模糊圈仍保持 1/30 毫米。

对于其他像幅，模糊圈做相应的改变

例一：  6 X 6  厘米相机

放大 8 吋照片，放大倍数=3.4 模糊圈 = 1/（3.4 x 4)  ~  1/14  毫米

例二：14x21毫米像幅微型相机

放大8吋照片，放大倍数为 15倍；所以模糊圈  c = 1/60  毫米

==景深公式==

=== 超焦距 ===
<math>f</math>代表鏡頭的[[焦距]]，<math>N</math>代表鏡頭的[[光圈值]]，而 <math>c</math> 代表的特定的[[底片格式]]
[[模糊圈]]的直徑，[[超焦距]]為<math>H</math>可由下式描述：<ref>Harold  Merklinger, p14</ref>
:<math>H =f + \frac {f^2}{N c}</math>

===景深的准确公式===
[[File:DoF-sym.svg|thumb|right|500px|景深图]]
{{Wikibooks|Maple/准确的景深公式|准确的景深公式}}

景深公式依据下列6个关系式

1） 光圈的直径  d  = <math>\frac  {f}{N} </math>
其中 f 为镜头的焦距， N代表 镜头设定的光圈数（2.8，4，5.6，8，11，16，22等）。

2）光学透镜成像公式

<math> \frac{1}{s} +\frac{1}{v}=\frac {1}{f}  </math>
其中v代表像距，s代表物距

3）后物体的成像公式：

<math>   \frac {1}{D_N}+  \frac{1}{v_N} =\frac {1}{f} </math>

4) 前物体的成像：

<math> \frac{1}{D_F} +\frac{1}{v_F}=\frac{1}{f} </math>

5) <math>\frac{v_N-v}{v_N}=\frac{c}{d}</math>

6) <math> \frac{v-v_F}{v_F}=\frac{c}{d}</math>

从这6个关系式组成的连立方程， 利用逐次消元法，可以不作任何简化，就得到

<math>D_N=\frac{sf^2}{f^2-cNf+cNs}</math>

<math>D_F=\frac{sf^2}{f^2+cNf-cNs}</math>

令<math>D_F</math>为无穷大，求s

<math>s=H=f+\frac{f^2}{Nc}</math>   即超焦距

将超焦距公式代入<math>D_F</math>，<math>D_N</math> 关系式，即得

<math> D_F=\frac{s(H-f)}{H-s}</math>

<math>D_N=\frac{s(H-f)}{H-2f+s}</math>

此二公式，对于中长距离和近距离一律适用

例：  镜头对焦于s=H,  代入上列二式得

<math> D_N=  \frac  {H*(H-f)}{2H-2f}=\frac {H}{2}  </math>

<math> D_F=  \frac {H*(H-f)}{0} </math>= ∞

===前景和背景虚化===
在焦点前的虚化一般叫前景虚化。相应的，在焦点后的叫背景虚化。

== 範例 ==
<gallery>
File:aperture f22.jpg|{{f/}}22
File:aperture f8.jpg|{{f/}}8
File:aperture f4.jpg|{{f/}}4
File:aperture f2.8.jpg|{{f/}}2.8
File:Jonquil flowers at f32.jpg|在{{f/}}32，背景很清楚
File:Jonquil flowers at f5.jpg|在{{f/}}5.6，光圈開大，使背景模糊，讓花與背景分離
|{{f/}}5.6窄景深拍摄的图像，在聚焦点外显得模糊。
File:Kittyplya03042006.JPG|{{f/}}2.8，利用淺景深主題貓也與背景分離
File:DOF-ShallowDepthofField.jpg|使用非常淺景深的[[微距鏡頭]]
</gallery>

== 外部連結 ==
* [http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/depth-of-field.htm 景深計算器] {{Wayback|url=http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/depth-of-field.htm |date=20110526195801 }}

== 參考文獻 ==
{{reflist}}

{{Photography}}

[[Category:摄影]]