機(jī)器視覺相關(guān)知識(shí)：景深的決定因素有哪些？

?精確的對(duì)焦和足夠快的快門速度能夠保證圖片的清晰度，但是景深范圍沒控制得當(dāng)依然會(huì)讓照片看起來模糊…… 雖然每次拍攝的對(duì)焦點(diǎn)只能有一個(gè)，但是清晰的范圍并不只局限在那一點(diǎn)上。事實(shí)上，照片中清晰的范圍是以對(duì)焦點(diǎn)為中心前后一段范圍內(nèi)的景物。這一段清晰的畫面也就是我們常說的景深范圍，或稱DoF（Depth of Field）。 ? 每一張照片的景深范圍會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的不同而變化。有時(shí)我們需要景深范圍更小/淺（例圖中只有石榴花瓣看起來清晰），而在另外一些場(chǎng)景中我們需要更大/深的景深范圍。 在熟練掌握控制景深的方法之后，拍攝者能夠更從容地改變畫面中清晰/模糊部分的比例，從而引導(dǎo)觀者的視線或者隱藏畫面中不和諧的元素。 舉例來說，在拍攝風(fēng)光照片時(shí)，攝影師大都希望擁有盡可能大的景深范圍，以保證從前景到背景的畫面都足夠清晰。而在拍攝人像的時(shí)候，攝影師一般希望景深范圍更小，從而獲得更好的背景虛化效果以突出人物本身。 雖然相機(jī)上并不會(huì)出現(xiàn)“景深控制”按鈕，但是我們?nèi)钥梢酝ㄟ^修改一些列相機(jī)參數(shù)來改變景深的范圍。這當(dāng)中就包括鏡頭的光圈、對(duì)焦距離以及相機(jī)（傳感器）的類型。

#景深的決定因素有哪些？#

有三個(gè)因素會(huì)影響景深的范圍：光圈大小、對(duì)焦距離以及鏡頭焦距 有一些因素相比之下更好控制。比如光圈的大小，相比另外兩項(xiàng)參數(shù)就更容易改變。更換鏡頭/改變變焦鏡頭上的焦距也能夠改變景深的范圍：在同一個(gè)對(duì)焦距離下改變拍攝的距離，你能夠發(fā)現(xiàn)非常明顯的景深范圍變化，但是構(gòu)圖上也會(huì)變化。更長(zhǎng)的焦距會(huì)“放大”背景中的元素，所以使用長(zhǎng)焦鏡頭拍攝時(shí)，背景中的虛化元素會(huì)顯得更明顯更模糊。改變對(duì)焦距離是最麻煩的方法，但是或許走幾步就能夠改變整張照片的質(zhì)量。

改變光圈大小

光圈越大（光圈值越?。?，此時(shí)的景深范圍就越小。這一特性常被攝影師用來避免畫面中出現(xiàn)干擾元素。

改變對(duì)焦距離

離拍攝對(duì)象的距離越遠(yuǎn)，此時(shí)拍攝的景深范圍就越大。

改變焦距

鏡頭焦距越長(zhǎng)，景深范圍相對(duì)就越小——但是如果在拍攝時(shí)改變對(duì)焦距離，景深的范圍仍可以保持一致（如圖所示）

#圓圓的光斑#

為什么畫面中特定的部分是清晰的，而另一些則是模糊到幾乎無法辨認(rèn)？ 在某些介紹景深概念的文章中， 你或許會(huì)看到“ 彌 散 圓（Circle of Confusion）”這一名詞。明白這一概念，能夠更好地幫助我們理解為什么照片中特定部分是清晰的，其他部分則是模糊的。 “彌散圓”的概念是指在準(zhǔn)確對(duì)焦的時(shí)候，場(chǎng)景中的一個(gè)點(diǎn)會(huì)在畫面中被完美地還原成一個(gè)點(diǎn)。而在對(duì)焦不實(shí)的情況下，這個(gè)點(diǎn)會(huì)變成一個(gè)模糊的圓形。不過畫面中清晰和模糊的部分并不是由一條清晰的界線分開的，而是慢慢地從清晰漸變到模糊的。在數(shù)碼相機(jī)上，當(dāng)這個(gè)點(diǎn)擴(kuò)散得比相機(jī)的一個(gè)像素更大時(shí)，你就有可能體驗(yàn)到模糊的感覺。脫焦部分的虛化程度會(huì)因?yàn)椴煌蛩氐挠绊懚兓?/p>

在鏡頭正確對(duì)焦時(shí)，場(chǎng)景中的一個(gè)點(diǎn)會(huì)在相機(jī)傳感器上被還原成一個(gè)點(diǎn)，否則它會(huì)被還原為一個(gè)邊緣模糊的圓形。 ?

距離對(duì)焦點(diǎn)距離越遠(yuǎn)，散景的尺寸就越大；但如果這個(gè)點(diǎn)足夠小，那即使在脫焦?fàn)顟B(tài)，它在畫面中看起來也會(huì)像一個(gè)在合焦?fàn)顟B(tài)的點(diǎn)。

#改變光圈值通常是最便捷也最常用的方法#

以大光圈（小光圈值）拍攝時(shí)景深范圍較小，反之小光圈（大光圈值）的景深范圍較大，用f/4的光圈拍攝時(shí)的景深范圍比用f/22更小。雖然與直覺相悖，數(shù)字越小，光圈越大，不過熟悉掌握之后，你就可以快速地進(jìn)行設(shè)定了，無需太多思考。

鏡頭的最大光圈會(huì)受到鏡頭焦距的影響。例如一支常見的300mm鏡頭，它的最大光圈很有可能是 f/4或者f/5.6，如果達(dá)到f/2.8將會(huì)是一支非常昂貴且又重又大的專業(yè)鏡頭，至于比f/2.8更大的f/2，只有非常特殊的試驗(yàn)性質(zhì)鏡頭才能達(dá)到這個(gè)參數(shù)，而更大的f/1.4幾乎是無法企及的。最大光圈限制了這支鏡頭通過光圈控制景深范圍的能力。同樣地，一支鏡頭的最小光圈也受限于光圈機(jī)構(gòu)限制，而且在某個(gè)光圈值之后，鏡頭的成像畫質(zhì)不升反降，嚴(yán)重影響照片觀感。

#超焦距是什么？#

這項(xiàng)久經(jīng)考驗(yàn)的對(duì)焦技術(shù)能夠最大程度地利用焦點(diǎn)位置前后的景深

前后景深并不是均勻分布在對(duì)焦點(diǎn)位置前后的。相反，對(duì)焦點(diǎn)大概位于整個(gè)景深范圍的前三分之一的位置上，也就是說，對(duì)焦點(diǎn)之前有整個(gè)景深范圍的三分之一，對(duì)焦點(diǎn)之后則是三分之二。這就是我們通常會(huì)建議新手對(duì)焦在整個(gè)場(chǎng)景的前三分之一處（水平三分線靠下的那條線所處的位置）。當(dāng)然，當(dāng)你讀完本文后，你會(huì)理解這種對(duì)焦技術(shù)稱不上精確，因?yàn)槲覀冞€沒考慮到光圈這一變數(shù)。除了這種對(duì)焦方式，我們還經(jīng)常提到“超焦距對(duì)焦”這種技術(shù)，它指的是對(duì)焦到某一個(gè)距離后，能保證主體和無窮遠(yuǎn)都清晰的對(duì)焦距離。這個(gè)距離會(huì)隨著焦距和光圈值及相機(jī)像素?cái)?shù)改變，你可以通過智能手機(jī)上的應(yīng)用來計(jì)算出精確的對(duì)焦距離。 膠片時(shí)代，攝影師使用超焦距對(duì)焦時(shí)都會(huì)借助對(duì)焦環(huán)附近的距離和景深標(biāo)尺，這種方式在街頭拍攝時(shí)十分迅捷，不過當(dāng)你需要精確控制景深范圍時(shí)，我們?nèi)匀?a target="_blank">推薦你使用相機(jī)的實(shí)時(shí)取景模式。首先將相機(jī)對(duì)焦到前景主體上，然后將焦點(diǎn)位置向主體后方移動(dòng)，一邊旋轉(zhuǎn)對(duì)焦環(huán)一邊用放大功能查看主體的狀態(tài)。

#近距離拍攝#

近距離拍攝和微距攝影是對(duì)景深范圍控制要求最高的題材 在以非常近的距離拍攝時(shí)，即便是使用鏡頭的最小光圈，景深范圍仍然非常小，以至于主體大部分無法落入景深范圍內(nèi)，但這并不意味著此時(shí)的拍攝無法進(jìn)行。首先，盡量讓相機(jī)（更重要的是相機(jī)內(nèi)部的傳感器）與被拍攝主體相對(duì)平行，無論光圈大小，這樣都能最大化地利用此時(shí)的景深范圍。你也可以嘗試稍遠(yuǎn)的拍攝距離，然后在后期進(jìn)行裁剪，這樣或許更方便操作，但是圖片的分辨率會(huì)受到影響。 微距攝影師常常會(huì)使用“對(duì)焦堆?！钡呐臄z方法，通過拍攝對(duì)焦在不同位置的幾張照片，然后在后期合成一張具有足夠景深的照片。這項(xiàng)技巧需要攝影師在保證相機(jī)不移動(dòng)的情況下對(duì)場(chǎng)景不同的位置進(jìn)行對(duì)焦拍攝，然后在后期軟件中進(jìn)行合成。

對(duì)焦堆棧

你可以使用Photoshop或者其他軟件來合成這些照片，保證最終的成品擁有最高的清晰度。

器材擴(kuò)展……中灰鏡

如果在較亮的拍攝環(huán)境中使用大光圈拍攝，很有可能相機(jī)的最高快門速度也無法滿足此時(shí)的曝光需求。使用中灰密度（Neutral-density）鏡能夠降低進(jìn)入鏡頭的光線，從而使得強(qiáng)光環(huán)境中使用大光圈拍攝成為可能。

通過前文你們可以知道，無需更換器材或是改變對(duì)焦距離，改變光圈值通常是最便捷也最常用的方法。配合相機(jī)的景深預(yù)覽功能，攝影師可以在相機(jī)的光圈優(yōu)先或者手動(dòng)模式中根據(jù)需要調(diào)整鏡頭光圈（值）的大小，從而控制景深的范圍。 通過調(diào)大光圈（光圈值小，比如f/2.8或是f/4），你可以減小景深的范圍；如果你需要更大的景深范圍，那么更小的光圈（大光圈值，f/16或是f/22）則更貼合你的需求。一支鏡頭的最大光圈通常會(huì)標(biāo)識(shí)在鏡身上。

對(duì)焦距離也會(huì)影響景深的范圍。距離拍攝對(duì)象越近，景深范圍相對(duì)就越小。比如，當(dāng)你用一支微距鏡頭進(jìn)行近距離拍攝時(shí)，此時(shí)的景深范圍可能只有幾毫米。同理，背景距離拍攝對(duì)象越遠(yuǎn)，虛化效果也會(huì)越強(qiáng)烈（距離景深范圍越遠(yuǎn)的景物虛化越嚴(yán)重）。 鏡頭焦距是另外一個(gè)影響景深的重要因素，雖然對(duì)焦距離的改變會(huì)在很大程度上改變焦距帶來的虛化效果。例如，在3米開外用一支200mm鏡頭拍攝，景深范圍會(huì)非常小。

通常來說相機(jī)的傳感器越大，景深相對(duì)就越淺。你可以這么理解，相比使用小畫幅傳感器的相機(jī)，想要保證畫面一致，使用更大傳感器的相機(jī)需要更近的對(duì)焦距離或是焦距更長(zhǎng)的鏡頭。所以在等效焦距相同的情況下，全畫幅相機(jī)的景深會(huì)比使用APS-C或者M(jìn)43相機(jī)更淺。所以使用小尺寸傳感器的相機(jī)在需要大景深范圍的拍攝場(chǎng)景時(shí)有一定的優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)然，攝影師可以視拍攝需求的不同來組合這些影響景深范圍的元素，以達(dá)到最終理想的拍攝效果。例如，如果想達(dá)到極致的背景虛化效果，使用焦距盡可能長(zhǎng)的鏡頭，使用鏡頭最大的光圈，盡量拉開拍攝主體和背景的距離都能夠達(dá)到這種效果。相反，如果想要保證畫面前、中、遠(yuǎn)、景都有足夠的清晰度，使用廣角（短焦距）鏡頭、小光圈以及對(duì)焦在中遠(yuǎn)距離的主體身上都能達(dá)到這種效果。我們相信在多次嘗試之后，您會(huì)對(duì)景深這一概念有更深刻的理解。

編輯：黃飛