计算机视觉
图像处理

光学知识:焦点、弥散圆、景深、焦深

1、焦点(focus)
与光轴平行的光线射入凸透镜时,理想的镜头应该是所有的光线聚集在一点后,再以锥状的扩散开 来,这个聚集所有光线的一点,就叫做焦点。

2、弥散圆(circleofconfusion)
在焦点前后,光线开始聚集和扩散,点的影象变成模糊的,形成一个扩大的圆,这个圆就叫做弥散圆。在现实当中,观赏拍摄的影象是以某种方式(比如投影、放大成照片等等)来观察的,人的肉眼所感受到的影象与放大倍率、投影距离及观看距离有很大的关系,如果弥散圆的直径小于人眼的鉴别能力,在一定范围内实际影象产生的模糊是不能辨认的。这个不能辨认的弥散圆就称为容许弥散圆(permissible circleofconfusion)。
3、景深(depthoffield)
在焦点前后各有一个容许弥散圆,这两个弥散圆之间的距离就叫景深,即:在被摄主体(对焦点)前后,其影像仍然有一段清晰范围的,就是景深。
景深随镜头的焦距、光圈值、拍摄距离而变化。对于固定焦距和拍摄距离,使用光圈越小,景深越大。

焦深的含义
焦深:指在保持影像较为清晰的前提下,焦点(焦平面)沿着镜头光轴所允许移动的距离。
二、影响焦深的因素和规律:
1.光圈与焦深成正比。光圈小,焦深大;光圈大,焦深小。
2.摄距与焦深成反比。摄距近,焦深大;摄距远,焦深小。
原因:摄距(物距)减小,像距增大,远、近模糊圈之间的距离增大,所以焦深增大。
3.镜头焦距与焦深成正比。镜头焦距长,焦深大,镜头焦距短,焦深小。
原因:摄距一定时,焦距增大,远、近模糊圈之间的距离增大,所以焦深增大。
4.焦深与模糊圈成正比。允许的模糊圈大,焦深大;允许的模糊圈小,焦深小。
三、焦深与景深的异同
1.含义不同:景深是景物中能产生较为清晰影像的纵长距离;焦深是影像的焦平面可允许移动的距离。
2.当摄距减小时,景深减小,焦深增大;当摄距增大时,景深增大,焦深减小。
3.当景物的成像比例增大时(如使用长焦镜头、缩短摄距等),景深减小,焦深增大;当景物的成像比例减小时(如使用短焦镜头、增大摄距等),景深增大,焦深减小。
4.减小光圈时,景深和焦深都增大;增大光圈时,景深和焦深都减小。
5.当降低对影像的清晰度要求时,景深和焦深都增大;当提高对影像的清晰度要求时,景深和焦深都减小。
6.焦深在很大程度上与相机的制造有关;景深在很大程度上与被摄体的再现有关。
四、焦深的实用价值
拍摄前应先用最大光圈聚焦(这样既可增加影像亮度,又减小了焦深,有助于准确聚焦),聚焦准确之后,再将光圈调至拍摄所需要的档位上。

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