關於景深、散景以及交換片幅的問題

轉載於PTT，僅做為個人資料保存紀錄

作者: WMQ (屋頂下的提琴手 ) 看板: DSLR
標題: [閒聊] 關於景深、散景以及交換片幅的問題
時間: Mon Jan 19 20:38:54 2009

在之前的討論串中 #19Sqz45x
蒙各位大大如 ad47, Bearsheep, zeolite, nightspirit等多位討論了CoC的問題
不過在下在回答關於景深、散景與片幅的問題時並沒有說明的很清楚 (且還有筆誤:p)
所以造成大家有小小互相不理解；在這裡先說聲抱歉

接下來就詳細地討論一下個人對於景深、散景及片幅的一些認知
也請各位板友幫忙指教補充

—————————————————————

還是喜歡用這篇文章當輔助
http://www.largeformatphotography.info/articles/DoFinDepth.pdf

另外也歡迎大家一邊閱讀，一邊使用「景深計算器」來驗證
http://web.tnnua.edu.tw/~g910706/depth.htm

起源：何謂景深？ 這個問題許多前輩在之前的文章中就有討論過了

也就是說在「這段距離」中的景物因對焦問題所造成的模糊圈，是在我們可接受的範圍內
藉由這個”可接受的範圍”，我們定義出了「標準CoC」來告訴我們什麼叫「可接受」

景深公式推導的討論串之前就已在板上多次出現
有興趣的板友也可觀看pdf文件中第5頁到第9頁

在公式24，我們得到一個很複雜的公式
但當 物距遠小於超焦距 時且”放大率不變”時，我們得到 景深正比於 2Nc
N 是光圈值，c 是 CoC；注意，這是一個只要”放大率不變” 就成立的公式
“不需要用到焦長”

「放大率不變」的意思，如果你用同一台相機底片，
  即代表主體在構圖中所佔的大小是相同的
　如果拿100mm的鏡頭拍距離4m的人，和50mm拍2m的人，「理論上」可以拍到一樣大的人
(注意；背景不會一樣，會差很多)，所以此時人的「放大率」是相同的

所以我們得到第一個結論：

「當主體物距遠小於超焦距時，若使用同一相機要得到相同大小的主體構圖，
  則景深和光圈值成正比，和鏡頭焦距無關！                            」

不相信的話請打開「景深計算器」
輸入 50mm f2.8，距離2m ； 25mm f2.8，距離 1m  ； 85mm，f2.8，距離 3.4m
看看景深的結果！

***** ***** *****

景深、散景 vs. 焦長
Depth of Field and Background Blur vs. Focal Length (pdf第12頁)

景深的意義，在於對焦清晰的前後臨界平面之間的距離
這個東西的重點在於「清晰」；當我們對圖像的要求增加時，景深的要求就會增加

「標準景深」也就是我們的公定CoC： 135mm片幅 = 0.025mm
意思是說，你用135mm片幅拍一張圖，「最終成像」為8×10吋的圖像，放在25cm處觀賞
而且這個人的視力分辨率為0.2mm時，這會是一張「清楚」的影像

可是如果你想洗成 16×20 吋的圖像，那麼你用 0.025mm 做為 CoC，就會發現其實有點
大家都有一個經驗吧！若是你拍一張淺景深人像，對焦在眼睛，
當以小圖觀賞時，會覺得鼻子耳朵有在景深內；可是放大來看，會發現鼻子耳朵不清楚
這就是因為你提高了你的 CoC 值，所以對於景深的要求會跟著提高

在這裡還要討論一件事： 淺景深 ≠ 散景糊

什麼叫散景？

「散景」的意思是說「背景模糊不可辨認的程度」。
「景深」的意思卻是說「主體及其前後範圍清晰的程度」。

一個說的是背景多麼糊，一個說的是主體有多清楚
因此散景和景深最大的不同，在於多了一個影響變數： 背景和主體的「距離」

我們都知道，「定性」來說，背景與主體之間的距離愈遠，散景愈糊
可是要如何地「定量」來說呢？ 還有，散景糊的程度要如何測量？

在PDF文件中，背景為一個點被投射為散景 k
則以類似景深的計算方法，在第13頁得到公式 (43)
注意這個公式和景深公式中不同的地方：景深公式與焦長「f」無關，此公式有

k = ( fm / N )x ( Xd / U ±Xd)

當主體構圖相同時 (m固定)
若是背景距主體「非常遠」，則  Xd/U±Xd 約等於 1
則 k 正比於 f/N，即散景與焦距成正比，與光圈值成反比

若是背景距主體「很近」，則 Xd/ U±Xd 約等於 Xd / U
則 k不但與 散景和焦距成正比，光圈值成反比，還與背景及主體的物距成正比

驗證時間：

有看到「景深計算器」右下角有一個「背景模糊圈」幾 % 的值嗎？
他的意思是說，無限遠處應該是一個「點」的東西，在相片中會變成佔面積幾%的一個圈
也就是「無限遠處的散景」

大家都看過遠方的燈火變成一個個圈圈的散景鏡頭吧？
圈圈愈大，背景就愈「散」

當我們要拍一個同樣大小的人像時，用 50mm f2.8 距離 3m 與 200mm f2.8 距離 12m
此時會有一樣大的人像 (放大率相同)
按照之前提過的公式，因為光圈相同，「景深」會是接近相同的
可是此時「模糊圈」的程度，200mm卻是50mm的4倍!!!!

這印證了我們會說「用長焦段拍人，較容易得到散景」的說法。
也說明了我所謂「淺景深」不等於「散景」的意思

***** ***** *****

景深 與 片幅
Depth of Field and Camera Format, PDF 18頁

接下來進入大家之前討論過的：景深與片幅的關係

這裡的公式推導，推論的內容是：
「在相同的構圖下 (frame)，位於同樣的距離時，不同片幅的景深會有什麼影響？」

當「放大倍率遠小於1時」 ( 通常也沒人會拍1:1的人像照 )
兩者的景深比 = 兩者的片幅比的倒數
意即，同樣是等效焦長 50mm時，APS-C 的景深會是 135mm 的1.5倍。

由於 光圈值 F 與景深成正比
所以可得下列結果：

APS-C 35mm/f1.4 的構圖與散景，相當於 FF 52mm/f2.1的構圖與散景。\

驗證時間： 在景深計算機中，固定物距不變，調整不同片幅的等效焦距
           然後將 FF 的光圈 x1.6 (這個計算機的APS-C 等效比是1.6) 當成APS-C
           會得到相同的景深與散景

請試試以下數值： APS-C 50mm/f2，物距3m； 然後換成FF 80mm/f3.2，物距不變
                 是不是得到相當類似的 景深與 散景？

所以，一隻 24-105mm/f4 的鏡頭用在1.6x 的APS-C上，
相當於 38-168mm/f6.4 在 FF 上的視角與景深

***** ***** *****

終於到了最後一項： 同一隻鏡頭，用在 APS-C 與 FF 上
當有相同的構圖 (frame) 時，景深 / 散景 比？

根據前面的結論，一隻 50mm / f2 的鏡頭，用在1.6x的APS-C 上
會相當於一隻 80mm / f3.2 用在 FF 上

在相同放大率時，80mm/f3.2 的景深會和 50mm/f3.2 的景深相同，但散景前者1.6倍糊
而 50mm/f3.2 和 50mm / f2 的鏡頭相比，景深會是1.6倍，散景會是1/1.6

因此，同樣鏡頭同樣主體構圖大小
在APS-C 上，將會是全幅的 1.6倍景深，散景卻是相同的！
同樣主體構圖大小的意思是說，APS-C 拍出來的照片人是長的1/2，FF也是長的1/2

不信，丟進 景深計算器試試看吧

FF 50mm/f2 ，距離 2m  與 APS-C 50mm/f2，距離3.2m (才會是同樣的主體構圖大小)
比較一下景深和模糊圈的結果吧 🙂

——-

要計住！ 要達成前面的公式，有很多前提性的假設：

包括 「物距遠小於超焦距」「放大率小於1」等
但是，在「一般散景人像拍攝」的情況下，上述公式的條件都是吻合的！
所以這篇文章的結論，可以略做為一般人像拍攝時的參考！