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TL; DR版本:增距镜不会影响任何给定距离的景深。它们将您的300 f / 2.8镜头转换为600 f / 5.6镜头。不论是否进行远距转换,任何600 f / 5.6镜头都将具有与300 f / 2.8镜头相同的景深。
关于景深,光圈,光圈和焦距之间的关系存在很多困惑。实际上,这非常简单:
通过表观直径,我的意思是不会被阻止通过所述孔的前部元件的区域的宽度。
实际上,通过在拆下镜头并保持光圈打开的状态下观察镜头的正面,您实际上可以看到该表观直径的大小。
f-光圈,焦距和表观镜头直径之间的关系如下:
(以毫米为单位的孔径大小)=(以毫米为单位的焦距)÷(光圈值)
例如:
现在,回到景深。景深是聚焦距离之前和之后的距离,仍然是“可接受”的聚焦距离。由于可接受的模糊程度因人而异,因此分析景深的更好方法是通过混乱的圈子。
这是来自混乱圈子的Wikipedia页面上的方便图片:
混乱的圆是传感器上被单点光击中的区域。如果您在焦点平面的前面或后面,那么混乱的圈子会更大。在焦点平面上,混乱圈为零(理想情况下,但实际上绝不为零)。
当您离开焦点平面时,混乱圈的增长速度仅是一个因素:最宽的会聚线之间的角度(表观镜片尺寸的边缘)。现在,这意味着几件事:
相反,这也揭穿了一些关于景深的普遍看法:
拍摄两张照片:一张为35mm f / 1.8,另一张为210mm f / 11。现在,裁剪35mm图像,使其具有与其他图像相同的视野。它们将具有几乎完全相同的景深。干得好:
在您陈述的示例中,景深是F / 5.6镜头的景深。
是的,光圈没有物理改变。但是,光圈与焦距的比率增加了。
因此,到达传感器的光线将较少倾斜。这导致景深增加。
无法在Itai关于发生的事情的出色简洁说明中添加任何内容,但是我将介绍Reductio ad Absurdum的证明:
假设使用增距镜可以扩展焦距,从而减少光线,但不影响景深。除了制造600 f / 5.6的产品外,制造商还可以采用现有的300 f / 2.8的设计,并在同一机身中集成一些增距镜光学元件。然后,他们将能够提供两种版本的600mm镜头,它们的曝光方式完全相同,但是一种版本的DOF为600 f / 5.6,另一种版本的DOF为600 f / 2.8。
他们还可以将150 f / 1.4的300 f / 2.8替换为装有望远镜盖的电视,并可以提供3种版本的600,具有不同的DOF et cetera等。
最终,您到达的镜头的景深极小,但仍然像5.6一样,这显然是荒谬的,因此最初的主张(通过望远镜确定DOF不变)必须是错误的。
我将回答两个问题,一个是您问的,另一个也是您应该问的。我还将介绍各种不同的场景(相同的主体距离而不进行裁剪,相同的主体距离进行裁剪以及相同的取景)。
增距镜如何影响景深?
让我们来看看这个。景深为:
DoF = 2 * x_d^2 * N * C / f^2
哪里f
是焦距,C
是混乱圈,N
是光圈数,x_d
是被摄体距离。如果被摄体距离保持恒定,并且您不确定由于应减少修剪而C
应增加的倍数,那么焦距加倍也会使光圈数增加一倍,但C
保持恒定。因此,景深将被增距镜减半。(如果C
由于减少了所需的裁剪而增加,则景深将保持不变。)
但是,有时您希望保持相同的帧。然后,焦距加倍将对应于被摄体距离加倍。因此,x_d^2 / f^2
保持不变,也C
保持不变。但是,焦距加倍会加倍N
,因此,在相同的取景下,景深也会加倍。
因此,TL; DR:这取决于您是否通过更改被摄体距离(不同的DoF)来保持相同的取景,是否裁切(相同的DoF)或是否接受更长的焦距而获得不同的图像(不同的DoF,但是取决于另一个方向)。
您还应该问:
增距镜如何影响背景模糊?
这比较容易。背景模糊光盘大小(假设背景为无穷大)为:
b = f * m_s / N = (f/N) * m_s
光圈开口f/N
由增距镜保持。m_s
是物体放大倍数,即传感器上的物体尺寸除以其实际尺寸。如果保持相同的帧,则m_s
保持不变,因此,如果具有相同的帧,背景模糊光盘的大小将保持不变。
但是,如果您不保持相同的取景,则2倍增距镜会倍增m_s
。因此,您将获得更多的背景模糊。
但是,如果您保持被摄体距离不变,并且已将原始图像裁剪了2 m_s
倍,并决定由于增距镜而不再需要裁剪,则通过增距镜将其倍增,但是由于裁剪较少,因此宽度/高度/实际使用的传感器片的对角线也会加倍,因此模糊光盘的大小(占实际使用的传感器片对角线的百分比)保持不变。
因此,TL; DR:这又取决于您是否通过更改被摄体距离(相同的模糊)来保持相同的取景,是否裁切(相同的模糊)还是仅接受更长的焦距而获得不同的图像(不同的模糊)。
公认的答案是非常确定的。这也是错误的。我们首先在这里说明正确的是:
TL; DR版本:增距镜不会影响任何给定距离的景深。
错误。
它们将您的300 f / 2.8镜头转换为600 f / 5.6镜头。
正确。
不论是否进行远距转换,任何600 f / 5.6镜头都将具有与300 f / 2.8镜头相同的景深。
错误。
景深由焦距和镜头前部元件的视在尺寸决定。
部分正确,部分错误。场景的几何形状及其与景深的关系取决于镜头入射光瞳的视在尺寸。入射光瞳是当观察前透镜时所看到的光圈表观尺寸。
可以通过将焦距除以光圈数来确定其直径。
在这里,我们得到了公认答案中的一个基本错误:答案假定场景几何是影响景深的唯一因素。不是。景深定义为可以检测到不清晰的距离,而不清晰则通过“混乱圆”标准进行定义。如果您使用相同的投影介质(相同的胶片或传感器),并以一定的比例查看结果,则介质的分辨率定义了混乱的圆,则场景再现的放大倍率与所得到的景深非常相关。
如果在40MP全画幅传感器上使用具有相同设置的同一镜头,则其景深将为(假设镜头产生像素级清晰度)将是10MP全画幅传感器的一半。 10MP作物因子2传感器的功能。忽略像素化,部分图像将无法区分。
带有类似静脉的法兰式增距镜保留了图像的几何形状:只要忽略像素化,作物就无法区分。但是,正是像素点定义了混乱的圆,因此使用2倍增距镜时,通常会获得一半的景深,因为作为混乱圆的主要起因的像素现在覆盖了原始像素的较细网格。现场。
与景深相反,根据像素大小量化背景模糊似乎是没有意义的,因为它的大小与被摄对象特征的大小或帧大小有关。增距镜不改变与被摄体特征的关系,相对于画框,其范围加倍,这意味着与完成图像有关的模糊度被扩大。
简而言之:事情很复杂并且不直观,但是在将增距镜加入方程式之前已经如此。由于这种复杂性,您需要非常仔细地指定所要查询的值,因为它们通常在口语中经常互换使用,但在查看场景几何,图像几何和介质分辨率时表现却大不相同。
您感到困惑:
鉴于光圈在物理上没有什么不同,我想知道这如何影响景深(以及相关的散景等效果)。景深保持不变,并且图像只是被裁剪,这是有道理的。
裁剪图像仅在物理上完成打印时才保留相同的景深,从而导致以与原始纸张相同的方式查看较小的纸张。一旦采用任何形式的放大以更好地查看细节,景深(通过仔细检查即可辨认的通过不锋利度的散布盘定义)就会变小。唯一的例外是当已经有一个绝对的限制因素可见时,例如胶片颗粒或像素大小。
法兰侧增距镜不会改变入射光瞳的大小,因此可以在相同场景下工作,但在传感器上分布的作物较小。这使它每个像素的光更少(因此是光圈数量的两倍),但是由于传感器像素更多,“混乱圆”的大小只有一半,因此景深只有一半。除非镜头的光学质量已经达到极限,否则其他像素无法提供任何其他信息。
滤镜侧增距镜的确不同,因为它确实放大了入射光瞳的尺寸,因此通常保持相同的光圈数。所以景深则变小都被解决在相同的传感器,以及由大入瞳看着现场的小作物。