焦平面的形状是什么？

我只是意识到我并不完全知道答案，所以我将在这里提出问题，因为我认为这很有趣。

在大多数关于景深的非科学著作中，图表通常将相机和主体显示为完全平行，例如

但是，这是焦平面的更精确表示吗？

有没有办法光学改变焦平面的形状？

注意：显然，这些图是二维的，但我假设在第二张图中，形状将是球形，传感器位于中心。

这种效应称为场曲。尼康公司进行了很好的讨论。当与平面传感器结合使用时，透镜像差会降低透镜的分辨率。在过去，胶片可能会弯曲一点，以尝试跟随图像平面并降低效果，但是如今我们的传感器却是刚性的。可以通过镜头设计减少它。

具有实际厚度的单个会聚透镜具有弯曲的聚焦场。制造商提供的大多数镜头都包含校正元件，可将聚焦场更平整至一个或另一个焦平面。有一些众所周知的和非常需要的透镜，它们可以很好地使焦平面变平：例如Zeiss Planar系列。还存在已知的和期望的用于不校正其部分或全部像场弯曲的透镜，并且使用这些透镜拍摄的“外观”照片表现出来。佳能EF 85mm f / 1.2 L II就是这样一种镜头。

焦平面的形状是什么？

具有使用数学上简单的光学公式的法向表面的单元素透镜将显示场曲率。当投影在平坦的传感器/胶片上时，如果中心正确对焦，则从镜头中心到传感器中间与角落之间的距离变化会导致边缘和角落失去焦点。如果可以构造胶片或传感器，使所有部件都与镜头的光学中心等距，则所有部件都将处于相同的焦点。这种传感器将覆盖球面弧线的一部分（以角度表示），与镜头视野中的镜头所覆盖的弧度相同。曲率半径将随透镜的折射率而变化。

在现代实践中，在photo.stackexchange.com范围内，制造商提供的用于摄影的简单单镜片几乎没有（如果有的话）。焦平面的形状，更恰当地称为聚焦场，完全取决于透镜的设计。根据透镜设计者的决定及其设计的有效性，可以完全不校正或高度校正球差/场曲。

在讨论基点光学器件时，必须牢记实际上不存在零厚度的透镜。它们是理论上的。从维基百科上关于红点（光学）的文章：

在实践中实现的唯一理想系统是平面镜。

使用光学上完美的镜头，焦平面与您的传感器平行，并且具有与其相同的形状，即它实际上是一个平面。我想如果使用现实生活中的镜头，您可能会稍微偏斜该平面，但实际上它仍将是一个平面。对于风景摄影而言，必须要同时将整个图像聚焦在无限远处，对于任何体面的镜头都是如此。

您的第一个图比第二个更正确。在第二张图中，您忽略了一个事实，即传感器的角距镜头的光学中心比传感器的中心更远。

使用“聚焦然后重新合成”常用技术时，需要考虑以下几点：通过旋转相机进行重新合成，您可以移动焦平面而不更改与被摄对象的距离，并且确实可以使被摄对象失去焦点。对于大光圈的广角镜头，尤其如此。

有关更多详细信息，请参见例如，如何使用Panasonic FZ 70/72拍摄运动的物体。

焦平面的形状取决于光学公式。特别是蔡司平面因其特别平坦的焦平面而得名，这使其很适合摄影书籍，但总的来说，它看起来更像是您的第二幅画。

我认为，给出的其他显然正确答案的缺失要素与问题的直觉有关。

（我相信）这个问题的直觉不是来自某个关于镜片像差的问题，而是来自错误的理解，即焦平面是基于距镜片的距离。

这个问题也许可以解释为

“聚焦清晰的物体是否都与镜头相距特定距离-它们是否都位于焦距半径的曲线上？”

答案是“不，那不是焦点的工作原理”。正如马修·莫伊（Matthew Moy）所述，完美镜头的焦平面与传感器平行。