文质彬彬的意思：镜头与景深关系及其计算

2020年11月19日发(作者：任泽民)
照相机镜头与景深关系及其计算

一、关于照相机镜头的常识
1、焦距
无限远处的景物在胶片感光平面上聚成最清晰的影像时，由感光平面到镜头后节点（通
常是镜头中心）的距离，就是镜头的焦距。
焦距是照相机镜头最重要的三个光学特性参数（焦 距、相对孔径、视场角）之一。它直
接影响到镜头的视角大小，镜头的焦距越长，拍到底片上的影像范围 越小，景深越短；反之，
镜头的焦距越短则在底片上的影像范围越大，景深越长，透视越明显。
照相机镜头按焦距的不同可分为：超广角镜头、广角镜头、标准镜头、中焦镜头、长焦
镜头、超长焦镜 头。
（1）超广角镜头 视角大于直角（90°）的镜头称超广角镜头。这种镜头的视角比人眼
的视角大1倍之多，拍摄范围广阔。由于视角大，改变了人眼平常的透视关系，所拍摄的照
片会形成明 显的夸张，可创造特殊的艺术效果。对于35㎜照相机，镜头的焦距在21㎜以下
的便是超广角镜头。
（2）广角镜头 视角小于直角、大于60°的镜头称广角镜头。由于它的透视效果不像超
广角 那么夸张，被普遍用于拍摄近距离的大场面。对35㎜照相机而言，镜头焦距的范围在21～
40㎜之间 。
（3）标准镜头 这种镜头的视角与人眼的视角相近，在46°左右。由于这种镜头的透视
关系真实，是照相机最基本的镜头。这种镜头的焦距与其所摄底片的对角线基本相等。35㎜
照相机的镜 头焦呀为40～70㎜。
（4）中焦镜头 视角在35°～20°之间的镜头称为中焦镜头。这种镜头 视角比人眼的视
角略小，变形不大，适用于拍摄人物特写，所以有些人喜欢把这种镜头称为人像镜头。3 5㎜
照相机，其镜头焦距为70～100㎜。
（5）长焦镜头 这种镜头的视角介于8°至2 0°之间，因镜头的焦距比较长，所以被称
为长焦镜头。它的视角还不到人眼的一半，所以远处的东西经 它拍摄后显得比较大。同等光
圈下，镜头焦距越长，景深越小，因此，这种镜头利于突出主体，去除杂乱 的背景，很适用
于远距离抓拍，如体育活动等。对35㎜照相机而言，其镜头焦距为100～300㎜。
（6）超长焦镜头 视角小于8°的镜头称为超长焦镜头。它的视角很小，可把远处的实
物拍得 很大，专用于望远摄影，如野生动物、朝阳落日特写、体育竞赛、人物特写等。这种
镜头往往口径大、镜 身长、造价高，多为专业人士使用。对35㎜照相机而言，其镜头焦距在
300㎜以上。
2、相对孔径与光圈系数
镜头是摄影光线的输入口，镜头上用来控制光束大小和形状的装置叫 光阑。光阑能使像
平面上获得适宜的照度并使成像质量得到改善。光阑按作用分，主要有孔径光阑、现场 光阑、
消杂光光阑。光圈是光阑中的一种（孔径光阑），一般由一组光圈叶片组成，这组叶片组成
一个光孔，与镜头轴线垂直，光孔中心在轴线上，并可以通过镜头上的光圈调节光孔直径的
大小。 < br>当光线通过镜头时，镜筒和光圈都会遮挡光线的通过。不同的镜头结构，即使在相同的
光圈直径时 ，通光能力也并不一样，所以常常用镜头的有效孔径（实际通过镜头的光束直径，
用D表示）更能有效表 述镜头的实际通光能力。
为了简明，便于刻制，目前世界各国采用如下经圆整的光圈系数：
f1、、f2、、f4、、f8、f11、f16、f22、f32、f45、f64……

二、景深的概念及其计算
介绍几个概念：
1、焦点
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
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
圆就称为允许弥散圆。

不同的厂家、不同的感光芯片或胶片 面积都有不同的容许弥散圆直径的数值定义。一般
常用的是：
画幅 24mm x 36mm 6cm x 9cm 4
弥散圆直径
35mm照相镜头的容许弥散圆，大约是底片对 角线长度的11000~11500左右。前提是画
面放大为5x7英寸的照片，观察距离为25~30 cm。
3、景深
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。换言之，被摄体的前后纵深，呈 现在
底片面的影象模糊度，都在允许弥散圆的限定范围内。

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
大，景深越小；使用光圈越小，景深越大 。

示意图1

示意图2
以持照相机拍摄者为基准，从焦点到 近处允许弥散圆的的距离叫前景深，从焦点到远方
允许弥散圆的距离叫后景深。
4、景深的计算
下面是景深的计算公式。其中：
前景深 ΔL1= FδL
2
f
2
+ FδL 公式(1)
后景深 ΔL2= FδL
2
f f
2
+ FδL - FδL 公式(2)
景深 ΔL = ΔL2 + ΔL2 = 2f
2
FδL
2
f
4
- F
2
δ
2
L
2
计算公式所含参数说明：
δ
f
允许弥散圆直径
镜头焦距

F
L
ΔL1
ΔL2
镜头的拍摄光圈值
对焦距离
前景深
后景深
ΔL 景深
从公式(1)和(2)可以看出，后景深 > 前景深。
由景深计算公式可以看出，景深与镜头使用光圈、镜头焦距、拍摄距离以及对像质的要
求(表现为对允许弥散圆的大小)有关。这些主要因素对景深的影响如下(假定其他的条件都不
改变) ：
(1)、镜头光圈：
光圈越大，景深越小；光圈越小，景深越大；
(2)、镜头焦距
镜头焦距越长，景深越小；焦距越短，景深越大；
(3)、拍摄距离
距离越远，景深越大；距离越近，景深越小。

5、一些计算实例
网上有些在线计算器，有兴趣的网友可以参考：
摄影光学计算器
Windows版本的可下载的计数器在fCalc
(1)200对焦在5m时，f的景深：
δ
f
F
L
ΔL1
ΔL2
ΔL

200mm

5000mm
60mm
62mm
122mm
结论 该镜头在用f拍摄时，清晰范围是从~，景深很浅。
(2)200 在添加2X增距镜后，变成了400对焦在5m时，f的景深：

δ
f
F
L
ΔL1

400mm

5000mm
30mm
ΔL2
ΔL
31mm
61mm
该该镜头在配合2X增距镜后，主镜头用f
结论
拍摄时，景深是原来的一半。
(3)景深的实例拍摄照片比较





相信 摄影爱好者朋友在阅读完此文后，对摄影中涉及的景深问题有一个初步的认识，
希望对摄影初学者有所帮 助。