<< 景深與焦平面 >>

之前在 << 光圈優先或快門優先 >> 的文章中提到，使用「光圈優先」的主要好處，就是可以控制景深，而所謂的景深(Depth of Field, DOF)，就是在已經合焦後的影像平面(Image Plane)之前與之後的某段距離之內，景物看起來都是清晰不模糊的空間範圍。

當我們將對焦點對準被拍攝物體並半按快門時，相機會根據對焦點去做合焦的工作，亦即透過鏡頭的馬達去移動鏡頭內部的透鏡，將被拍攝物體的影像合焦於影像感應晶片(Image Sensor)之上，而所謂的合焦，就是讓焦平面(Focal Plane)與影像感應晶片的平面(Image Sensor Plane)完全吻合。

景深的形成，與人類眼睛的解析力有關。在合焦影像平面上的每一點，都是一個清晰的點，但偏離合焦影像平面的點，已經是一個模糊的圓而非清晰的點，但因為人類眼睛的解析力有限，所以看起來還是一個點而非模糊的圓。偏離合焦影像平面越遠，模糊圓就越大；當模糊圓大到人類眼睛的解析力可以辨識的時候，看起來就是已經有點糊掉的景物，而且景物偏離合焦影像平面越遠，看起來就越糊 ── 因為模糊圓越大。據此可知，模糊圓還沒有大到人類眼睛所能察覺的空間範圍，就是我們所看到的景深。

下圖是截圖於 Nikon 官網，其中對好焦之後剛好吻合於人物的那一片虛擬平面，就是影像平面；在影像平面之前的景深叫做「景深前緣」，之後的則叫做「景深後緣」(整個景深 = 景深前緣 + 景深後緣)。

景深前緣與後緣的長度會隨著對焦距離的遠近而有所變化；對焦距離很近時，景深前緣與後緣的長度不會相差太多，而景深後緣的長度通常會稍微大於景深前緣；隨著對焦距離越來越遠，景深後緣的長度會劇烈地增加，而景深前緣的長度則呈較為緩和地增長，套仿經濟學需求彈性的講法，就是景深前緣的伸縮彈性是有點小，而景深後緣的伸縮彈性是很大。

景深前緣與後緣的長度，可以根據某些數學公式計算而得，網路上有一個叫做 DOF Master(Depth of Field, Master) 網站，上面有提供免費的 DOF Caculator應用程式可供下載，使用者必須鍵入鏡頭的使用焦距、對焦點的距離、相機的型號、以及所要顯示的單位(feet or meter)，即可計算出景深前緣的起始點與景深後緣的終止點。

以 Nikon D800 以及 f/2.8 與 f/5.6 為例，筆者透過其應用程式分別計算使用焦距為 14mm、50mm、200mm，以及對焦點距離分別為 2 公尺與 5 公尺，求得下列數據：

使用焦距 14mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 1.08，景深後緣終止點為 14.3；
使用焦距 14mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 1.58，景深後緣終止點為 無窮遠；

使用焦距 14mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 0.74，景深後緣終止點為 無窮遠；
使用焦距 14mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 0.94，景深後緣終止點為 無窮遠；

使用焦距 50mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 1.88，景深後緣終止點為 2.14；
使用焦距 50mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 4.28，景深後緣終止點為 6.01；

使用焦距 50mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 1.77，景深後緣終止點為 2.31；
使用焦距 50mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 3.74，景深後緣終止點為 7.53；

使用焦距 200mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 1.99，景深後緣終止點為 2.01；
使用焦距 200mm，光圈 f/2.8，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 4.95，景深後緣終止點為 5.05；

使用焦距 200mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 2 M，景深前緣起始點為 1.98，景深後緣終止點為 2.02；
使用焦距 200mm，光圈 f/5.6，對焦點距離 5 M，景深前緣起始點為 4.90，景深後緣終止點為 5.10；

DOF Master 的網站可以在線上直接求得 DOF Table，觀察其數據可以得到下列三點結論：

1. 光圈越大，景深越淺；光圈越小，景深越深；
2. 對焦點的距離越近，景深越淺；對焦點的距離越遠，景深越深；
3. 當光圈的大小與對焦點的距離都相同時，鏡頭的使用焦距越小，景深越深，使用焦距越大，景深越淺；所以在相同的條件之下，廣角鏡頭的景深較深，望遠鏡頭的景深較淺；

下面這一張是筆者使用 600mm f/4G 的大砲來拍台北植物園的荷花，圖中可以看出偏離荷花之前與之後有段距離的景物(例如荷葉)都已經糊掉 ── 已經掉到景深前緣與景深後緣之外。

<< 光圈與景深的關係 >>

光圈與景深的關係：光圈越大，景深越淺；光圈越小，景深越深。

筆者隨意拿了幾樣兒子小時候的玩具，以及數本由圖書館借來的書籍，隨興地擺一擺來展示光圈與景深的關係 ── 使用「光圈優先」模式，以 f/2.8、f/4、f/5.6、f/8、f/11、f/16、與 f/22 各拍一張。讀者可以清楚地觀察到，當光圈由大變小(f 值由小到大)時，景深會變深(清晰不模糊的空間範圍會擴大)。


光圈：f/2.8

光圈：f/4

光圈：f/5.6

光圈：f/8

光圈：f/11

光圈：f/16

光圈：f/22

最後總結：

1. 光圈越大，景深越淺；光圈越小，景深越深；
2. 使用的焦段越長，景深會變淺；使用的焦段越短，景深會變深；
3. 對焦點近，景深會變淺；對焦點遠，景深會變深；

透過光圈來控制景深，可以將不相關、不重要、或是雜亂的景物等給糊掉，以突顯主體。

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