继续学习：景深问题

最近云漫与行舟兄分别给俺贴了一次有关景深，Depth of Field（DoF）的链接：

http://www.dofmaster.com/dofjs.html

http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/depth-of-field.htm

使用一下以后，有些茅塞顿开的感觉。把感受写下来，一来看自己理解得对不对，二来和大家分享一下。

（1）受摄影书刊的影响，过去我只对Aperture F Stop对DoF的影响比较理解和注意，不太关心Focal Length与Focus Subject Distance对DoF的影响，结果可能是造成我一直为“片质”或“Sharpness”纠结的原因之一（将另外讨论）。几乎所有传统摄影书刊上的大景风光作品，用的都是F16以上，很多在F22，不过这些作品大部分应该都是用宽幅、胶片拍的。

（2）使用DSLR做风光摄影，F Stop应该在F11-F16范围，不要超过F16，假如把Focal Length和Focus Subject Distance控制好，F16以下也可以实现无限的DoF，结果就没有必要使用超过F16的Aperture。比如，使用24-70mm镜头的时候，尽量用宽镜头（30mm或以下），以此来保证DoF。这样就可以把F Stop保证在F16以内，避免F16以上的Diffraction引起的Distortion或片质问题。

（3）尽量把Focus放在6-10Feet以外的Subject上，以保证DoF为Infinite。Focus Distance太近，DoF急剧下降，不得不用大的F Stop来挽救。也就是说，有花等细节做前景的时候，Focus不应该在花上，或者距离花不要太近，否则需要很大的FStop。
 
（4）即使F2.8，只要Focal Length小（镜头宽），Subject Distance在50Feet以外，DoF也可以是Infinite。这就是为什么拍星夜长爆的时候也可以有这么深的DoF。

但是，接下来，还是有些问题：

（a）如果（2）是对的，可不可以说：用24-70mm镜头的时候，不要用调整Focal Length，也就是ZoomI n的办法来现场作构图，宁可用小Focal Length，把景取大很多，保证深的DoF，然后再在后处理的时候用剪裁的方式调整构图。另外一个说法：不必要用ZoomIn的办法去取景，Isolate the main subjects，或摆脱一些干扰物，因为Zoom In后，大的Focal Length，会失去很多DoF。不如把一些杂物留在镜头内，后处理的时候，裁掉就行？

（b）还是不太明白为什么宽幅或者胶片的作品可以使用很大的FStop，而DSLR不能。云漫的解释是，胶片的分辨率不如DigitalSensor。按照实景观察，F11和F22的DoF还是有很大差距，DoF引起的Out of Focus比Diffraction引起的Distortion明显很多。不用F16，F18，甚至F22，总觉得可惜。

（c）使用长爆的时候，如流水等景色，可以用大的F Stop来实现长爆，这个时候F22就有用了？

谢谢两位老师了。

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网友的答复：

（1）从实践中，觉得任何时候，DSLR都不能用f16以上，就是流水长曝也应该用GND+f8，否则像质受影响。

（2）光圈太小 的话，数码成像有衍射的问题，胶片的相对轻些，底片越大，镜头产生的衍射应该越小。

（3）俺理解光圈是快门直径与象场（数码sensor或胶片）大小的一个比例。
所以同样光圈下，宽幅相机的快门直径比35mm全幅相机的快门直径大。
或者同样快门直径下，宽幅相机的光圈比35mm全幅相机的光圈小。
而衍射是直接跟快门直径相关（快门直径越小越容易衍射）。
因此在F22下35mm全幅相机出现衍射了，宽幅相机却未必如此。
这是宽幅相机可以使用较小光圈的主要原因。

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云漫的答复：

(1) 任何时候确保景深第一，避免衍射第二。也就是说首先保证所有景物在景深范围之内（假设这是你的目标）。

但是如果景深已经够了，就没必要用更小光圈。比方说17-21mm的焦段，在几乎任何时候F8-11就能够达到全景深了，这个时候没必要用比F11更小的光圈。

（2）衍射极限和像素密度有关，而像素密度和画幅有关。基本要求是瑞利斑不能超过一个像素大小。中画幅我用到Ｆ２２没问题，而大画幅可以用更小点。ＡＰＳ－Ｃ之类的小画幅最惨。

（3）假设同样是全画幅，135反转片的有效像素大概在8-10M像素左右，而Canon 5D MarkII高达21M像素。也就是说5DII的像素密度远远高于胶片。5DII的衍射极限是F10-F11， 你用比F11更小的光圈的话，瑞利斑会覆盖2个像素以上，所以画质会明显偏软　－－２１Ｍ像素变成１０００多万了。 而胶片的等效像素密度低多了，用F16-F20也看不出很大区别。

（4）小光圈的问题不光是碰到衍射极限。大部分镜头的最佳光圈也都是全开后收缩2档左右。过小的光圈会让镜头严重远离最佳分辨率。

（5）如果最近的景物是6尺之外，你不应该对焦在这个景物上 --- 如果这样做的话，前景深就完全被浪费了。应该对焦在6尺之外，但保证前景深（全景深的1/3左右）覆盖这个6尺开外的景物。

(6) 这里有Canon 16-35的测试．你可以把光圈从Ｆ８变到Ｆ２２，看看分辨率下降的有多厉害。

http://www.dpreview.com/lensreviews/widget/Fullscreen.ashx?reviews=43&fullscreen=true&av=3&fl=35&vis=VisualiserSharpnessMTF&stack=horizontal&&config=LensReviewConfiguration.xml%3F2


(7) 下面这两个links对Lens Diffraction有很好的解释。

这个是经典文章：
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

这个简单形象：
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/understanding-series/u-diffraction.shtml

（8）计算ＤＯＦ最popular的工具是ＤＯＦ　Ｍａｓｔｅｒ：
你ｐｌａｙ一下各种参数心里就有数了：

http://www.dofmaster.com/dofjs.html

（9）Let's do the math:

On a full frame camera, 21mm, F11,

If you focus to infinity, your DOF will be 4.26 feet to infinity
If you focus to 1000ft away, your DOF will be 4.25 feet to infinity
If you focus to 100ft away, your DOF will be 4.06 feet to infinity
If you focus to 10ft away, your DOF will be 3 feet to infinity

and, if you choose a hyperfocal distance of 4.33 feet, your DOF will be 2.17 feet to infinity.

Now you see my point. The actually distance of the focal point for a wide angle lens is not very important. If fact, most of time you don't need remember the hyperfocal distance unless your front subject is extremely close.