繼續學習：景深問題

最近雲漫與行舟兄分別給俺貼了一次有關景深，Depth of Field（DoF）的鏈接：

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

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

使用一下以後，有些茅塞頓開的感覺。把感受寫下來，一來看自己理解得對不對，二來和大家分享一下。

（1）受攝影書刊的影響，過去我隻對Aperture F Stop對DoF的影響比較理解和注意，不太關心Focal Length與Focus Subject Distance對DoF的影響，結果可能是造成我一直為“片質”或“Sharpness”糾結的原因之一（將另外討論）。幾乎所有傳統攝影書刊上的大景風光作品，用的都是F16以上，很多在F22，不過這些作品大部分應該都是用寬幅、膠片拍的。

（2）使用DSLR做風光攝影，F Stop應該在F11-F16範圍，不要超過F16，假如把Focal Length和Focus Subject Distance控製好，F16以下也可以實現無限的DoF，結果就沒有必要使用超過F16的Aperture。比如，使用24-70mm鏡頭的時候，盡量用寬鏡頭（30mm或以下），以此來保證DoF。這樣就可以把F Stop保證在F16以內，避免F16以上的Diffraction引起的Distortion或片質問題。

（3）盡量把Focus放在6-10Feet以外的Subject上，以保證DoF為Infinite。Focus Distance太近，DoF急劇下降，不得不用大的F Stop來挽救。也就是說，有花等細節做前景的時候，Focus不應該在花上，或者距離花不要太近，否則需要很大的FStop。
 
（4）即使F2.8，隻要Focal Length小（鏡頭寬），Subject Distance在50Feet以外，DoF也可以是Infinite。這就是為什麽拍星夜長爆的時候也可以有這麽深的DoF。

但是，接下來，還是有些問題：

（a）如果（2）是對的，可不可以說：用24-70mm鏡頭的時候，不要用調整Focal Length，也就是ZoomI n的辦法來現場作構圖，寧可用小Focal Length，把景取大很多，保證深的DoF，然後再在後處理的時候用剪裁的方式調整構圖。另外一個說法：不必要用ZoomIn的辦法去取景，Isolate the main subjects，或擺脫一些幹擾物，因為Zoom In後，大的Focal Length，會失去很多DoF。不如把一些雜物留在鏡頭內，後處理的時候，裁掉就行？

（b）還是不太明白為什麽寬幅或者膠片的作品可以使用很大的FStop，而DSLR不能。雲漫的解釋是，膠片的分辨率不如DigitalSensor。按照實景觀察，F11和F22的DoF還是有很大差距，DoF引起的Out of Focus比Diffraction引起的Distortion明顯很多。不用F16，F18，甚至F22，總覺得可惜。

（c）使用長爆的時候，如流水等景色，可以用大的F Stop來實現長爆，這個時候F22就有用了？

謝謝兩位老師了。

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網友的答複：

（1）從實踐中，覺得任何時候，DSLR都不能用f16以上，就是流水長曝也應該用GND+f8，否則像質受影響。

（2）光圈太小 的話，數碼成像有衍射的問題，膠片的相對輕些，底片越大，鏡頭產生的衍射應該越小。

（3）俺理解光圈是快門直徑與象場（數碼sensor或膠片）大小的一個比例。
所以同樣光圈下，寬幅相機的快門直徑比35mm全幅相機的快門直徑大。
或者同樣快門直徑下，寬幅相機的光圈比35mm全幅相機的光圈小。
而衍射是直接跟快門直徑相關（快門直徑越小越容易衍射）。
因此在F22下35mm全幅相機出現衍射了，寬幅相機卻未必如此。
這是寬幅相機可以使用較小光圈的主要原因。

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雲漫的答複：

(1) 任何時候確保景深第一，避免衍射第二。也就是說首先保證所有景物在景深範圍之內（假設這是你的目標）。

但是如果景深已經夠了，就沒必要用更小光圈。比方說17-21mm的焦段，在幾乎任何時候F8-11就能夠達到全景深了，這個時候沒必要用比F11更小的光圈。

（2）衍射極限和像素密度有關，而像素密度和畫幅有關。基本要求是瑞利斑不能超過一個像素大小。中畫幅我用到Ｆ２２沒問題，而大畫幅可以用更小點。ＡＰＳ－Ｃ之類的小畫幅最慘。

（3）假設同樣是全畫幅，135反轉片的有效像素大概在8-10M像素左右，而Canon 5D MarkII高達21M像素。也就是說5DII的像素密度遠遠高於膠片。5DII的衍射極限是F10-F11， 你用比F11更小的光圈的話，瑞利斑會覆蓋2個像素以上，所以畫質會明顯偏軟　－－２１Ｍ像素變成１０００多萬了。 而膠片的等效像素密度低多了，用F16-F20也看不出很大區別。

（4）小光圈的問題不光是碰到衍射極限。大部分鏡頭的最佳光圈也都是全開後收縮2檔左右。過小的光圈會讓鏡頭嚴重遠離最佳分辨率。

（5）如果最近的景物是6尺之外，你不應該對焦在這個景物上 --- 如果這樣做的話，前景深就完全被浪費了。應該對焦在6尺之外，但保證前景深（全景深的1/3左右）覆蓋這個6尺開外的景物。

(6) 這裏有Canon 16-35的測試．你可以把光圈從Ｆ８變到Ｆ２２，看看分辨率下降的有多厲害。

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) 下麵這兩個links對Lens Diffraction有很好的解釋。

這個是經典文章：
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/diffraction-photography.htm

這個簡單形象：
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/understanding-series/u-diffraction.shtml

（8）計算ＤＯＦ最popular的工具是ＤＯＦ　Ｍａｓｔｅｒ：
你ｐｌａｙ一下各種參數心裏就有數了：

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.