景深的原理是什麼？

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（來源：File:Depth of field diagram.png）

先貼一張景深的示意圖。Depth of Field 就是我們常說的景深。談論景深，一般我們用「深淺」來形容，即「淺景深」或「大景深」。

要理解景深的原理，必須先明白一件事：當我們對焦時，其實只有一個平面是真正合焦的。這個平面與焦平面（可以簡單理解為膠片或感測器表面）平行。凡是在這個平面之前或之後的，都不是合焦狀態。

當我們拍攝人像時，如果對眼睛對焦，那麼其實只有和眼睛在同一平面的東西是真正合焦的，眼睛「前面」的鼻子，眼睛後面的耳朵甚至整個腦袋，都是未合焦狀態。

合焦的物體的一個點，落在焦平面上也是一個點。而未合焦物體呢？它的一個點落在焦平面上是一個圓。而且，距離合焦平面越遠的物體，成像時形成的圓就越大。

這個圓，術語中叫做「彌散圓」。

但是，人眼對圓的分辨能力是有限的。換句話說，一個足夠小的圓，在人眼看來就是一個點。所以，一個物體在照片上是否清晰，取決於它成像的彌散圓是否足夠小。

所以，實際上影響景深的因素，本質上影響的是彌散圓的大小。

（來源：File:Diaphragm.svg）

上圖是鏡頭光圈與景深關係的示意圖。可以看到，當光圈收縮時，合焦平面（紅桃）的成像不受影響，一個點還是一個點；但草花和黑桃在光圈較大的時候，成像是一個圓，所以模糊，而在光圈較小時，彌散圓就縮小成一個點（實際上只是近似於點），所以清晰。

關於影響景深的因素，一般來說公認的有：光圈、鏡頭焦距，和拍攝距離（物距）。而存在爭議的是，底片尺寸是否影響景深？

實際上，計算景深是有數學公式的，如下：

（來源：景深）

上面這個公式中，DOF是景深，N是光圈值，f是鏡頭焦距，H是物距，c是彌散圓直徑。

重點來了，公式中的c，是和底片尺寸有關的。因為這個公式是在膠片時代確定的，當時對景深和彌散圓的判定是有觀測標準的，即將照片放大到5寸，從1.5米距離觀看是否清晰。

這很好理解，將135底片和120底片都放大到5寸照片，它們的放大倍率是不同，所以在底片上一個相同直徑的彌散圓，放大到照片上直徑就不同了，當然清晰度也不同，所以c是一個與底片尺寸有關的參數。

現在網上很多在爭論景深問題的人，多數是憑直覺在判斷，即使套用公式，也少有真正深入研究和理解的，更別提了解公式的前提假設和適用範圍了。

另外需要注意的是，上面這個公式僅適用於中長拍攝距離（物距s遠大於焦距f）。當超焦距時（後景深無限遠，即合焦平面後方景物全部清晰），景深公式變為：

而當拍攝近距離（物距s接近焦距f，例如微距）物體時，景深公式變為：

其中m是放大率

以前也回答過這類問題，就不再長篇討論了。物理光學還有各類公式樓上諸位寫的很全面了，我就主要從攝影方面說一下。

景深既為在焦點前後容許彌散圓範圍內的景物的深度，彌散圓越小，成像越銳利，反之越虛。

由於缺乏具體標準，對彌散圓多小時算銳利有個體差異。
如果只考慮景深，不固定構圖（要拍的東西可變），那麼影響景深的因素有下：光圈，焦距，物距，畫幅

#「全畫幅相比半幅在同樣的光圈下拍攝同樣構圖的畫面，需要更長的焦距，景深自然要淺。這也是「全畫幅比 APS-C畫幅相機的景深淺」這句話的正確解釋」 (SNAKE,2014).

然而上面這條對多數攝影者來說並沒有什麼卵用。。。因為大部分人不會為了景深，把本來是全身的構圖，通過用長焦，湊近麻豆，改用全幅機的方式，將其拍的只剩一隻耳朵。。這樣討論景深在攝影上也沒太大意義，那麼下面就說說不改變構圖的（就只拍麻豆半身）
如果固定構圖（既在同畫幅固定放大比例，或不同畫幅下拍相同大小範圍的主體），影響景深的因素有：光圈

對，你沒看錯，就只有光圈（終於明白為什麼鏡頭光圈大一級，價格翻幾倍了吧）
# 因為由於構圖不變，你要用長焦就得增加物距，用廣角就得減少物距，此時物距與焦距對景深的影響相抵消。

但是這並不意味著用50mm f/2.8從27cm開外和150mm f/2.8從80cm外拍出來是一樣的。
實際上由於物距對視角產生的改變，背景虛化的散景部分也會改變

# 也就是你離窗子越遠，窗外景物越大，反之越小的原理。（望大神能補充，就不多解釋了）

在放大倍率不變時，更遠的物距能讓背景虛化更誇張（儘管此時景深不變）

Reference

SNAKE. (2014). 從零開始學攝影：探索景深的秘密. [Online]. Avaliable from: 從零開始學攝影：探索景深的秘密 [Accessed:13/06/2015]
Cyrill Harnischmacher, etc. (2011). Closeup Shooting. Rockynook. 1 (4) p.2-5.

這個問題我給很多人都解釋過了，我來嘗試回答一下吧！

首先我假設題主了解一些基礎的光學知識（知道簡單的透鏡成像）

我把鏡頭簡化成一個普通的凸透鏡，那麼拍照的時候，光路就差不多像下面這張圖那樣

所以沒有對上焦的東西，在底片上（和最後的照片上）看起來就是模糊的。如果拍的是一個燈泡的話，就會看起來像是一個圈。

下面來看看這個「圈」，和東西離對焦點的關係是怎麼樣。

所以，離得越近，那個圈就越小，也就是越清楚；離得越遠，那個圈越大，也就越模糊

如果這個圈的範圍，小到人眼無法識別的話（我就假設是一個像素的大小吧，方便理解），那麼這個東西拍出來，看起來就和對上焦的東西一樣清晰。（因為模糊的圈太小了，這個應該不難理解吧？）

所以就會有一個範圍，在這個範圍內的東西都可以拍得清晰。這個範圍，就是景深。

下面還可以延伸討論光圈和景深的關係，不過和本題無關就不去多加說明了。

了解沙姆定律後，加上對彌散斑的了解，估計對景深的認識就夠了

願意看公式的話這裡有一篇很詳盡的資料：
淺談景深與光圈、焦距、對焦距離、孔徑角的關係與公式，及超焦距成像

看過老式電影的不難知道，把膠片投影在空間中成像是一個面。
在照相系統中，物空間中只有一個面與膠片的平面對應（我們矯正相差也是矯正這兩個面的像差）嚴格來講除正好在這個面上的點能成點像外，其它空間點在景像平面上只能為一個彌散斑。
但由於人眼有解析度，當彌散斑足夠小（其對人眼的張角小於眼睛極限解析度）可將其視為點像。

彌散斑尺寸小於一個cmos感光單元都能清晰成像，反之不能。

這就是德頭與日頭的區別，德頭的彌散圓更像一個方框，在聚集範圍內的景深區別非常小，人眼幾乎無法分辨，而焦外就突然變得非常鬆散；日頭就是一般橢圓的漸變，每一點不同深度的焦點都有明顯的變化；比如拍一個人臉肖像，焦點在眼睛，德頭的表現為眼睛、鼻子、耳朵都非常清晰，看不出有多大區別；而日頭的表現為，眼睛非常清晰，鼻子和耳朵雖然也比較清晰，但是和眼睛比起來就明顯有點模糊；也許這就是我們常常說的「德味」。