二、景深
接下来,我们来讨论景深和裁切系数之间的关系。一般说来,焦距的改变会引起景深的变化。由于刚才已经说明,数码单反的“焦距倍率”并不能真正改变镜头的焦距,那么我们能否说,感应器的大小不会对景深造成任何影响呢?
景深的计算公式相当复杂。这里就不详细推算了。主要由以下三个公式组成:
1. 在超焦距范围内

2. 可接受的清晰度的近焦距(即景深近点)

3. 可接受的清晰度的远焦距(即景深远点)

其中,
| 名词 |
解释 |
| H |
超焦距 |
| F |
镜头焦距 |
| s |
焦点距离 |
| Dn |
可接受的清晰度的近距离 |
| Df |
可接受的清晰度的远距离 |
| N |
f档数(光圈) |
| c |
模糊圈 |
以上公式来源于Greenleaf, Allen R.等人所著的Photographic Optics。
公式相当复杂,即使包括非常专业的摄影师在内,都不会有多少人去认真推算。但是不知你有没有注意,在公式的众多项中,有一个“模糊圈(Circle of Confusion,简称CoC)”的参数。虽然听起来像初学摄影者的失误,但是在这里,它却扮演着非常重要的角色。
首先解释一下“模糊圈”的概念。想象在远处有一个点光源,灯泡也好,聚光灯也好,甚至夜晚的一颗星星也好,这个点光源的形状可忽略不计。面向这个点光源按下快门,在照片上会留下一个亮点。如果镜头的焦点恰好落在点光源上,在胶片/感应元件上就会形成一个亮点。而如果镜头的焦点偏离了这个点光源,且相差足够距离的话,照片上就会留下一个模糊的斑点。当焦点和点光源的距离相差到一定程度时,观看者无法准确分辨这个斑点到底来源于一个“点”还是一个“圆”。此时,这个斑点的直径就是所谓的“模糊圈”。

“模糊圈”的原意,也有从观看者的角度来说,对照片上的物体究竟是“点”还是“圆”感到模糊的意义
模糊圈的意义,并不仅仅限于点光源,也在一定程度上决定你所拍摄的一切。显然,如果镜头的焦点偏离被摄物体,成像就非常模糊,如果焦点刚好落在被摄物体上、或离被摄物体比较近,图像就非常锐利。
从另一个方面说,模糊圈的大小也与最终照片的尺寸,以及观看者与照片的距离相关。最终照片放得越大,模糊圈越小,或者说观看者离照片越近,模糊圈越小。
模糊圈到底有多大呢?一般认为,35毫米标准胶片的模糊圈为0.03毫米,也有人认为是更精确的0.025毫米。但是对于数码相机来说,由于绝大多数数码相机的成像元件(CCD或CMOS)的尺寸小于35毫米底片。因此,如果将数码成像和胶片成像放大到同样大小进行比对,数码的放大倍率将大于胶片的放大倍率。因此,数码相机的模糊圈应小于胶片相机。
例如,我们已知35毫米底片的模糊圈为0.03毫米。而尼康D2x的裁切系数为1.5,因此,D2x的模糊圈大小为0.03÷1.5=0.02毫米。其它相机可以依此类推。
模糊圈越小,对焦就要越精确。因此,如果我们以相同的距离,相同的光圈,拍摄同一个物体的话,数码的景深将稍小于胶片。
但是这里又会出现一个问题:由于焦距转换系数的影响,同样一个镜头,在数码单反上的焦距大于胶片单反。因此拍摄相同的场景时,胶片单反使用的镜头实际焦距应大于数码单反,或者干脆让数码单反往后退一定距离。考虑到长焦的影响,数码相机的景深会有所增加,增加效果大于由于模糊圈减小造成的景深减少。以下三张照片可说明这问题:

原图,胶片单反拍摄

在相同的距离使用数码单反拍摄。由于裁切系数,照片看上去似乎焦距更近,但是景深较浅

使用数码单反后退拍摄,拍摄范围与第一幅图相同,但是景深更大
总而言之,如果你与被摄物体的距离相同,使用的镜头焦距也相同,唯一的区别是胶片和CCD的面积,那么数码相机的景深较小,但是相对焦距较长。如果数码相机使用的镜头焦距较小,而使数码的成像范围和胶片相同,此时数码相机成像的景深较大。