摄影中的弥散圈是什么对拍摄相片有何影响

更新时间:2016-01-09本文内容转载自互联网
  模糊圆的概念

  在一个(理论上的)无像差系统中,影像点(image point)具有最小的维度,但尺寸并不
  是无限小的。光的衍射效应,实际上决定了一个最小光点的实体大小。这个光点直径称为
  「光晕圆」(Airy-disc),其大小取决於光波长与光圈直径,形状则类似具有一圈环状分
  布的核(core),核中央聚集最多能量的光子,周围则环绕著光环。

  光晕圆直径 = 2.44 λ f/N,其中λ为波长,N 为光圈大小

  一般镜头因为有像差,因此最小光点无法形成上述的理想成像,而是呈现一种不规则的形
  状与能量分布。

  从物体发出的平行光束,通过系统后形成一个光锥,锥体的顶端位於影像平面上。


  光束穿越影像平面继续前行,接著形成另外一个分散而非集聚的光锥。由於影像的点实际
  上是一道光束,因此集中与分散的光锥体形成的并不是一个「绝对锐利」的影像平面(参
  见下图)。


  穿越影像平面的光束的形状,很像是沙漏时钟,它的正式名称为「焦散面」(caustic su
  rface)。这个焦散面的外型变化,与像差校正程度有很大的关系,因此设计人员的诸多考
  量,也会影响到焦散面的形状。在一张照片上,其实有两种不同意义的焦平面。其中一种
  我们称为「光束焦平面」(paraxial focal plane),理论上它是影像成像的最佳位置,
  有最大量的光束集中在这一平面上,光束形成了一个很小的高密度核,但是外围有著大面
  积、低反差的光晕。因此光点虽然小,但对比却很低。

  另外一种情况,是光束本身形成了一个直径最小的光晕圆,称为「最小模糊圆」(Circle
  of Least Confusion)。光束形成的「核」直径会较大,但是外围的低反差光晕却比较小
  ,整体有较高的反差。

  对於一支特定焦距的镜头而言,设计人员会选择一个最佳解决方案,一般而言,焦平面会
  落在上述这两种极端之间。

  至此,模糊圆是一个很简单的概念:它是光束(或一个焦散面)聚焦在影像平面上时,所
  能形成的最小直径。

  要计算模糊圆直径,只需要利用简单的几何学即可,而且模糊圆必须位於影像平面,也就
  是底片上。模糊圆决定了光束所能聚焦形成的焦散面的最小直径,但这也要看镜头的品质
  而定,一般来说,模糊圆直径在30微米(microns)到3微米之间(1 micron=百万分之一
  米)。现代新徕卡镜头的模糊圆都在3微米等级,老一代的徕卡镜头也拥有20微米的模糊圆
  实力。

  当然,位於焦平面以外的影像点,就是失焦(out of focus)。这些影像点一样会有相同
  结构的焦散面,但是在焦平面上产生的横断面,和位於焦平面上的最小模糊圆是截然不同
  的。假如这个横断面向最小模糊圆位置靠近,这个点会变小,但是外围会低反差的光晕;
  如果横断面远离最小模糊圆,光点会形成一个漫射的光束。这三种型态对於散景(bokeh)
  的发生有相当重要的影响。焦散面的各种型态如下图所示:


  人眼的辨识力以及对锐利度的感受

  一道直径只有百万分之三米的光束,被看成是一个「点」,是无庸置疑的。真正的问题在
  於:这直径大到何种程度,人眼会看成一个「圆」而不是一个「点」?这就是人眼辨识力
  的界线。辨识力是根据人的肉眼可以分辨出的视差角而定,这个角度大约是1/3440。在大
  约10
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