2023年12月16日发(作者：匡旭)
理想凸透镜成像公式：1/u + 1/v = 1/f，其中u是物距，v是像距，f是焦距。
“变焦（Zoom）＂是指改变焦距f。只有变焦镜头的焦距才能被改变，定焦镜头的焦距是固定的。
“调焦（Focus）＂或“对焦＂是指改变像距v，也就是改变镜头光心到底片平面的距离。除了一些低档傻瓜机镜头没有调焦机构，不能改变像距外，所有镜头，无论定焦变焦，都可以改变像距。
“焦点对在xxx上面（Focus on xxx）＂这个习惯说法，是指通过“调焦＂，即改变像距v，使之与景物xxx到镜头的距离u、镜头焦距f，满足成像公式 1/u
+ 1/v = 1/f，也就是景物xxx能在底片上清晰成像。
变焦是改变镜头的焦距即改变镜头的视角，其原理是在镜头的镜片中加一族活动透镜；对焦是调整像的虚实，即改变透镜和成像面的距离，达到使影象清晰目的。因而，变焦与对焦意义完全不同。
一、调焦原理
实际照相时，被照物体与照相机的相对距离，每次总是有变化的。由高斯公式1/l'-1/l=1/f'可知，对于不同的照相距离l，其照相光学系统的象距l'也将随着变化。为了使不同距离的被摄物体能够正确地成象在焦平面（即胶片平面）上以得到清晰的影像，必须随时调整镜头与胶片平面之间的距离l'来适应物距l的变化。镜头的这种调整过程就称为调焦。为了正确地进行调焦，一般在调焦前还要测定出被摄物体到胶片平面之间的距离，这个过程便称为测距。
二、照相机镜头的调焦方式
照相机镜头的调焦通常采用下述三种方式来进行：
(1)改变象距的调焦方式
照相机镜头对无穷远物体对焦时，它成象在镜头的焦平面上，即l'=f'。当摄影距离缩短成有限距离时，如7m，3m，…(指被摄体到照相机胶平面之间的距离)，象距l'都会拉长。实际上135照相机的胶片位置是相对不变的，因此只能将整个镜头向前伸出有限距离x'，此增大量只有这样才能保证象点正确地落实在胶片平面上，以保持象面的清晰度。这种保持镜头焦距不变而改变象距的调焦方式又称整组调焦。此增大量x'称调焦量。这种调焦方式在使用时，只需转动镜头上的调焦环，调焦环上刻有与调焦量对应的底片与被摄景物之间的距离标尺，调焦环带动镜筒上的多头螺纹，让镜头产生轴向移动，使镜头的焦点落实在胶片平面上。由于是整组移动镜头，镜片之间的相对位置固定不变，因此能始终保持镜头的成象质量处于最佳状态。
(2)改变焦距的调焦方式
这种调焦方式是通过移动镜头中某组镜片的轴向位置，从而稍微变动了镜头的焦距，以使物距变化时能保持象距不变。前组调焦是最常采用的调焦方法之一。可以前组单片调焦，也可以前组一齐移动调焦。此外还有采用中组或后组的调焦形式。这种调焦方式的优点是调焦时整个镜头可保持不动，调焦量小，调焦机构也较简单。变焦镜头由于镜片多，体积大，整组移动有困难，往往多采用这种方式调焦。
(3)固定焦点方式
目前市场上供应的简易型照相机的镜头位置大多是固定不变的。即不管物距多少，照相机的镜头与胶片之间的距离始终固定不动，这种调焦方法称为固定焦点法。尽管这样，由于限制了弥散圆的大小，照相机的拍摄质量也还是有一定保证，实际上此类照相机是利用“景深”调焦，又称超焦距法。
三、照相机的调焦方法
无论采用何种调焦方式，我们都必须使被摄体的物距l和象距l'满足高斯公式，只有这样才能在胶片平面上获得清晰的象。通常用下述方法来获得正确的调焦。
1、测距法
这种方法是首先测出被摄体至胶片平面之间的距离，根据调焦方式确定此时的调焦量，然后再使整个镜头或前组作相应的转动，以使在胶片平面上获得清晰的影像。根据测距方式的不同又可分为估测法和三角测量法：
(1)估测法就是摄影者根据目测或步量的形式，首先确定摄影距离，并据此来转动或调节镜头上的调焦环，使其距离刻度或远景、中景、近景标记与镜头上的基准标记对准。这种调焦方法用在镜头焦距较短。相对孔径较小的照相机上，可获得足够清晰的照片。
(2)三角测量法就是利用数学中的三角关系来进行测距、调焦。主要应用于带测距器的照相机中，这种照相机的测距和调焦是联动的，只要使取景器中的双象重合，测距和调焦即告完成。这种方法可以使镜头得到准确的调焦，从而保证底片上影像的清晰度。此方法常用在带有逆伽利略式取景器的照相机上。
(3)视差由于旁轴取景器的取景光轴位于摄影镜头光轴的旁侧，故视界范围有所偏移，因此有视差存在。设取景器光轴与摄影镜头光轴相距为v。当对物距l的物平面摄影时，在胶片上的成象范围为 TT'，而取景范围却是SS'。此时取景光轴上的点P通过摄影镜头成象，其象点不在胶片中心O，而是偏离一个距离ε，ε称为视差量。由相似三角形关系，有ε/v=l'/l， ε=l'v/l。又由几何光学可知，1/l+1/l'=1/f'。于是可有ε=vf'/(l-f')式中，v与f'为结构常数，因此视差量ε随物距l而变化。l越大，视差就越小。当对无限远处调焦时，l-> ∞，由视差ε->0。
2、聚焦检测法
这种方法是通过人眼观察象面或对焦板上的影像是否清晰来判断聚焦是否合适的方法。它又分为对比法和裂像法。
(1)对比法
当我们观察一个景物的轮廓时，影像轮廓边缘越清晰，则它的亮度梯度就越大，或者说景物边缘处与它的背景之间的对比度就越大。反之，离焦的象，它的轮廓边缘就模糊不清，亮度梯度或对比度就下降。如毛玻璃对焦板就是采用这种方法。
(2)裂像法
在对焦板位置上放置裂像光楔或微棱镜，当焦点正好位于裂像光楔的交点上或微棱镜的顶点上的时候，我们看到的只是一个清晰的象点；当焦点偏离上述位置时，通过裂像光楔看到的是两个分开的象，而通过微棱镜看到的则是许许多
多分开的象，造成一种影像模糊的感觉。用裂像光楔和微棱镜对焦板对焦就是根据这个原理进行的。
因为对焦平面与胶片平面完全共轭，人们只需通过眼睛来观察相当于胶片成象平面的对焦屏。只要对焦屏上的裂像重合和微棱区影像是清晰的，则胶片平面上的象必然清晰；反之亦然。对焦屏可以做成不同的结构形式，如毛玻璃表面状、微圆锥面状、微棱镜状、带裂像光楔的、带环带透镜的，等等。聚焦检测的调焦方法主要应用于单镜头反光照相机上。
变焦距镜头最佳像面位移的调整
通过移动变倍组和补偿组,在保证所要求的变焦倍率的同时,考虑高级像差对最佳像面的影响,调整各组之间的间隔,使之尽量符合各焦距最佳像面的位移变化（即齐焦）,最终达到在各种焦距位置时对高斯像面的严格一致。
光学变焦倍数是变焦距镜头的重要参数之一，其倍数是用该变焦镜头的长焦焦距长度和短焦焦距长度度的比值来表示的。变焦倍数越大，取景范围的变化就越大，能拍摄的景物也就越远。如果光学变焦倍数很大，可以在不改变拍摄距离的情况下以拍到人物的远景、全景、中景、近景、特写等画面。用到影视摄影上，还可得到连续变焦效果的画面，这就是我们在屏幕上经常看到的变焦推拉镜头画面。数码相机的光学变焦，是和数字变焦相对而言，比如佳能A710ls数码相机，是6倍的光学变焦镜头，广角（短焦）是5.8mm，窄角（长焦）是34.8mm，二数之比是6，故是6倍光学变焦镜头。
变焦系统是利用系统中若干透镜组的移动，使系统的焦距在一定范围内可以以不同的速度进行连续改变的系统。由于系统焦距的改变，必然伴随物像之间
的倍率发生变化，所以变焦系统也称为变倍系统。多数变倍系统除了要求改变物像之间的倍率之外，还必须要求保持像面位置不变，即物像之间的共轭距不变。对于单个透镜组而言，要它只改变倍率而不改变共轭距是不可能的，但是仍有两个特殊的位置能够满足这个要求，即所谓的物像交换位置。
在变焦系统中主要造成变倍作用的透镜组称为变倍组，它们大多工作在-1倍的位置附近，称为变焦系统设计中的物像交换原则。但要使变倍组在整个变倍过程中保持像面位置不变，必须另外增加一个可移动的透镜组，以补偿像面位置的移动，这样的透镜组称为补偿组。此外，由于物像平面是由变焦系统的实际使用要求所决定，一般不可能符合变倍组要求的物像交换原则，因此必须使用一个透镜组把指定的物平面成像到变倍组要求的物平面位置上，这样的透镜组称为变焦系统的前固定组。同样地，如果变倍组所成的像不符合系统的使用要求，也必须用另一个透镜组将它成像到指定的像平面位置，这样的透镜组称为后固定组。大部分的变焦系统均由前固定组、变倍组、补偿组和后固定组4个透镜组构成，有些系统根据不同的情况可能会省去这四个透镜组中的1个或2个。
变焦距镜头及其原理
摄像机的镜头可划分为标准镜头、长焦距镜头和广角镜头。以16毫米的摄影机为例，其标准镜头的焦距是25毫米，之所以将此焦确定为标准镜头的焦距，
其主要原因是这一焦距和人眼正常的水平视角（24度）相似。在使用标准镜头拍摄时，被摄对象的空间和透视关系与摄像者在寻像器中所见到的相同。焦距50毫米以上称为长焦距镜头，16毫米以下的称为广角镜头。摄像机划分镜头的标准基本与16毫米摄影机相同。但是，目前我国的电视摄像机大多只采用一个变焦距镜头，即一个透镜系统能实现从“广角镜头”到“标准镜头”以至“长焦距镜头”的连续转换，从而给摄像的操作带来了极大的方便。
变焦距镜头的主要特点之一是：在一定范围内变焦以改变焦距，而成像面位置仍保持不变。
变焦镜头由许多单透镜组成。最简单的是由两个凸透镜组成的组合镜。现设定两个透镜之间的距离为L，通过实践可以得知，只要改变两个凸透镜之间的距离L的长短，就能使组合透镜的焦距发生变化。这是变焦距镜头的最基本原理。但是，上述组合透镜的缺点是，当改变了L的距离后，不仅使焦距发生了变化，而且成像面的位置也会有所改变。为了使成像面的位置不变，还必须再增加几组透镜，并有规律地共同移动。因此，摄像机中的变焦距镜头至少要有三组组合透镜，即调焦组、变焦组和像面补偿组。如果因为像距太长，成像面亮度不适中，需要缩短像距时，还要再增加一组组合透镜，这组透镜叫物镜组。
变焦距镜头在变焦时，视角也发生了改变，但焦点位置与光圈开度不变。通常所说的镜头的变焦倍数，是指变焦距镜头的最长焦距与最短焦距之比。目前，在一些普及型的摄像机中，其变焦距镜头的变焦范围大体上是从10－90（mm），故其倍数约为6－8倍。一些广播级摄像机变焦距镜头的倍数约为14－15倍。另外，有些机器上还装有一个变焦倍率器，使镜头焦距可以在最长焦距的基础上
增加一倍，从而延伸了镜头的长焦范围。但是，这种变倍装置会影响图像的质量，使用时要格外谨慎。
在实际拍摄时，当把变焦距镜头从广角端渐渐地变为长焦端时，其画面的视觉效果好像是摄像机离这一景物越来越近，这种效果便是所谓的“推镜头”。相反的变化效果便是“拉镜头”。
变焦距镜头的操作有一定的难度，初学者会更为明显地感到困难，这是因为影响聚焦清晰的因素如镜头焦距、光圈、景深以及主体离摄像机的距离等可能同时都在变化。为了有效地解决这一问题，初学者可以在拍摄中把握这样一点，即先用变焦距镜头最长的焦距对准被摄对象聚焦，然后再恢复到拍摄时所需要的焦距上，这样就能保证被摄对象的清晰。
光学变焦
光学变焦(Optical Zoom)依靠光学镜头结构来实现变焦。也就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。
焦距与视角的关系
焦距与视角的关系
光学变焦与数码变焦：
光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。
显而易见，要改变视角必然有两种办法：
一种是改变镜头的焦距。即光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。
另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短。即数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。
光学变焦不会损失图片的质量
所以我们看到，一些镜头越长的数码相机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍－5倍之间，即可把10米以外的物体拉近至5-3米近；也有一些数码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增倍镜，其计算方法是这样的，一个2倍的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦
倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。
如果C代表可允许的最大模糊圈,那么D就表示焦深可延伸的幅度
当对清晰度要求较低时,这就意味着可允许较大的模糊圈,这时,焦深就增大了
当光圈缩小时,模糊圈缩小,焦深增大
当摄距接近或使用长焦距镜头时,焦深也增大
焦深的实用价值:
当相机镜头或放大镜聚焦时,应开足光圈,这样既增加了影像的亮度,又减小了焦深,有助于准确聚焦.使用放大镜观察焦屏上的影像,也有助于准确聚焦,因为这时放大了模糊圈的效果。
对135相机或者画幅更小的相机来说,准确聚焦就显得极为重要.因为小型相机可允许的模糊较很小,镜头焦距相对来说又短,因而焦深较小.对于高质量的小型相机来说,当聚焦到无穷大时,镜头相对于焦平面的位置也就要求高度精确。
大画幅相机相对来说具有较大的焦深。所以,在大幅的技术相机上,可以实施镜头板或胶片暗盒的上下或左右转动的功能,用于控制透视效果,校正汇聚线.如大画幅相机近距离聚焦时,相机的焦平面既然有所倾斜,也不会明显影响成像的清晰度。
焦深与景深的不同:
焦深是针对影像的焦平面可允许移动的距离而言;景深则是针对被摄体被摄录后，能被记录得较为清晰的范围而言。
当摄距缩短时,景深减小,焦深则是增加(当物体与影像距镜头同样距离时,即产生了1:1的影像时,焦深与景深是相等的)。
当景物的成像比例增大时,如使用长焦镜头,缩短摄距等,景深减小,焦深增加。
当景物的成像比例减小时,如使用短焦镜头,拉大摄距等,景深增加焦深减小。
当光圈缩小时,景深和焦深都增大;反之,当光圈增大时,景深和焦深都减小。
当降低对影像的清晰度时,景深与焦深都增大;反之,当提高对影像清晰度要求时,景深与焦深都减小。
焦深在很大程度上与相机的制造相关;景深在很大的程度上与被摄体的再现有关。
景深和焦深的区别？
根据透镜成象原理，焦点只有一个，唯有调焦，目标才能在感光片上结成清晰的象。在调焦时，目标前后会出现一个清晰区—景深，数值孔径越大，景深越小。焦深为焦点深度的简称，在使用显微镜时，当焦点对准一物体点时，不仅位于该点平面上的各点都能看清楚，而且在此平面上下一定厚度内，也能看的清楚，这个清晰部分的厚度就是焦深，数值孔径越大，焦深越小。
消色差，半复消色差和复消色差的区别：
消色差或平场消色差物镜至少能校正轴上点的位置色差（红、蓝两色）、球差（黄绿光）、正弦差以及消除近轴点慧差。但在绿光和白光下显微照相时能获得好的镜象效果（但不是最佳效果）。半复消色差或平场半复消色差物镜能校正
红、蓝两色光的球差和色差。在成象质量上，远好于消色差物镜。在彩色显微照相时选用半复消色差物镜，从成象质量和经济上都是最佳选择。复消色差、平场复消色差物镜，不仅能校正红、绿、蓝三色光的色差，而且在同一焦点平面上造象，达到消除“剩余色差”（又称二级色谱）的效果，同时能校正红、蓝两色光的球差。它拥有更大的数值孔径，这样分辨率高，象质好，有更高的有效放大率。复校色差物镜性能很高，适用于高级研究镜检和显微照相。它的景深要比其他物镜小，所以它比其它种类物镜要昂贵。
景深的含义
从摄影光学的理论上来说，当摄影镜头对焦于被摄体的某一点上，只有这一点的物体才能在感光胶片上结成清晰的影像。然而在实际生活中，我们会发现在对焦点的前后一定范围内的被摄体，也能在照片上结成较为清晰的影像，这种在对焦点前后景物较为清晰的范围，即为景深。从对焦点至摄影镜头前的最近清晰点为前景深，从对焦点至后面的最远清晰点为后景深，前后景深之和为全景深。前景深的清晣范围小于后景深，约为全景深的1/3。
影响景深的因素及其规律
1.光圈、摄距与焦距对景深的影响
光圈与景深成反比。光圈大，景深小；光圈小，景深大。即f系数大，景深也大；f系数小，景深也小。
摄距与景深成正比。摄距远，景深大；摄距近，景深小。
镜头焦距与景深成反比。镜头焦距长，景深小；镜头焦距短，景深大。
2.运用景深的三条要点
（1） 除了光圈、摄距、焦距影响景深大小外，对底片上摸糊圈大小的要求，对景深大小也密切相关。影像允许的模糊圈直径取决于影像放大倍率、观看者的视力和观看距离三个因素。对于同一张胶片，若将影像进行高倍放大，并从近处观看，那么，胶片上可允许的模糊圈直径就变小，相对地，景深也变小；相反，若胶片上影像不作高倍放大或观看距离较远，胶片上可允许的模糊圈直径就变大，景深也显得较大。
（2）光圈、摄距、镜头焦距以及可允许模糊圈大小对景深影响的规律，均是相对而言的，即这四个因素在其中三个因素相同时，另一因素对景深大小的影响规律成立。否则，这些“规律”就不一定成立。
（3）如果摄距超出了超焦点距离，摄距与景深成正比的规律不成立。在这种情况下，摄距越远，景深越小，与原规律相反。（参见超焦距）
最小景深与最大景深
对景深的控制是摄影的主要技术之一，运用这种控制，我们可以使主体突出，让不需要的物体虚糊而被隐去；我们也可以使所有的被摄体在画面上都清晰展现，表现它们的每一处细节。掌握最小景深与最大景深的获取是最有意义的，因为，只要掌握最小景深与最大景深的获取方法，对其它大小景深的控制自然会迎刃而解。
1. 获取最小景深
采用小景深拍摄的画面，往往只有被聚焦的拍摄主体是清晰的，画面中的其它部分，如前景或背景都呈模糊状，而这些虚幻、柔和的模糊部分却更加衬托了拍摄主体的清晰和醒目。小景深拍摄法是一种很有力的突出主体的拍摄方法，在人像、静物、花卉及一些特写画面的拍摄中经常采用此法。
根据景深与光圈、摄距及镜头焦距的内在关系，获取最小景深的方法为：最大光圈+尽可能小的摄距+长焦镜头
在获取最小景深的三种方法中，采用最大光圈是既简便又效果很好的方法，它不会引起被摄体变形和空间透视失真的效应。适当地缩小摄距，可以使景深变小，但过分地缩小摄距，则会引起被摄主体形变失真。而采用长焦镜头来获取小景深，同时会带来空间透视压缩的效应，而且镜头的焦距越长，空间透视压缩的
程度越大。当然，在不考虑空间透视因素时，采用长焦镜头来获取小景深仍不失为好办法。
采用最大光圈获取最小景深时，需要同时调节快门速度，以与最大光圈配合获得合适的曝光量。但照相机的快门速度是有上限的，当快门速度无法再提高，或会引起曝光互易律失效时，则要采用低感光度胶片或中灰滤光镜（ND滤光镜）来解决。
2.获取最大景深
采用大景深方法拍摄的画面，其清晰度的范围非常大，往往从很近到无限远都清晰。这种大范围的清晰度对拍摄环境的描绘，被摄主体在环境中的位置的交代以及景物透视关系的反映都很有利。在风光、商业和建筑等摄影领域经常采用大景深法拍摄
获取大景深较简便的方法是采用小光圈，但随着光圈的缩小，曝光量也将明显减少，为了保持合适的曝光量，必须增加曝光时间，也就是将快门速度放慢，但当快门速度放慢至1/30秒以下，容易造成照相机的晃动而影响影像的清晰度，此时可选用高感光度胶片或三脚架来解决。当快门速度慢于1秒时，应注意曝光互易律失效问题，这时要对曝光及色彩进行补偿。此外，当光圈收缩至最小时，还有可能使镜头产生绕射现象，对成像质量有一定影响，因此，在景深效果允许的情况下，可将光圈从最小光圈开大1~2级以保证成像的质量。
获取最大景深的另一种方法是采用短焦距镜头进行拍摄，但要注意画面的畸变。我们知道在同样的拍摄状况下，虽然短焦镜头较标准镜头和长焦镜头能产生较大的景深，但短焦镜头会给拍摄画面造成畸变，并且还会改变画面中的远近透视关系，它使近处的物体显得更大，而远处的物体变得更小。镜头的焦距越短，这种畸变和改变透视的现象就越严重。
增加摄距虽然也能增大景深，但是成像也相应减小了。因此，在不影响构图效果的前提下，“最小光圈+短焦镜头+超焦距聚焦”（详见第四节）能获取最大景深效果。
景深表与景深计算公式
1. 相机上的景深表
大部分相机上都有简易的景深表可供查看景深范围。相机上景深表的位置有的在镜头筒上、位于镜头上光圈刻度与距离刻度之间，采用对称的光圈系数如“16、11、8…8、11、16＂指出每一光圈在某种摄距时的景深，如用f16拍摄，这种景深表上两个对称的f16标记所指向的距离刻度，一个是指景深的远界限，另一个指景深的近界限。相机上的景深表有的位于相机的聚焦钮上，通常采用一组“U＂字型线条，用“U＂字的两端在距离刻度上指出景深范围。
相机上的景深表只能作为了解景深范围的一种参考,因为它並不是非常的精确。对要求高清晰度影像、或要高倍率放大时就应该比实际使用的光圈大一二档来掌握景深范围。如拍摄时用f11，就按f8或5.6的景深掌握，反过来，当你需
要相机上f11所指的景深范围时，就用f16或f22拍摄。这样才能在高倍率放大照片上达到预期的景深效果。
2.景深计算公式
景深计算公式如下：
景深的近界限=H×D/H+D-F
景深的远界限=H×D/H-D-F
H=超焦点距离
D=聚焦距离 F=镜头焦距例
如要计算50mm焦距的镜头，聚焦于4米处，光圈为f8时的景深范围,同时我们可知道f8的超焦点距离是6.25米（模糊圈标准为0.05mm）,代入前面公式：景深近界限=6.25×4/6.25+4-0.05=2.45（米）景深远界限=6.25×4/6.25-4-0.05=11.36（米）它的景深范围应该是2.45米~11.36米
模糊圈的含义
一幅画面上的影像看上去清晰或不清晰的直观原因，在于眼睛对画面上各部细节的分辨能力，能分辨则清晰；不能完全分辨则不大清晣；完全不能分辨则虚糊。
影像是由无数明暗不同的光点组成的，构成影像的光点越小，影像清晰度也就越高。镜头聚焦于被摄景物的某一点，该点在胶片上便产生焦点，焦点是构成
影像的最小光点。这种最小光点实际上是一种极小的小圆圈，可测量其直径。相对焦点影像的最小光点而言，其余的影像光点都比它大。离开聚焦点距离越大的景物（包括离镜头比聚焦点更远或更近），在胶片上结成的圆圈（光点）也越大。
在一定范围内，聚焦点前后景物在胶片上结像的圆圈（光点）尽管在增大，但在视觉效果上仍能产生较为清晰的影像。当这种抅成影像的圆圈（光点）增大到一定程度，便开始构成不清晣的影像了，构成影像的这种圆圈越大，影像也就越虚糊。
在摄影上，把那种能在视觉效果上产生较为清晰影像的最大圆圈称为“模糊圈”。构成影像的圆圈大于模糊圈时就产生虚糊的影像；反之，构成影像的圆圈只要小于模糊圈，就能产生清晰或较为清晰的影像。（景深的范围≤模糊圆）
模糊圆圈的实用要点
模糊圈的最大直径的允许值取决于观看者的视力和观看照片的距离及对底片要求放大尺寸大小有关。
实验证明，视力正常者在光线充足的条件下，距照片25厘米观看时，对于模糊圈直径为0.25mm的影像仍能有较为清晰的感觉；而对模糊圆圈直径大于0.25mm的影像，看上去就不清晰甚至虚糊了。因此，底片上影像所能允许模糊圈的最大直径，可以用公式“最大模糊圈直径=0.25mm/放大倍率＂计算。例如，用24mm×36mm的底片要放大8英寸×10英寸照片，放大倍率约为8倍，那么拫据上述公式0.25÷8≈0.031mm，这0.031mm就是135底片放大8倍，即放成8英寸×10英寸照片时，底片上影像所能允许模糊圈的最大直径。
根据模糊圈的含意和实用要点，我们就不难理解为什么同一底片当高倍率放大时，影像清晰度会下降。
焦深的含义
焦深是指在保持影像原有景深不变的前提下，焦点沿着镜头光轴所允许移动的距离。我们知道拍照时要对焦点进行聚焦，当我们用手动聚焦对准某焦点聚焦完毕后，在这基础上，轻轻地左右转动聚焦圈,有时会发现在一定的范围内焦点还是清晰的，当超过了一定的范围后，焦点清晰度就下降了，这个范围就是我们所说的焦深。当焦深很小时，这样的范围在我们实际拍摄中就感觉不到了。
影响焦深的因素与规律
1. 光圈、摄距与焦距对焦深的影响光圈与焦深成反比。
光圈小，焦深大；光圈大，焦深小。 摄距与焦深成反比。摄距近，焦深大；摄距远，焦深小。 镜头焦距与焦深成正比。镜头焦距长，焦深大；镜头焦距短，焦深小。
2. 运用焦深的两条要点
除了光圈、摄距、焦距影响焦深大小以外，摄影者对模糊圈的要求也影响焦深大小。可允许的模糊圈大小与焦深成正比。光圈、摄距、镜头焦距对焦深的影响规律，均是相对而言的，即三者中两者相同时，第三者影响焦深的规律就成立。否则，这些“规律”也会出例外。
焦深与景深的异同
焦深与景深是两个不同的概念，它们的实用价值也不相同。区别焦深与景深的要点有以下七点:
1. 焦深是针对影像的焦平面可允许移动的距离而言的；景深则是针对被摄体能被记录得较为清晣的范围而言的。
2. 当摄距缩短时，景深减小，焦深则是增加（当物体与影像距镜头同样距离时，即产生1:1的影像时，焦深与景深是相等的）。
3. 当景物的成像比例增大时，如使用长焦镜头，缩短摄距等，景深减小，焦深增大。
4. 当景物的成像比例减小时，如使用短焦镜头、拉大摄距等，景深增加，焦深减小。
5. 当光圈缩小时，景深与焦深都增大；反之，光圈增大时，景深和焦深都减小。
6. 当允许模糊圈增大时，景深与焦深都增大；反之，时模糊圈要求更小时，景深与焦深都减小。
7. 焦深在很大程度上与相机的制造有关；景深在很大程度上与被摄体的再现相关。
焦深的实用价值
焦深的实用价值主要表现在以下二方面。
（1）当用相机镜头或放大机镜头聚焦时，应开足光圈，这样既增加了影像亮度，又减小了焦深，有助于准确聚焦。
对于高质量的小型相机来说，当聚焦到“无限远”时，镜头相对于焦平面的位置也就要求高度精确。
（2）大画幅相机相对来说具有较大的焦深，所以，在大画幅的技术相机上，可以实施镜头扳或胶片暗盒的上下或左右转动的功能，用于控制透视效果，校正汇聚线。
当使用大画幅相机近距离聚焦时，相机的焦平面即使有所倾斜，也不会明显影响成像的清晰度。
超焦距的含义
“超焦距＂又称“超焦点距离＂，它是指镜头聚焦到∞时，从镜头到景深近界限的距离。（镜头筒上的景深表得到）当聚焦在超焦距上，景深便扩大为1/2超焦距至∞。
超焦距并不是指某一种固定的距离，而是会随着光圈、镜头焦距和模糊圈变化而变化。光圈越小，超焦距越近（景深大）。镜头焦距不同，即使光圈相同，超焦距也不同。镜头焦距越长，超焦距越远（景深小）。摄影者对模糊圈的要求不同，即使光圈、镜头焦距相同，也有不同的超焦距，要求的模糊圈越小，超焦距就越远。
超焦距的调节与计算公式
对于带有景深表的相机来说，调节超焦距只要把距离刻度的“∞＂对准实际所用光圈的景深远界限即可。这时，相机上指出的聚焦距离就是针对你的拍摄条件的超焦距。
对于相机上没有景深表的相机来说，可以在摄影书籍上查找。
镜头上各级光圈的超焦距，可用下列公式进行计算：
H=50F÷fd
H=超焦距 F=镜头焦距 f=光圈系数 d=模糊圈直径
例如，50mm镜头、f8光圈、模糊圈直径0.05mm时，
H=50×50÷8×0.05=6.25（米）
超焦距的实用价值
超焦距的运用是一种扩大景深的聚焦技术，通常用于获取最大景深的拍摄。例如拍摄静止的大景深的风景画面，可利用超焦距来确定自已所需的景深范围。
另一方面在捕捉运动物体时,可预先测定动体的活动范围，利用超焦距,把他控制在景深范围内，只等捕捉精彩的瞬间影像。
曝光对影像质量的影响
曝光对影像质量的影响主要表现在影像的密度、影像的清晰度与影像的色彩三方面。
1. 密度
对负片来说：曝光过度，密度越大，俗称“底片厚”；曝光不足，密度就小，俗称“底片薄”。彩色反转片的情况与负片正好相反；曝光过度，胶片密度就小，色彩浅淡、透亮；曝光不足，胶片密度大，色彩浓重、暗黑。要注意曝光与密度的这些变化规律是以正常的冲洗条件为前提的。具体可参考胶卷。
透镜与加膜
在上一节，我们已经提到镜头是用来聚集影像的。虽然简单的针眼照相机，它的针眼也能完成镜头的基本功能，但成像的清晰度远远要比镜头差。同样，镜头的材料、工艺的不同也会影响成像的质量。
1.透镜的种类与片组
1）凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜称为凸透镜，又称“正透镜”，因为它具有会聚光线的性能，所以也称“汇聚透镜”。凸透镜按其形状不同，又分“双凸透镜”、“平凸透镜”、“凸凹透镜”。
（2）凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜称为凹透镜，又称“负透镜”，因它具有发散光线的性能，所以也称“发散透镜”。凹透镜按其形状不同又分“双凹透镜”、“平凹透镜”、“凸凹透镜”。
（3）透镜片组
照相机的镜头是由镜片组成的，而由多少片镜片组成，这要根据镜头的性能、质量而定的。相机或镜头的说明书上都为用户标明了镜头透镜片組的情况，如“几片几组”等，这是表示镜头的光学结构。一片可称为一组，一片以上也可称为一组，“几片几组”是根据镜头各自的构造而定的，如图。
（4）非球面透镜
凸透镜、凹透镜的镜面通常是制成球面状的，照相机的镜头大部分都是由这类镜片所组成。这类镜片有个共同点：从透镜中心到周边有一定的曲率，我们把这类透镜称为球面透镜。球面透镜成像时会出现球差，它是像差中的一种，像差直接影响着成像质量。我们在下面“镜头与像差”里会作进一步探讨。
非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的，能有效克服球差。非球面透镜又有单面非球面和双面非球面两种。使用非球面透镜组成的镜头，有以下几方面的优点：1.能理想地克服球差，可以制成大口径高像质镜头；2.能全面提高镜头的成像质量；3.能减少镜头的透镜片数，减少镜头的长度，有利于镜头小型化。但是，非球面透镜的工艺加工要求较高，含有非球面透镜的镜头，相对要比一般不含非球面镜片的同类镜头，价格要高。
（5）其它透镜
透镜的性能一方面与它的加工工艺有关，另外还与它的材料有关。采用高科技技术，对原材料的开发研制，同样也是提高镜头质量的一种途径。
萤石透镜是用人工方法将氟化钙经过结晶而得到一种光学材料来制成的。超低色散透镜（简称UD透镜）是含有某种稀土原材料如氟化物的光学玻璃来制成的。采用这两种透镜制成的镜头，具有成像更清晰、更明朗、色彩还原更鲜明的优点。这些效果在长焦距镜头上比短焦距镜头更为明显。
2.透镜加膜
镜头是由一组或一组以上的透镜组成的，随着透镜片数的增加，它的透光能力也会随之下降。因此，现代照相机镜头大部分都经过加膜处理，我们看到的镜头表面呈蓝紫色、微红色、暗绿色等现象，就是加膜的结果。
（1） 未加膜镜头对光线的损失
镜头的透镜除能透光，也能反光，还能吸收光。以单片透镜的镜头为例，光线进入镜头时约有5%的光线被反射了，出镜头时又有5%的光线被反射，透
镜本身又吸收了2%的光线。这样约有12%的光线被损失了，只有88%的入射光线到达胶平面。这只是单片透镜对光的损失情况，透镜的片组越多，光线的损失也就越严重。
（2） 单层加膜与多层加膜
镜头的加膜有“单层加膜”和“多层加膜”两种，以多层加膜为好。因为镜头加膜的原理是应用光的干涉作用，即在透镜表面镀上某一色光波长1/4厚度的薄膜，就可将该波长的光反射减小到最低限度。例如一只7 片6组的标准镜头，不加膜的透光率为59，单层加膜为81%，多层加膜则使透光率上升到97%。有些相机镜头圈上刻有“MC”就是表示“多层加膜”，也有的多层加膜镜头在镜圈上不标明的，可查阅相机镜头说明书。总之，镜头加膜、尤其是多层加膜后，能提高色彩的还原能力及影像清晰度。
镜头的像差
像差它能造成影像清晰度下降或影像“失真＂的现象。镜头的像差有六种，这就是球差、色差、彗差、场曲、像散和畸变。
色差又分为纵向色差与横向色差。而在这些像差中，“球差＂和“纵向色差＂是影响整幅画面上影像质量的像差。
在这里我们只对“球差＂和“纵向色差＂进行介绍。
1. 球差
物体反射的光线通过透镜后折射结成清晰的像点（即焦点），这就是透镜成像的基本原理。一个物体是由无数个光点组成的，这些光点通过透镜后，折射会聚成一个一个清晰的点（焦点），形成了影像。球差是由于透镜是球面而引起的一种像差。它是指与镜头光轴平行的光束，通过球面透镜后，因折射情况不同而不能聚焦于同一焦点的现像。假设从无限远处射向透镜的一束光，可把它看成是一个点，按照透镜成像的基本原理，当它通过通透镜后应在主光轴上的某一点形成焦点，但由于透镜是球面的，因此光束通过透镜中心与通过透镜边缘所聚焦的焦点不在同一点上，通过透镜边缘的光朿所聚成的焦点离透镜近；通过透镜中心的光束所聚成的焦点离透镜远，参看图。这样就导致了影像整体的清晰度下降。镜头球面的凸度越大，球差越大。
消除或减小球差的方法主要有三种。
（1）采用非球面透镜。（2）采用多片透镜组合，使多片凹、凸透镜的不同透光特性相抵消、减小球差的影响。（3）对存在球差的镜头，使用时缩小光圈也是减小甚至消除球差的常用方法。
2. 纵向色差
纵向色差它是指平行于透镜光轴射入透镜的光线，因所含色光不同而导致聚焦点前后不一的一种像差。波长的光线折射率小，聚焦点离透镜最远；波长短的光线折射率大，聚焦点离透镜最近；例如无限远的一束白光，它包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种波长的色光，通过透镜折射后，由于色差的关系，它所结成的像点不是白色点，而是有色圆环围成的白点。因此，它也会导致影像清晰度的下降。采用多片透镜的设计，在不同程度上能够消除或减小纵向色差。
焦距与成像效果
镜头焦距的含义从实用的角度可以理解为“镜头中心至胶片平面的距离＂。理论上对焦距的计算是指“无限远的景物在焦平面结成清晰影像时，透镜（或透镜组）的第二节点至焦平面的垂直距离＂。第二节点的位置与镜头中心十分接近，通常位于镜头中心略偏后一点点。
“第二节点＂亦即“光学中心＂。镜头光学中心也有可能位于镜头体外。以这种原理设计的镜头又称为“后焦点镜头＂。“后焦点镜头＂是现代镜头发展中的一个关键。这也就是为什么同一焦距的镜头可以有不同长短的原因所在。
现代相机镜头焦距的变化幅度己经短至6mm,长至2000mm。面对同样的被摄体，对面幅相同的相机来说，焦距变化所带来的成像效果变化可归纳为以下两条规律。
1. 焦距与视角成反比
焦距长，视角小；焦距短，视角大。视角小意味着能远距离摄取较大的影像比率；视角大能近距离摄取范围较大的景物。
2. 焦距与景深成反比
焦距长，景深小；焦距短，景深大。景深大小指纵深景物的影像清晰度。
口径与大口径的优点
1.口径的含义
镜头的口径表明该镜头的最大光通量，它与镜头焦距共同说明该镜头的主要性能。焦距告诉你这只镜头是标准、广角还是长焦距；口径告诉你它的采集光线的能力。口径越大（F系数越小），镜头的性能越好，越能在暗弱光线下拍摄。一只口径F1.4的镜头比口径F4的镜头能多采集8倍的光线。
口径是镜头最大进光孔直径与焦距的比值。例如，如果一只镜头的焦距是50mm，最大进光孔直径是25 mm，该镜头的口径就是25: 50=1:2，用“1:2”表示该镜头的口径；当它的最大进光孔直径为35 mm时，即，35:50=1:1.4，用“1:1.4”表示该镜头的口径。口径通常用F系数标示，如“1:1.4”简称为F1.4，“1:2” 简称为F2。显而易见，这种系数越小，表示口径越大。要注意的是：无论是镜头焦
距还是最大进光直径，都不能具体地指明镜头的光通量，只有当二者其一确定了具体的数值之后，其余的一方面才具有意义。
2.大口径的优点
从使用的角度来说镜头的口径越大，使用价值越大。大口径镜头的主要优点可归纳为以下三方面。
（1）便于在暗弱光线下手持相机用现场光拍摄。
（2）便于摄取小景深，虚实结合的效果。
（3）便于使用较高的快门速度。
大口径镜头的制造工艺复杂，因而价格也就昂贵。通常，对于同类镜头，口径大一档，价格约要翻一番。对于一般的摄影任务来说，口径F2的镜头也就够用了。
变焦镜头
变焦镜头的焦距可以在它本身限定的最短和最长焦距之间任意调整，因而，一只变焦距镜头，能够当作许多只不同焦距的镜头使用。
1.变焦镜头的种类:
现代变焦镜头的种类繁多。选择时，首先应注意自己所持相机的卡口、是自动聚焦相机还是手动聚焦相机、还要考虑变焦范围、变焦倍率及变焦方式。
（1） 手动与自动。变焦镜头有两大类，即自动聚焦变焦镜头与手动聚焦变焦镜头。自动聚焦变焦镜头用于相应的自动聚焦相机，手动聚焦变焦镜头则用于相应的手动聚焦相机，不可混淆。
（2） 变焦范围。指的是镜头的取景视角的变化。无论是手动还是自动聚焦变焦镜头，基本种类有广角变焦镜头、标准变焦镜头、中远变焦镜头、远摄变焦镜头。也有不少变焦镜头的变焦范围包括了广角至中焦的范围，如表1-1。自己应拫据主要用途进行选择。
（3） 变焦倍率。指每个变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比。如：35---105mm（3倍）、28---200 mm（7倍）等。变焦倍率越大，既有一只镜头能发挥几只镜头功能的优势，也有体积相对较大、像质相对略低、口径相对稍小之不足。
（4） 变焦方式。指的是用什么样的方法去变动镜头的焦距。它可分为两大类型:一种是自动变焦、一种是手动变焦。所谓自动变焦是指操作时只要轻轻按下相机上的变焦钮，相机便自动伸缩镜头，完成变焦。所谓手动变焦是指操作时需要拍摄者转动或推拉镜头的变焦环来完成变焦。
2.变焦镜头的优缺点
变焦镜头最大的优点是一只变焦镜头能替代若干只定焦镜头的作用，因而携带方便，既不必在拍摄中频繁更换镜头，也不必为摄取同一对象不同景别的画面而前后跑动。
变焦镜头的主要缺点是它的口径通常较小，常会因此而给拍摄带来麻烦，如想用高速快门时，想用大光圈时等，往往不能满足需要。使用变焦镜头后的取景屏也不如定焦镜头明亮，还常常会使景像聚焦指示失灵。此外，在质量技术水平相同的前提下，变焦镜头的成像质量总比定焦镜头要差些。
2. 曝光与影像清晰度
提到影像清晰度，人们自然会联想到聚焦。聚焦准确与否，无疑对影像清晰度起决定性作用，它是解决影像的焦点在哪里的问题。除此之外，曝光也与影像清晰度有关，表现在曝光量、实际使用的光圈大小与快门速度的快慢。
（1） 曝光量。
曝光量过度或不足都会导致影像清晰度下降。曝光严重过度时，由于光线在胶片乳剂层中的散射，导致影像轮廓线被柔化而显得不够清晰；还会引起乳剂颗粒增粗，也使影像细节表现的清晰度下降；严重时会缺乏构成影像的必要密度，就无法清晰显像了。
（2） 光圈大小。
光圈的大小形成了不同的景深。光圈大时，纵深景物被记录得较为清晰的范围就小；光圈小时则相反。
（3） 快门速度。快门的开启时间称为快门速度，即进光时间。在一定的照明条件下，胶片要想获得正确的曝光，必须在改变光圈的同时改变快门速度。快门速度的高低构成动体影像的不同清晰程度。摄影中如果自身持相机的手抖动或被摄物体运动时，快门速度越慢造成影像清晰度也会越模糊。
3. 曝光与色彩
在彩色摄影中，准确的色彩再现需要以准确的曝光为前提，曝光过度或不足都会导致影像的偏色。这是因为彩色胶卷分别感受红光、绿光和蓝光的三层感光乳剂，对曝光过度或不足时受到的影像不是一致的，色彩平衡也遭到了破坏。
为了增大焦深,通常的做法是缩小相对孔径,但这种做法会降低光学系统的光通量、调制传递函数(MTF)及分辨率,而大焦深成像系统通过在光学系统光路中加入一特殊设计的非球面掩模板,并用图像处理技术对相位掩模板编码后的图像进行解码得到清晰图像,保证了光学系统在维持原有相对孔径的同时扩大其焦深范围,使光学系统在离焦范围内有好的图像质量.
调焦过程可分为调节物距、调节像距和移动镜头三种情况.基于几何光学关系,推导了三种情况下的弥散斑半径和横向放大率与离焦量的关系.利用数字图像处理方法,模拟了这两个因素对自动调焦评价函数的作用,表明弥散斑的扩散在焦前焦后呈现对称影响,而横向放大率的影响则沿光轴单调下降,二者叠加,造成峰值两侧的不对称.当光学系统F数增大时,调焦评价函数变得平缓,从而使横向放大率的影响变得显著,最佳像面因此向焦前偏移.利用CCD成像的实验证明了上述观点.
从像的角度来推测景深。
设定弥散圆的大小是D，那么从透镜的最边缘射出的光线在底片上面也应该刚好位于弥散圆的边界。画景深的示意图我认为最重要的就是要明确一点，那就是透镜的边缘对应于弥散圆的边缘。如果没有特别说明这一点都是不正确的。因此透镜边缘射出的光线可以分别汇聚在底片前后的A和B两点，这两个点到透镜边缘的连线在底片上形成的照射范围刚好是弥散圆的边界。如图中的A和B两点所示。所有成象在A和B位置之间的点，连线到透镜边缘在底片上产生的光斑
都会小于弥散圆。所以A和B到底片之间的距离分别就是前焦深和后焦深。从图中很容易看出来前后焦深是不一样大的，前焦深要小于后焦深。有了A和B这两个像的边界位置，那么我们就可以根据上面的做图方法画出像A和B对应的物`A和`B。我这里画的是示意图，只是用来做说明。所以物和像的对应关系未必准确。但是根据1/u+1/v=1/f这个透镜的基本公式或者做图都可以根据像推算出物的位置。这样推算出来的两个物的位置边界`A和`B之间的距离才是真正的景深。通过实际计算可以知道前景深小于后景深。正确的景深示意图一定要确定透镜的边缘对应弥散圆的边界，使用这样的光路画出来的才是真正的景深.
如果镜头的光圈缩小，那么同样弥散圆的情况下前后焦深都会变大，所以对应的前后景深也都会变大。很容易看出光圈影响景深的关系。另外影响景深的因素就是焦距，还有拍摄的距离。距离越远景深越大，焦距越大景深越校。但是拍摄距离和焦距的变化对景深的影响必须使用准确的做图或者
计算才能说明，不是可以通过简单的说明能够直观体现出来的
关于全景深技术的理论运用
一、镜头景深公式
镜头最终的原理就是凸透镜成像，无论镜头结构焦距怎样变化，它都是一面具有同样焦距的等效凸透镜。因此，所有镜头成像的初级理论都可以用光学知识来解决，镜头的等效中心是在快门平面，所有距离计算都是从这个平面开始的。
成像后在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫焦深，这两个弥散圈之间所对应的实际物距就是景深。这里把景深和焦深区分开来：景深对应的是实际景物，即Δ物距；焦深对应的是透镜后的像，即Δ像距。后焦深对应前景深，前焦深对应后景深。在这里，大家需要明白的是弥散圈这个概念在成像过程中始终是存在的，因为凸透镜成像只是一个平面的概念，它只会对某一个平面成清晰的像，对于实际拍摄的立体世界要通过弥散圈这个概念来区分各个平行平面之间的清晰度。
图一
定义参数：
δ —— 容许弥散圆直径
f —— 镜头焦距
F —— 镜头的拍摄光圈值
L —— 对焦距离
L1 —— 景深近点距离
L2 —— 景深远点距离
ΔL1 —— 前景深
ΔL2 —— 后景深
ΔL —— 景深
根据凸透镜成像公式1/u+1/v=1/f和光线经过透镜后的近似三角形可以得到以下几个方程：
1/L1+1/V1=1/f=1/L+1/V以及f/F：V=δ：（V1-V）
1/L2+1/V2=1/f=1/L+1/V以及f/F：V=δ：（V-V2）
即可分别求得：
图二
其中弥散圈直径是一个相对参数，它可以根据自己对照片的要求进行调整。还有就是很多教材中提出拍摄中后景深和前景深按照2：1处理，其实是一种误导。从公式中我们可以发现，在最近点对焦的时候后景深和前景深基本接近1：1，随着对焦距离增大，后景深增加的速度大于前景深，增加速率比较接近对焦距离和镜头焦距的两次方比，最后趋向于无穷大。
从后景深公式中，我们可以得到超焦距f2 – FδL=0即L=f2 / Fδ。有些书上把超焦距看作是对胶平面到对焦点的距离，我查找了超焦距原始的定义没有找到，个人认为还是看作对焦距离比较合适。
二、 全景深技术的基础
sheimpflug定律指出：当被摄物平面、镜头平面和胶片平面中的两个不平行时，若想在胶片平面上获得清晰地被摄物平面影像，必须调整某一个或者两个平面，使三个平面延长线交于一点。
图三
如图，R是镜头平面，ST是水平线，M`N`是胶平面。如果镜头R仍然保持在与
水平线垂直的位置，根据成像知识，我们可以知道MN在M`N`上面的成像不可能完全清晰，如果把R向前倾斜一定角度，使得R与MN以及M`N`交于同一点，则可以使得MN在M`N`上面呈完全清晰的像。这就是沙氏定律。平移后的镜头光轴由OP变为OQ，我们可以根据成像公式算出MN的像，然后再根据解析几何知识证明三的平面的的确是相交于一线的，由于过程相当繁复，就不在这里作具体证明。
三、全景深技术中的实际景深
我们可以这样以为，在胶平面不变的情况下，每一个镜头平面调整角度将确定一个经过N的清晰平面O`N，而O`N与水平面的夹角将随着镜头平面的倾斜逐步变化。如果镜头平面前倾，清晰平面O`N也将逐步前倾；如果镜头平面后仰，清晰平面O`N也将逐步面后仰。注意这里的倾斜速度是不一样的，是一个相当繁复的关系，我算了一半没有再算下去。
因为镜头的对焦距离是镜头光心与该清晰平面的垂线距离，那么如果拍摄物体是MNTS范围内的物体，在镜头平面作前倾之前，我们需要控制的景深范围是ST，对焦距离应该在OY到OX之间。随着镜头前倾，在对焦的时候我们始终保持N点的完全清晰（注意：这时候O`在M`N`平面上逐步由下往上移动，而并不和MN重合），等到一定幅度，我们可以发现M点也出现清晰的像，这时O`N已经完全与MN重合。这时候已经对MN平面进行精确对焦，对焦的距离是OA，过S点取MY的平行线，要而保持MNTS内全部清晰的充分条件是对AB范围内对焦清晰，即调整后前景距离变为OA，后景距离变为OB。
当OA与OB确定之后，我们可以来分析景深。
取三角形OAY，由直角三角形知识，因为OA垂直于AY，我们可以知道OA始
终小于OY，这样在镜头平面R前倾之后，对于Y点的对焦实际对焦距离从OY变为OA，明显变近。由景深公式，我们可以知道在镜头平面R前倾之后，因为对焦点的变近同一光圈下实际的景深将明显缩小。而对于拍摄，这时我们需要的景深是AB。
四、全景深技术中的对焦点选取
我想既然需要最大范围内的清晰，考虑到一张照片近景的视觉冲击，不论选区哪个平面，都要对最近点进行精确对焦。那么在这里，我们会遇到几种情况：1、移轴时取MN平面清晰；2、移轴时取NS平面清晰；3、移轴时取MN到NS之间的某一个平面清晰。
第一种情况仅仅利用了后景深，第二种情况仅仅利用前景深，第三种情况同时利用了前后景深。通过对移轴后景深的分析，我们可以发现在选取清晰平面从MN到NS变化过程中，实际对焦点将继续变近，即是说实际景深将继续变小。所以第二种情况可以排除，而第一种和第三种情况比较麻烦，需要比较即时的前景深与前后后景深变化量的差别。我认为选取远景上半部的主要部分是一种不错的选择。
五、几点总结
1、全景深不是万能的，它只是一个平面化的概念，立体化的全景深是无法实现的；
2、在全景深平面确定之后，我们仍然要通过前后景深来控制立体景深；
3、运用全景深技术时会使相对对焦点变近，光圈的大小对于景深与不用全景深技术时比较变化明显减小；
4、个人认为一个比较好的对焦方法是，开到最大光圈，保持近景始终清晰的基
础上，逐步调整前后组，使得远景上半部分的主要部分达到满意地的清晰度，然后缩小光圈。调整远景清晰度的时候不易过头，即是说焦点在远景上方优于在远景下方；
5、全景深还有一个很大的用处就是缩小焦深。比如拍摄图中YT平面，可以通过移轴，只让其中某一部分变得清晰。
●表格式的景深表
在摄影书籍上常常可以找到一种表格式的景深表，它们是列出一些镜头焦距与相应光圈、摄距的景深范围。这种书本上的景深表所指示的景深范围比相机上景深表的 准确性要高。但是，不如相机上景深表使用方便。而且，在镜头焦距多样化的现代摄影中，这种表格式景深表的局限性就显得更大了。
使用这种表格式景深表时，要注意它也是以某种模糊圈为标准的，当你需要
更小的模糊圈时，也应按照比实际使用的光圈大一、二档来掌握景深范围。
景深计算公式
景深计算公式可以帮助你了解各种镜头焦距、各种光圈、各种摄距的景深范围。这种计算公式又是针对你所要求的模糊圈的，因而计算出的景深范围更准确、更可靠，当然它比相机上的景深表与书本上的景深表麻烦得多。
景深计算公式如下：
H×D
景深近界限＝—————
H＋D－F
H×D
景深远界限＝—————
H－D－F
H＝超焦点距离 D＝聚焦距离（镜头前节点至被摄体距离） F ＝镜头焦距
景深
景深是摄影工作中的一项技术手段又是一种造型艺术，理解了景深的原理及应用不仅可 以得到一幅清晰的照片还可以创造出艺术造诣非浅的艺术作品。
(一)景深可定义为摄影时，不论对任何物体调焦，在该物体的前后都会形成一个或大或小的 清晰区，这个清晰范围叫景深（见图4-44）
图4-44
1.光斑与景深
底片上的影象是由被摄体各发光点（或反射光点）所发出的光线通过镜头汇聚成无数光点（ 像点）组成的。这些光点称为光斑或分散圈，它的粗细决定了影像的清晰度，有了景深， 摄影中的清晰问题就解决了。
2.制定景深的标准
清晰与模糊的概念人皆不同，所以规定了以下依据：
(1)物体分散圈的直径在1/4毫米以内（此时人眼视为一个点而非一个斑）
(2)观看照片的距离为25厘米（明视距离）
在这里要弄清一个问题分散圈与镜头焦距之关系，分散圈直径至少小于普通焦距的1/10^3 。焦距短，分散圈直径小，观看距离近，反之焦距长，分散圈直径大，观看距离远，为直线 关系，如镜头焦距F为250毫米，分散圈直径为1/4毫米，明视距离25厘米。
若镜头焦距F为500毫米，分散圈直径为1/2毫米，明视距离50厘米。
3.景深的控制
在实际拍摄中调节光圈和物距及换用不同焦距的镜头即可改变景深。所以光圈口径、焦距 和物距是控制景深的三要素。
(1)光圈口径与景深
由于光圈放大后在焦平面上形成的光锥截面大，分散圈直径必然也大，所以清晰度低， 反之清晰度则高，所以用较小的光圈可获得较大的景深范围（见图4-45）由于光圈可 对 景深产生很大影响，故在确定光圈与快门组合时，就不能单纯考虑曝光因素，还必须顾及它 在景深方面产生的影响。在使用有单优先或双优先功能的高档相机时也要注意景深与光圈口 径的关系，特别是使用快门优先这一功能能时尤为如此。
图4-45
(2)焦距与景深
短焦距镜头景深大，长焦距镜头景深小，这是由于短焦距镜头成像小，其分散圈直径也 较小，景深较长，这也是短焦镜头的的一个特点（见图4-46）。
图4-46
(3)物距与景深
物距是指聚焦目标至镜头间的距离。在镜头焦距不变的情况下，景物距离较近时，成像较大 、 分散圈也变粗了。所以在拍摄近距离或特写镜头时，聚焦应尤为仔细，否则很容易导致照片 不清晰。（见图4-47）
图4-47
这里要注意，增加物距扩大景深是有限度的，当物距恰恰增加到等于所用光圈口镜的超焦点 距离时，景深范围即达极限，否则继续扩大距离，景深反而会缩小。
4.超焦距
(1)定义
超焦距是景深理论中一个较为特殊的现象。它是指当镜头焦点对向无限远（∞）时，具有最 低清晰度的最近物体到镜头之间的距离。
一个镜头的超焦距是个变值，随一定条件改变而改变，大小不等（见图4-48）。
图4-48
(2)超焦距和口径与焦距的关系
超焦距与光圈口径成正比。光圈开大一级，超焦距增加
倍 倍
超焦点距离调焦距离景深
8米∞8米→∞
8米4米→∞
所以，只要不使用最大口径，在把调焦点对在超焦点距离上，景深就会增加超焦距的一 半。
②提高感光能力
使用超焦距尚可相对地开大光圈，提高感光度。
光圈系数超焦点距离调焦距离景深
167米∞7米→∞
814米∞14米7米→∞
14公尺7公尺→∞
从表中可以看到利用了超焦距，光圈开大2级可获同样景深，而届时感光能力提高了4倍，这说明在光线较暗之场合可以开大光圈拍摄与小光圈有同样景深之画面。当然光圈只能开大2级，因为这时超焦距正好相差
或 倍，才能出现相同之景深。
（3）超焦距的计算方法：
超焦距=焦距×1000/f系数 (1000为光斑直径之倒数)
5、景深表的用法： (见下图4-49)
4-49
2023年12月16日发(作者：匡旭)
理想凸透镜成像公式：1/u + 1/v = 1/f，其中u是物距，v是像距，f是焦距。
“变焦（Zoom）＂是指改变焦距f。只有变焦镜头的焦距才能被改变，定焦镜头的焦距是固定的。
“调焦（Focus）＂或“对焦＂是指改变像距v，也就是改变镜头光心到底片平面的距离。除了一些低档傻瓜机镜头没有调焦机构，不能改变像距外，所有镜头，无论定焦变焦，都可以改变像距。
“焦点对在xxx上面（Focus on xxx）＂这个习惯说法，是指通过“调焦＂，即改变像距v，使之与景物xxx到镜头的距离u、镜头焦距f，满足成像公式 1/u
+ 1/v = 1/f，也就是景物xxx能在底片上清晰成像。
变焦是改变镜头的焦距即改变镜头的视角，其原理是在镜头的镜片中加一族活动透镜；对焦是调整像的虚实，即改变透镜和成像面的距离，达到使影象清晰目的。因而，变焦与对焦意义完全不同。
一、调焦原理
实际照相时，被照物体与照相机的相对距离，每次总是有变化的。由高斯公式1/l'-1/l=1/f'可知，对于不同的照相距离l，其照相光学系统的象距l'也将随着变化。为了使不同距离的被摄物体能够正确地成象在焦平面（即胶片平面）上以得到清晰的影像，必须随时调整镜头与胶片平面之间的距离l'来适应物距l的变化。镜头的这种调整过程就称为调焦。为了正确地进行调焦，一般在调焦前还要测定出被摄物体到胶片平面之间的距离，这个过程便称为测距。
二、照相机镜头的调焦方式
照相机镜头的调焦通常采用下述三种方式来进行：
(1)改变象距的调焦方式
照相机镜头对无穷远物体对焦时，它成象在镜头的焦平面上，即l'=f'。当摄影距离缩短成有限距离时，如7m，3m，…(指被摄体到照相机胶平面之间的距离)，象距l'都会拉长。实际上135照相机的胶片位置是相对不变的，因此只能将整个镜头向前伸出有限距离x'，此增大量只有这样才能保证象点正确地落实在胶片平面上，以保持象面的清晰度。这种保持镜头焦距不变而改变象距的调焦方式又称整组调焦。此增大量x'称调焦量。这种调焦方式在使用时，只需转动镜头上的调焦环，调焦环上刻有与调焦量对应的底片与被摄景物之间的距离标尺，调焦环带动镜筒上的多头螺纹，让镜头产生轴向移动，使镜头的焦点落实在胶片平面上。由于是整组移动镜头，镜片之间的相对位置固定不变，因此能始终保持镜头的成象质量处于最佳状态。
(2)改变焦距的调焦方式
这种调焦方式是通过移动镜头中某组镜片的轴向位置，从而稍微变动了镜头的焦距，以使物距变化时能保持象距不变。前组调焦是最常采用的调焦方法之一。可以前组单片调焦，也可以前组一齐移动调焦。此外还有采用中组或后组的调焦形式。这种调焦方式的优点是调焦时整个镜头可保持不动，调焦量小，调焦机构也较简单。变焦镜头由于镜片多，体积大，整组移动有困难，往往多采用这种方式调焦。
(3)固定焦点方式
目前市场上供应的简易型照相机的镜头位置大多是固定不变的。即不管物距多少，照相机的镜头与胶片之间的距离始终固定不动，这种调焦方法称为固定焦点法。尽管这样，由于限制了弥散圆的大小，照相机的拍摄质量也还是有一定保证，实际上此类照相机是利用“景深”调焦，又称超焦距法。
三、照相机的调焦方法
无论采用何种调焦方式，我们都必须使被摄体的物距l和象距l'满足高斯公式，只有这样才能在胶片平面上获得清晰的象。通常用下述方法来获得正确的调焦。
1、测距法
这种方法是首先测出被摄体至胶片平面之间的距离，根据调焦方式确定此时的调焦量，然后再使整个镜头或前组作相应的转动，以使在胶片平面上获得清晰的影像。根据测距方式的不同又可分为估测法和三角测量法：
(1)估测法就是摄影者根据目测或步量的形式，首先确定摄影距离，并据此来转动或调节镜头上的调焦环，使其距离刻度或远景、中景、近景标记与镜头上的基准标记对准。这种调焦方法用在镜头焦距较短。相对孔径较小的照相机上，可获得足够清晰的照片。
(2)三角测量法就是利用数学中的三角关系来进行测距、调焦。主要应用于带测距器的照相机中，这种照相机的测距和调焦是联动的，只要使取景器中的双象重合，测距和调焦即告完成。这种方法可以使镜头得到准确的调焦，从而保证底片上影像的清晰度。此方法常用在带有逆伽利略式取景器的照相机上。
(3)视差由于旁轴取景器的取景光轴位于摄影镜头光轴的旁侧，故视界范围有所偏移，因此有视差存在。设取景器光轴与摄影镜头光轴相距为v。当对物距l的物平面摄影时，在胶片上的成象范围为 TT'，而取景范围却是SS'。此时取景光轴上的点P通过摄影镜头成象，其象点不在胶片中心O，而是偏离一个距离ε，ε称为视差量。由相似三角形关系，有ε/v=l'/l， ε=l'v/l。又由几何光学可知，1/l+1/l'=1/f'。于是可有ε=vf'/(l-f')式中，v与f'为结构常数，因此视差量ε随物距l而变化。l越大，视差就越小。当对无限远处调焦时，l-> ∞，由视差ε->0。
2、聚焦检测法
这种方法是通过人眼观察象面或对焦板上的影像是否清晰来判断聚焦是否合适的方法。它又分为对比法和裂像法。
(1)对比法
当我们观察一个景物的轮廓时，影像轮廓边缘越清晰，则它的亮度梯度就越大，或者说景物边缘处与它的背景之间的对比度就越大。反之，离焦的象，它的轮廓边缘就模糊不清，亮度梯度或对比度就下降。如毛玻璃对焦板就是采用这种方法。
(2)裂像法
在对焦板位置上放置裂像光楔或微棱镜，当焦点正好位于裂像光楔的交点上或微棱镜的顶点上的时候，我们看到的只是一个清晰的象点；当焦点偏离上述位置时，通过裂像光楔看到的是两个分开的象，而通过微棱镜看到的则是许许多
多分开的象，造成一种影像模糊的感觉。用裂像光楔和微棱镜对焦板对焦就是根据这个原理进行的。
因为对焦平面与胶片平面完全共轭，人们只需通过眼睛来观察相当于胶片成象平面的对焦屏。只要对焦屏上的裂像重合和微棱区影像是清晰的，则胶片平面上的象必然清晰；反之亦然。对焦屏可以做成不同的结构形式，如毛玻璃表面状、微圆锥面状、微棱镜状、带裂像光楔的、带环带透镜的，等等。聚焦检测的调焦方法主要应用于单镜头反光照相机上。
变焦距镜头最佳像面位移的调整
通过移动变倍组和补偿组,在保证所要求的变焦倍率的同时,考虑高级像差对最佳像面的影响,调整各组之间的间隔,使之尽量符合各焦距最佳像面的位移变化（即齐焦）,最终达到在各种焦距位置时对高斯像面的严格一致。
光学变焦倍数是变焦距镜头的重要参数之一，其倍数是用该变焦镜头的长焦焦距长度和短焦焦距长度度的比值来表示的。变焦倍数越大，取景范围的变化就越大，能拍摄的景物也就越远。如果光学变焦倍数很大，可以在不改变拍摄距离的情况下以拍到人物的远景、全景、中景、近景、特写等画面。用到影视摄影上，还可得到连续变焦效果的画面，这就是我们在屏幕上经常看到的变焦推拉镜头画面。数码相机的光学变焦，是和数字变焦相对而言，比如佳能A710ls数码相机，是6倍的光学变焦镜头，广角（短焦）是5.8mm，窄角（长焦）是34.8mm，二数之比是6，故是6倍光学变焦镜头。
变焦系统是利用系统中若干透镜组的移动，使系统的焦距在一定范围内可以以不同的速度进行连续改变的系统。由于系统焦距的改变，必然伴随物像之间
的倍率发生变化，所以变焦系统也称为变倍系统。多数变倍系统除了要求改变物像之间的倍率之外，还必须要求保持像面位置不变，即物像之间的共轭距不变。对于单个透镜组而言，要它只改变倍率而不改变共轭距是不可能的，但是仍有两个特殊的位置能够满足这个要求，即所谓的物像交换位置。
在变焦系统中主要造成变倍作用的透镜组称为变倍组，它们大多工作在-1倍的位置附近，称为变焦系统设计中的物像交换原则。但要使变倍组在整个变倍过程中保持像面位置不变，必须另外增加一个可移动的透镜组，以补偿像面位置的移动，这样的透镜组称为补偿组。此外，由于物像平面是由变焦系统的实际使用要求所决定，一般不可能符合变倍组要求的物像交换原则，因此必须使用一个透镜组把指定的物平面成像到变倍组要求的物平面位置上，这样的透镜组称为变焦系统的前固定组。同样地，如果变倍组所成的像不符合系统的使用要求，也必须用另一个透镜组将它成像到指定的像平面位置，这样的透镜组称为后固定组。大部分的变焦系统均由前固定组、变倍组、补偿组和后固定组4个透镜组构成，有些系统根据不同的情况可能会省去这四个透镜组中的1个或2个。
变焦距镜头及其原理
摄像机的镜头可划分为标准镜头、长焦距镜头和广角镜头。以16毫米的摄影机为例，其标准镜头的焦距是25毫米，之所以将此焦确定为标准镜头的焦距，
其主要原因是这一焦距和人眼正常的水平视角（24度）相似。在使用标准镜头拍摄时，被摄对象的空间和透视关系与摄像者在寻像器中所见到的相同。焦距50毫米以上称为长焦距镜头，16毫米以下的称为广角镜头。摄像机划分镜头的标准基本与16毫米摄影机相同。但是，目前我国的电视摄像机大多只采用一个变焦距镜头，即一个透镜系统能实现从“广角镜头”到“标准镜头”以至“长焦距镜头”的连续转换，从而给摄像的操作带来了极大的方便。
变焦距镜头的主要特点之一是：在一定范围内变焦以改变焦距，而成像面位置仍保持不变。
变焦镜头由许多单透镜组成。最简单的是由两个凸透镜组成的组合镜。现设定两个透镜之间的距离为L，通过实践可以得知，只要改变两个凸透镜之间的距离L的长短，就能使组合透镜的焦距发生变化。这是变焦距镜头的最基本原理。但是，上述组合透镜的缺点是，当改变了L的距离后，不仅使焦距发生了变化，而且成像面的位置也会有所改变。为了使成像面的位置不变，还必须再增加几组透镜，并有规律地共同移动。因此，摄像机中的变焦距镜头至少要有三组组合透镜，即调焦组、变焦组和像面补偿组。如果因为像距太长，成像面亮度不适中，需要缩短像距时，还要再增加一组组合透镜，这组透镜叫物镜组。
变焦距镜头在变焦时，视角也发生了改变，但焦点位置与光圈开度不变。通常所说的镜头的变焦倍数，是指变焦距镜头的最长焦距与最短焦距之比。目前，在一些普及型的摄像机中，其变焦距镜头的变焦范围大体上是从10－90（mm），故其倍数约为6－8倍。一些广播级摄像机变焦距镜头的倍数约为14－15倍。另外，有些机器上还装有一个变焦倍率器，使镜头焦距可以在最长焦距的基础上
增加一倍，从而延伸了镜头的长焦范围。但是，这种变倍装置会影响图像的质量，使用时要格外谨慎。
在实际拍摄时，当把变焦距镜头从广角端渐渐地变为长焦端时，其画面的视觉效果好像是摄像机离这一景物越来越近，这种效果便是所谓的“推镜头”。相反的变化效果便是“拉镜头”。
变焦距镜头的操作有一定的难度，初学者会更为明显地感到困难，这是因为影响聚焦清晰的因素如镜头焦距、光圈、景深以及主体离摄像机的距离等可能同时都在变化。为了有效地解决这一问题，初学者可以在拍摄中把握这样一点，即先用变焦距镜头最长的焦距对准被摄对象聚焦，然后再恢复到拍摄时所需要的焦距上，这样就能保证被摄对象的清晰。
光学变焦
光学变焦(Optical Zoom)依靠光学镜头结构来实现变焦。也就是通过镜片移动来放大与缩小需要拍摄的景物，光学变焦倍数越大，能拍摄的景物就越远。
焦距与视角的关系
焦距与视角的关系
光学变焦与数码变焦：
光学变焦是通过镜头、物体和焦点三方的位置发生变化而产生的。当成像面在水平方向运动的时候，如下图，视觉和焦距就会发生变化，更远的景物变得更清晰，让人感觉像物体递进的感觉。
显而易见，要改变视角必然有两种办法：
一种是改变镜头的焦距。即光学变焦。通过改变变焦镜头中的各镜片的相对位置来改变镜头的焦距。
另一种就是改变成像面的大小，即成像面的对角线长短。即数码变焦。实际上数码变焦并没有改变镜头的焦距，只是通过改变成像面对角线的角度来改变视角，从而产生了“相当于”镜头焦距变化的效果。
光学变焦不会损失图片的质量
所以我们看到，一些镜头越长的数码相机，内部的镜片和感光器移动空间更大，所以变焦倍数也更大。如今的数码相机的光学变焦倍数大多在2倍－5倍之间，即可把10米以外的物体拉近至5-3米近；也有一些数码相机拥有10倍的光学变焦效果。家用摄录机的光学变焦倍数在10倍~22倍，能比较清楚的拍到70米外的东西。使用增倍镜能够增大摄录机的光学变焦倍数。如果光学变焦倍数不够，我们可以在镜头前加一增倍镜，其计算方法是这样的，一个2倍的增距镜，套在一个原来有4倍光学变焦的数码相机上，那么这台数码相机的光学变焦
倍数由原来的1倍、2倍、3倍、4倍变为2倍、4倍、6倍和8倍，即以增距镜的倍数和光学变焦倍数相乘所得。
如果C代表可允许的最大模糊圈,那么D就表示焦深可延伸的幅度
当对清晰度要求较低时,这就意味着可允许较大的模糊圈,这时,焦深就增大了
当光圈缩小时,模糊圈缩小,焦深增大
当摄距接近或使用长焦距镜头时,焦深也增大
焦深的实用价值:
当相机镜头或放大镜聚焦时,应开足光圈,这样既增加了影像的亮度,又减小了焦深,有助于准确聚焦.使用放大镜观察焦屏上的影像,也有助于准确聚焦,因为这时放大了模糊圈的效果。
对135相机或者画幅更小的相机来说,准确聚焦就显得极为重要.因为小型相机可允许的模糊较很小,镜头焦距相对来说又短,因而焦深较小.对于高质量的小型相机来说,当聚焦到无穷大时,镜头相对于焦平面的位置也就要求高度精确。
大画幅相机相对来说具有较大的焦深。所以,在大幅的技术相机上,可以实施镜头板或胶片暗盒的上下或左右转动的功能,用于控制透视效果,校正汇聚线.如大画幅相机近距离聚焦时,相机的焦平面既然有所倾斜,也不会明显影响成像的清晰度。
焦深与景深的不同:
焦深是针对影像的焦平面可允许移动的距离而言;景深则是针对被摄体被摄录后，能被记录得较为清晰的范围而言。
当摄距缩短时,景深减小,焦深则是增加(当物体与影像距镜头同样距离时,即产生了1:1的影像时,焦深与景深是相等的)。
当景物的成像比例增大时,如使用长焦镜头,缩短摄距等,景深减小,焦深增加。
当景物的成像比例减小时,如使用短焦镜头,拉大摄距等,景深增加焦深减小。
当光圈缩小时,景深和焦深都增大;反之,当光圈增大时,景深和焦深都减小。
当降低对影像的清晰度时,景深与焦深都增大;反之,当提高对影像清晰度要求时,景深与焦深都减小。
焦深在很大程度上与相机的制造相关;景深在很大的程度上与被摄体的再现有关。
景深和焦深的区别？
根据透镜成象原理，焦点只有一个，唯有调焦，目标才能在感光片上结成清晰的象。在调焦时，目标前后会出现一个清晰区—景深，数值孔径越大，景深越小。焦深为焦点深度的简称，在使用显微镜时，当焦点对准一物体点时，不仅位于该点平面上的各点都能看清楚，而且在此平面上下一定厚度内，也能看的清楚，这个清晰部分的厚度就是焦深，数值孔径越大，焦深越小。
消色差，半复消色差和复消色差的区别：
消色差或平场消色差物镜至少能校正轴上点的位置色差（红、蓝两色）、球差（黄绿光）、正弦差以及消除近轴点慧差。但在绿光和白光下显微照相时能获得好的镜象效果（但不是最佳效果）。半复消色差或平场半复消色差物镜能校正
红、蓝两色光的球差和色差。在成象质量上，远好于消色差物镜。在彩色显微照相时选用半复消色差物镜，从成象质量和经济上都是最佳选择。复消色差、平场复消色差物镜，不仅能校正红、绿、蓝三色光的色差，而且在同一焦点平面上造象，达到消除“剩余色差”（又称二级色谱）的效果，同时能校正红、蓝两色光的球差。它拥有更大的数值孔径，这样分辨率高，象质好，有更高的有效放大率。复校色差物镜性能很高，适用于高级研究镜检和显微照相。它的景深要比其他物镜小，所以它比其它种类物镜要昂贵。
景深的含义
从摄影光学的理论上来说，当摄影镜头对焦于被摄体的某一点上，只有这一点的物体才能在感光胶片上结成清晰的影像。然而在实际生活中，我们会发现在对焦点的前后一定范围内的被摄体，也能在照片上结成较为清晰的影像，这种在对焦点前后景物较为清晰的范围，即为景深。从对焦点至摄影镜头前的最近清晰点为前景深，从对焦点至后面的最远清晰点为后景深，前后景深之和为全景深。前景深的清晣范围小于后景深，约为全景深的1/3。
影响景深的因素及其规律
1.光圈、摄距与焦距对景深的影响
光圈与景深成反比。光圈大，景深小；光圈小，景深大。即f系数大，景深也大；f系数小，景深也小。
摄距与景深成正比。摄距远，景深大；摄距近，景深小。
镜头焦距与景深成反比。镜头焦距长，景深小；镜头焦距短，景深大。
2.运用景深的三条要点
（1） 除了光圈、摄距、焦距影响景深大小外，对底片上摸糊圈大小的要求，对景深大小也密切相关。影像允许的模糊圈直径取决于影像放大倍率、观看者的视力和观看距离三个因素。对于同一张胶片，若将影像进行高倍放大，并从近处观看，那么，胶片上可允许的模糊圈直径就变小，相对地，景深也变小；相反，若胶片上影像不作高倍放大或观看距离较远，胶片上可允许的模糊圈直径就变大，景深也显得较大。
（2）光圈、摄距、镜头焦距以及可允许模糊圈大小对景深影响的规律，均是相对而言的，即这四个因素在其中三个因素相同时，另一因素对景深大小的影响规律成立。否则，这些“规律”就不一定成立。
（3）如果摄距超出了超焦点距离，摄距与景深成正比的规律不成立。在这种情况下，摄距越远，景深越小，与原规律相反。（参见超焦距）
最小景深与最大景深
对景深的控制是摄影的主要技术之一，运用这种控制，我们可以使主体突出，让不需要的物体虚糊而被隐去；我们也可以使所有的被摄体在画面上都清晰展现，表现它们的每一处细节。掌握最小景深与最大景深的获取是最有意义的，因为，只要掌握最小景深与最大景深的获取方法，对其它大小景深的控制自然会迎刃而解。
1. 获取最小景深
采用小景深拍摄的画面，往往只有被聚焦的拍摄主体是清晰的，画面中的其它部分，如前景或背景都呈模糊状，而这些虚幻、柔和的模糊部分却更加衬托了拍摄主体的清晰和醒目。小景深拍摄法是一种很有力的突出主体的拍摄方法，在人像、静物、花卉及一些特写画面的拍摄中经常采用此法。
根据景深与光圈、摄距及镜头焦距的内在关系，获取最小景深的方法为：最大光圈+尽可能小的摄距+长焦镜头
在获取最小景深的三种方法中，采用最大光圈是既简便又效果很好的方法，它不会引起被摄体变形和空间透视失真的效应。适当地缩小摄距，可以使景深变小，但过分地缩小摄距，则会引起被摄主体形变失真。而采用长焦镜头来获取小景深，同时会带来空间透视压缩的效应，而且镜头的焦距越长，空间透视压缩的
程度越大。当然，在不考虑空间透视因素时，采用长焦镜头来获取小景深仍不失为好办法。
采用最大光圈获取最小景深时，需要同时调节快门速度，以与最大光圈配合获得合适的曝光量。但照相机的快门速度是有上限的，当快门速度无法再提高，或会引起曝光互易律失效时，则要采用低感光度胶片或中灰滤光镜（ND滤光镜）来解决。
2.获取最大景深
采用大景深方法拍摄的画面，其清晰度的范围非常大，往往从很近到无限远都清晰。这种大范围的清晰度对拍摄环境的描绘，被摄主体在环境中的位置的交代以及景物透视关系的反映都很有利。在风光、商业和建筑等摄影领域经常采用大景深法拍摄
获取大景深较简便的方法是采用小光圈，但随着光圈的缩小，曝光量也将明显减少，为了保持合适的曝光量，必须增加曝光时间，也就是将快门速度放慢，但当快门速度放慢至1/30秒以下，容易造成照相机的晃动而影响影像的清晰度，此时可选用高感光度胶片或三脚架来解决。当快门速度慢于1秒时，应注意曝光互易律失效问题，这时要对曝光及色彩进行补偿。此外，当光圈收缩至最小时，还有可能使镜头产生绕射现象，对成像质量有一定影响，因此，在景深效果允许的情况下，可将光圈从最小光圈开大1~2级以保证成像的质量。
获取最大景深的另一种方法是采用短焦距镜头进行拍摄，但要注意画面的畸变。我们知道在同样的拍摄状况下，虽然短焦镜头较标准镜头和长焦镜头能产生较大的景深，但短焦镜头会给拍摄画面造成畸变，并且还会改变画面中的远近透视关系，它使近处的物体显得更大，而远处的物体变得更小。镜头的焦距越短，这种畸变和改变透视的现象就越严重。
增加摄距虽然也能增大景深，但是成像也相应减小了。因此，在不影响构图效果的前提下，“最小光圈+短焦镜头+超焦距聚焦”（详见第四节）能获取最大景深效果。
景深表与景深计算公式
1. 相机上的景深表
大部分相机上都有简易的景深表可供查看景深范围。相机上景深表的位置有的在镜头筒上、位于镜头上光圈刻度与距离刻度之间，采用对称的光圈系数如“16、11、8…8、11、16＂指出每一光圈在某种摄距时的景深，如用f16拍摄，这种景深表上两个对称的f16标记所指向的距离刻度，一个是指景深的远界限，另一个指景深的近界限。相机上的景深表有的位于相机的聚焦钮上，通常采用一组“U＂字型线条，用“U＂字的两端在距离刻度上指出景深范围。
相机上的景深表只能作为了解景深范围的一种参考,因为它並不是非常的精确。对要求高清晰度影像、或要高倍率放大时就应该比实际使用的光圈大一二档来掌握景深范围。如拍摄时用f11，就按f8或5.6的景深掌握，反过来，当你需
要相机上f11所指的景深范围时，就用f16或f22拍摄。这样才能在高倍率放大照片上达到预期的景深效果。
2.景深计算公式
景深计算公式如下：
景深的近界限=H×D/H+D-F
景深的远界限=H×D/H-D-F
H=超焦点距离
D=聚焦距离 F=镜头焦距例
如要计算50mm焦距的镜头，聚焦于4米处，光圈为f8时的景深范围,同时我们可知道f8的超焦点距离是6.25米（模糊圈标准为0.05mm）,代入前面公式：景深近界限=6.25×4/6.25+4-0.05=2.45（米）景深远界限=6.25×4/6.25-4-0.05=11.36（米）它的景深范围应该是2.45米~11.36米
模糊圈的含义
一幅画面上的影像看上去清晰或不清晰的直观原因，在于眼睛对画面上各部细节的分辨能力，能分辨则清晰；不能完全分辨则不大清晣；完全不能分辨则虚糊。
影像是由无数明暗不同的光点组成的，构成影像的光点越小，影像清晰度也就越高。镜头聚焦于被摄景物的某一点，该点在胶片上便产生焦点，焦点是构成
影像的最小光点。这种最小光点实际上是一种极小的小圆圈，可测量其直径。相对焦点影像的最小光点而言，其余的影像光点都比它大。离开聚焦点距离越大的景物（包括离镜头比聚焦点更远或更近），在胶片上结成的圆圈（光点）也越大。
在一定范围内，聚焦点前后景物在胶片上结像的圆圈（光点）尽管在增大，但在视觉效果上仍能产生较为清晰的影像。当这种抅成影像的圆圈（光点）增大到一定程度，便开始构成不清晣的影像了，构成影像的这种圆圈越大，影像也就越虚糊。
在摄影上，把那种能在视觉效果上产生较为清晰影像的最大圆圈称为“模糊圈”。构成影像的圆圈大于模糊圈时就产生虚糊的影像；反之，构成影像的圆圈只要小于模糊圈，就能产生清晰或较为清晰的影像。（景深的范围≤模糊圆）
模糊圆圈的实用要点
模糊圈的最大直径的允许值取决于观看者的视力和观看照片的距离及对底片要求放大尺寸大小有关。
实验证明，视力正常者在光线充足的条件下，距照片25厘米观看时，对于模糊圈直径为0.25mm的影像仍能有较为清晰的感觉；而对模糊圆圈直径大于0.25mm的影像，看上去就不清晰甚至虚糊了。因此，底片上影像所能允许模糊圈的最大直径，可以用公式“最大模糊圈直径=0.25mm/放大倍率＂计算。例如，用24mm×36mm的底片要放大8英寸×10英寸照片，放大倍率约为8倍，那么拫据上述公式0.25÷8≈0.031mm，这0.031mm就是135底片放大8倍，即放成8英寸×10英寸照片时，底片上影像所能允许模糊圈的最大直径。
根据模糊圈的含意和实用要点，我们就不难理解为什么同一底片当高倍率放大时，影像清晰度会下降。
焦深的含义
焦深是指在保持影像原有景深不变的前提下，焦点沿着镜头光轴所允许移动的距离。我们知道拍照时要对焦点进行聚焦，当我们用手动聚焦对准某焦点聚焦完毕后，在这基础上，轻轻地左右转动聚焦圈,有时会发现在一定的范围内焦点还是清晰的，当超过了一定的范围后，焦点清晰度就下降了，这个范围就是我们所说的焦深。当焦深很小时，这样的范围在我们实际拍摄中就感觉不到了。
影响焦深的因素与规律
1. 光圈、摄距与焦距对焦深的影响光圈与焦深成反比。
光圈小，焦深大；光圈大，焦深小。 摄距与焦深成反比。摄距近，焦深大；摄距远，焦深小。 镜头焦距与焦深成正比。镜头焦距长，焦深大；镜头焦距短，焦深小。
2. 运用焦深的两条要点
除了光圈、摄距、焦距影响焦深大小以外，摄影者对模糊圈的要求也影响焦深大小。可允许的模糊圈大小与焦深成正比。光圈、摄距、镜头焦距对焦深的影响规律，均是相对而言的，即三者中两者相同时，第三者影响焦深的规律就成立。否则，这些“规律”也会出例外。
焦深与景深的异同
焦深与景深是两个不同的概念，它们的实用价值也不相同。区别焦深与景深的要点有以下七点:
1. 焦深是针对影像的焦平面可允许移动的距离而言的；景深则是针对被摄体能被记录得较为清晣的范围而言的。
2. 当摄距缩短时，景深减小，焦深则是增加（当物体与影像距镜头同样距离时，即产生1:1的影像时，焦深与景深是相等的）。
3. 当景物的成像比例增大时，如使用长焦镜头，缩短摄距等，景深减小，焦深增大。
4. 当景物的成像比例减小时，如使用短焦镜头、拉大摄距等，景深增加，焦深减小。
5. 当光圈缩小时，景深与焦深都增大；反之，光圈增大时，景深和焦深都减小。
6. 当允许模糊圈增大时，景深与焦深都增大；反之，时模糊圈要求更小时，景深与焦深都减小。
7. 焦深在很大程度上与相机的制造有关；景深在很大程度上与被摄体的再现相关。
焦深的实用价值
焦深的实用价值主要表现在以下二方面。
（1）当用相机镜头或放大机镜头聚焦时，应开足光圈，这样既增加了影像亮度，又减小了焦深，有助于准确聚焦。
对于高质量的小型相机来说，当聚焦到“无限远”时，镜头相对于焦平面的位置也就要求高度精确。
（2）大画幅相机相对来说具有较大的焦深，所以，在大画幅的技术相机上，可以实施镜头扳或胶片暗盒的上下或左右转动的功能，用于控制透视效果，校正汇聚线。
当使用大画幅相机近距离聚焦时，相机的焦平面即使有所倾斜，也不会明显影响成像的清晰度。
超焦距的含义
“超焦距＂又称“超焦点距离＂，它是指镜头聚焦到∞时，从镜头到景深近界限的距离。（镜头筒上的景深表得到）当聚焦在超焦距上，景深便扩大为1/2超焦距至∞。
超焦距并不是指某一种固定的距离，而是会随着光圈、镜头焦距和模糊圈变化而变化。光圈越小，超焦距越近（景深大）。镜头焦距不同，即使光圈相同，超焦距也不同。镜头焦距越长，超焦距越远（景深小）。摄影者对模糊圈的要求不同，即使光圈、镜头焦距相同，也有不同的超焦距，要求的模糊圈越小，超焦距就越远。
超焦距的调节与计算公式
对于带有景深表的相机来说，调节超焦距只要把距离刻度的“∞＂对准实际所用光圈的景深远界限即可。这时，相机上指出的聚焦距离就是针对你的拍摄条件的超焦距。
对于相机上没有景深表的相机来说，可以在摄影书籍上查找。
镜头上各级光圈的超焦距，可用下列公式进行计算：
H=50F÷fd
H=超焦距 F=镜头焦距 f=光圈系数 d=模糊圈直径
例如，50mm镜头、f8光圈、模糊圈直径0.05mm时，
H=50×50÷8×0.05=6.25（米）
超焦距的实用价值
超焦距的运用是一种扩大景深的聚焦技术，通常用于获取最大景深的拍摄。例如拍摄静止的大景深的风景画面，可利用超焦距来确定自已所需的景深范围。
另一方面在捕捉运动物体时,可预先测定动体的活动范围，利用超焦距,把他控制在景深范围内，只等捕捉精彩的瞬间影像。
曝光对影像质量的影响
曝光对影像质量的影响主要表现在影像的密度、影像的清晰度与影像的色彩三方面。
1. 密度
对负片来说：曝光过度，密度越大，俗称“底片厚”；曝光不足，密度就小，俗称“底片薄”。彩色反转片的情况与负片正好相反；曝光过度，胶片密度就小，色彩浅淡、透亮；曝光不足，胶片密度大，色彩浓重、暗黑。要注意曝光与密度的这些变化规律是以正常的冲洗条件为前提的。具体可参考胶卷。
透镜与加膜
在上一节，我们已经提到镜头是用来聚集影像的。虽然简单的针眼照相机，它的针眼也能完成镜头的基本功能，但成像的清晰度远远要比镜头差。同样，镜头的材料、工艺的不同也会影响成像的质量。
1.透镜的种类与片组
1）凸透镜
中间厚、边缘薄的透镜称为凸透镜，又称“正透镜”，因为它具有会聚光线的性能，所以也称“汇聚透镜”。凸透镜按其形状不同，又分“双凸透镜”、“平凸透镜”、“凸凹透镜”。
（2）凹透镜
中间薄、边缘厚的透镜称为凹透镜，又称“负透镜”，因它具有发散光线的性能，所以也称“发散透镜”。凹透镜按其形状不同又分“双凹透镜”、“平凹透镜”、“凸凹透镜”。
（3）透镜片组
照相机的镜头是由镜片组成的，而由多少片镜片组成，这要根据镜头的性能、质量而定的。相机或镜头的说明书上都为用户标明了镜头透镜片組的情况，如“几片几组”等，这是表示镜头的光学结构。一片可称为一组，一片以上也可称为一组，“几片几组”是根据镜头各自的构造而定的，如图。
（4）非球面透镜
凸透镜、凹透镜的镜面通常是制成球面状的，照相机的镜头大部分都是由这类镜片所组成。这类镜片有个共同点：从透镜中心到周边有一定的曲率，我们把这类透镜称为球面透镜。球面透镜成像时会出现球差，它是像差中的一种，像差直接影响着成像质量。我们在下面“镜头与像差”里会作进一步探讨。
非球面透镜的特点是：从透镜中心到周边曲率是连续变化的，能有效克服球差。非球面透镜又有单面非球面和双面非球面两种。使用非球面透镜组成的镜头，有以下几方面的优点：1.能理想地克服球差，可以制成大口径高像质镜头；2.能全面提高镜头的成像质量；3.能减少镜头的透镜片数，减少镜头的长度，有利于镜头小型化。但是，非球面透镜的工艺加工要求较高，含有非球面透镜的镜头，相对要比一般不含非球面镜片的同类镜头，价格要高。
（5）其它透镜
透镜的性能一方面与它的加工工艺有关，另外还与它的材料有关。采用高科技技术，对原材料的开发研制，同样也是提高镜头质量的一种途径。
萤石透镜是用人工方法将氟化钙经过结晶而得到一种光学材料来制成的。超低色散透镜（简称UD透镜）是含有某种稀土原材料如氟化物的光学玻璃来制成的。采用这两种透镜制成的镜头，具有成像更清晰、更明朗、色彩还原更鲜明的优点。这些效果在长焦距镜头上比短焦距镜头更为明显。
2.透镜加膜
镜头是由一组或一组以上的透镜组成的，随着透镜片数的增加，它的透光能力也会随之下降。因此，现代照相机镜头大部分都经过加膜处理，我们看到的镜头表面呈蓝紫色、微红色、暗绿色等现象，就是加膜的结果。
（1） 未加膜镜头对光线的损失
镜头的透镜除能透光，也能反光，还能吸收光。以单片透镜的镜头为例，光线进入镜头时约有5%的光线被反射了，出镜头时又有5%的光线被反射，透
镜本身又吸收了2%的光线。这样约有12%的光线被损失了，只有88%的入射光线到达胶平面。这只是单片透镜对光的损失情况，透镜的片组越多，光线的损失也就越严重。
（2） 单层加膜与多层加膜
镜头的加膜有“单层加膜”和“多层加膜”两种，以多层加膜为好。因为镜头加膜的原理是应用光的干涉作用，即在透镜表面镀上某一色光波长1/4厚度的薄膜，就可将该波长的光反射减小到最低限度。例如一只7 片6组的标准镜头，不加膜的透光率为59，单层加膜为81%，多层加膜则使透光率上升到97%。有些相机镜头圈上刻有“MC”就是表示“多层加膜”，也有的多层加膜镜头在镜圈上不标明的，可查阅相机镜头说明书。总之，镜头加膜、尤其是多层加膜后，能提高色彩的还原能力及影像清晰度。
镜头的像差
像差它能造成影像清晰度下降或影像“失真＂的现象。镜头的像差有六种，这就是球差、色差、彗差、场曲、像散和畸变。
色差又分为纵向色差与横向色差。而在这些像差中，“球差＂和“纵向色差＂是影响整幅画面上影像质量的像差。
在这里我们只对“球差＂和“纵向色差＂进行介绍。
1. 球差
物体反射的光线通过透镜后折射结成清晰的像点（即焦点），这就是透镜成像的基本原理。一个物体是由无数个光点组成的，这些光点通过透镜后，折射会聚成一个一个清晰的点（焦点），形成了影像。球差是由于透镜是球面而引起的一种像差。它是指与镜头光轴平行的光束，通过球面透镜后，因折射情况不同而不能聚焦于同一焦点的现像。假设从无限远处射向透镜的一束光，可把它看成是一个点，按照透镜成像的基本原理，当它通过通透镜后应在主光轴上的某一点形成焦点，但由于透镜是球面的，因此光束通过透镜中心与通过透镜边缘所聚焦的焦点不在同一点上，通过透镜边缘的光朿所聚成的焦点离透镜近；通过透镜中心的光束所聚成的焦点离透镜远，参看图。这样就导致了影像整体的清晰度下降。镜头球面的凸度越大，球差越大。
消除或减小球差的方法主要有三种。
（1）采用非球面透镜。（2）采用多片透镜组合，使多片凹、凸透镜的不同透光特性相抵消、减小球差的影响。（3）对存在球差的镜头，使用时缩小光圈也是减小甚至消除球差的常用方法。
2. 纵向色差
纵向色差它是指平行于透镜光轴射入透镜的光线，因所含色光不同而导致聚焦点前后不一的一种像差。波长的光线折射率小，聚焦点离透镜最远；波长短的光线折射率大，聚焦点离透镜最近；例如无限远的一束白光，它包含着红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种波长的色光，通过透镜折射后，由于色差的关系，它所结成的像点不是白色点，而是有色圆环围成的白点。因此，它也会导致影像清晰度的下降。采用多片透镜的设计，在不同程度上能够消除或减小纵向色差。
焦距与成像效果
镜头焦距的含义从实用的角度可以理解为“镜头中心至胶片平面的距离＂。理论上对焦距的计算是指“无限远的景物在焦平面结成清晰影像时，透镜（或透镜组）的第二节点至焦平面的垂直距离＂。第二节点的位置与镜头中心十分接近，通常位于镜头中心略偏后一点点。
“第二节点＂亦即“光学中心＂。镜头光学中心也有可能位于镜头体外。以这种原理设计的镜头又称为“后焦点镜头＂。“后焦点镜头＂是现代镜头发展中的一个关键。这也就是为什么同一焦距的镜头可以有不同长短的原因所在。
现代相机镜头焦距的变化幅度己经短至6mm,长至2000mm。面对同样的被摄体，对面幅相同的相机来说，焦距变化所带来的成像效果变化可归纳为以下两条规律。
1. 焦距与视角成反比
焦距长，视角小；焦距短，视角大。视角小意味着能远距离摄取较大的影像比率；视角大能近距离摄取范围较大的景物。
2. 焦距与景深成反比
焦距长，景深小；焦距短，景深大。景深大小指纵深景物的影像清晰度。
口径与大口径的优点
1.口径的含义
镜头的口径表明该镜头的最大光通量，它与镜头焦距共同说明该镜头的主要性能。焦距告诉你这只镜头是标准、广角还是长焦距；口径告诉你它的采集光线的能力。口径越大（F系数越小），镜头的性能越好，越能在暗弱光线下拍摄。一只口径F1.4的镜头比口径F4的镜头能多采集8倍的光线。
口径是镜头最大进光孔直径与焦距的比值。例如，如果一只镜头的焦距是50mm，最大进光孔直径是25 mm，该镜头的口径就是25: 50=1:2，用“1:2”表示该镜头的口径；当它的最大进光孔直径为35 mm时，即，35:50=1:1.4，用“1:1.4”表示该镜头的口径。口径通常用F系数标示，如“1:1.4”简称为F1.4，“1:2” 简称为F2。显而易见，这种系数越小，表示口径越大。要注意的是：无论是镜头焦
距还是最大进光直径，都不能具体地指明镜头的光通量，只有当二者其一确定了具体的数值之后，其余的一方面才具有意义。
2.大口径的优点
从使用的角度来说镜头的口径越大，使用价值越大。大口径镜头的主要优点可归纳为以下三方面。
（1）便于在暗弱光线下手持相机用现场光拍摄。
（2）便于摄取小景深，虚实结合的效果。
（3）便于使用较高的快门速度。
大口径镜头的制造工艺复杂，因而价格也就昂贵。通常，对于同类镜头，口径大一档，价格约要翻一番。对于一般的摄影任务来说，口径F2的镜头也就够用了。
变焦镜头
变焦镜头的焦距可以在它本身限定的最短和最长焦距之间任意调整，因而，一只变焦距镜头，能够当作许多只不同焦距的镜头使用。
1.变焦镜头的种类:
现代变焦镜头的种类繁多。选择时，首先应注意自己所持相机的卡口、是自动聚焦相机还是手动聚焦相机、还要考虑变焦范围、变焦倍率及变焦方式。
（1） 手动与自动。变焦镜头有两大类，即自动聚焦变焦镜头与手动聚焦变焦镜头。自动聚焦变焦镜头用于相应的自动聚焦相机，手动聚焦变焦镜头则用于相应的手动聚焦相机，不可混淆。
（2） 变焦范围。指的是镜头的取景视角的变化。无论是手动还是自动聚焦变焦镜头，基本种类有广角变焦镜头、标准变焦镜头、中远变焦镜头、远摄变焦镜头。也有不少变焦镜头的变焦范围包括了广角至中焦的范围，如表1-1。自己应拫据主要用途进行选择。
（3） 变焦倍率。指每个变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比。如：35---105mm（3倍）、28---200 mm（7倍）等。变焦倍率越大，既有一只镜头能发挥几只镜头功能的优势，也有体积相对较大、像质相对略低、口径相对稍小之不足。
（4） 变焦方式。指的是用什么样的方法去变动镜头的焦距。它可分为两大类型:一种是自动变焦、一种是手动变焦。所谓自动变焦是指操作时只要轻轻按下相机上的变焦钮，相机便自动伸缩镜头，完成变焦。所谓手动变焦是指操作时需要拍摄者转动或推拉镜头的变焦环来完成变焦。
2.变焦镜头的优缺点
变焦镜头最大的优点是一只变焦镜头能替代若干只定焦镜头的作用，因而携带方便，既不必在拍摄中频繁更换镜头，也不必为摄取同一对象不同景别的画面而前后跑动。
变焦镜头的主要缺点是它的口径通常较小，常会因此而给拍摄带来麻烦，如想用高速快门时，想用大光圈时等，往往不能满足需要。使用变焦镜头后的取景屏也不如定焦镜头明亮，还常常会使景像聚焦指示失灵。此外，在质量技术水平相同的前提下，变焦镜头的成像质量总比定焦镜头要差些。
2. 曝光与影像清晰度
提到影像清晰度，人们自然会联想到聚焦。聚焦准确与否，无疑对影像清晰度起决定性作用，它是解决影像的焦点在哪里的问题。除此之外，曝光也与影像清晰度有关，表现在曝光量、实际使用的光圈大小与快门速度的快慢。
（1） 曝光量。
曝光量过度或不足都会导致影像清晰度下降。曝光严重过度时，由于光线在胶片乳剂层中的散射，导致影像轮廓线被柔化而显得不够清晰；还会引起乳剂颗粒增粗，也使影像细节表现的清晰度下降；严重时会缺乏构成影像的必要密度，就无法清晰显像了。
（2） 光圈大小。
光圈的大小形成了不同的景深。光圈大时，纵深景物被记录得较为清晰的范围就小；光圈小时则相反。
（3） 快门速度。快门的开启时间称为快门速度，即进光时间。在一定的照明条件下，胶片要想获得正确的曝光，必须在改变光圈的同时改变快门速度。快门速度的高低构成动体影像的不同清晰程度。摄影中如果自身持相机的手抖动或被摄物体运动时，快门速度越慢造成影像清晰度也会越模糊。
3. 曝光与色彩
在彩色摄影中，准确的色彩再现需要以准确的曝光为前提，曝光过度或不足都会导致影像的偏色。这是因为彩色胶卷分别感受红光、绿光和蓝光的三层感光乳剂，对曝光过度或不足时受到的影像不是一致的，色彩平衡也遭到了破坏。
为了增大焦深,通常的做法是缩小相对孔径,但这种做法会降低光学系统的光通量、调制传递函数(MTF)及分辨率,而大焦深成像系统通过在光学系统光路中加入一特殊设计的非球面掩模板,并用图像处理技术对相位掩模板编码后的图像进行解码得到清晰图像,保证了光学系统在维持原有相对孔径的同时扩大其焦深范围,使光学系统在离焦范围内有好的图像质量.
调焦过程可分为调节物距、调节像距和移动镜头三种情况.基于几何光学关系,推导了三种情况下的弥散斑半径和横向放大率与离焦量的关系.利用数字图像处理方法,模拟了这两个因素对自动调焦评价函数的作用,表明弥散斑的扩散在焦前焦后呈现对称影响,而横向放大率的影响则沿光轴单调下降,二者叠加,造成峰值两侧的不对称.当光学系统F数增大时,调焦评价函数变得平缓,从而使横向放大率的影响变得显著,最佳像面因此向焦前偏移.利用CCD成像的实验证明了上述观点.
从像的角度来推测景深。
设定弥散圆的大小是D，那么从透镜的最边缘射出的光线在底片上面也应该刚好位于弥散圆的边界。画景深的示意图我认为最重要的就是要明确一点，那就是透镜的边缘对应于弥散圆的边缘。如果没有特别说明这一点都是不正确的。因此透镜边缘射出的光线可以分别汇聚在底片前后的A和B两点，这两个点到透镜边缘的连线在底片上形成的照射范围刚好是弥散圆的边界。如图中的A和B两点所示。所有成象在A和B位置之间的点，连线到透镜边缘在底片上产生的光斑
都会小于弥散圆。所以A和B到底片之间的距离分别就是前焦深和后焦深。从图中很容易看出来前后焦深是不一样大的，前焦深要小于后焦深。有了A和B这两个像的边界位置，那么我们就可以根据上面的做图方法画出像A和B对应的物`A和`B。我这里画的是示意图，只是用来做说明。所以物和像的对应关系未必准确。但是根据1/u+1/v=1/f这个透镜的基本公式或者做图都可以根据像推算出物的位置。这样推算出来的两个物的位置边界`A和`B之间的距离才是真正的景深。通过实际计算可以知道前景深小于后景深。正确的景深示意图一定要确定透镜的边缘对应弥散圆的边界，使用这样的光路画出来的才是真正的景深.
如果镜头的光圈缩小，那么同样弥散圆的情况下前后焦深都会变大，所以对应的前后景深也都会变大。很容易看出光圈影响景深的关系。另外影响景深的因素就是焦距，还有拍摄的距离。距离越远景深越大，焦距越大景深越校。但是拍摄距离和焦距的变化对景深的影响必须使用准确的做图或者
计算才能说明，不是可以通过简单的说明能够直观体现出来的
关于全景深技术的理论运用
一、镜头景深公式
镜头最终的原理就是凸透镜成像，无论镜头结构焦距怎样变化，它都是一面具有同样焦距的等效凸透镜。因此，所有镜头成像的初级理论都可以用光学知识来解决，镜头的等效中心是在快门平面，所有距离计算都是从这个平面开始的。
成像后在焦点前后各有一个容许弥散圆，这两个弥散圆之间的距离就叫焦深，这两个弥散圈之间所对应的实际物距就是景深。这里把景深和焦深区分开来：景深对应的是实际景物，即Δ物距；焦深对应的是透镜后的像，即Δ像距。后焦深对应前景深，前焦深对应后景深。在这里，大家需要明白的是弥散圈这个概念在成像过程中始终是存在的，因为凸透镜成像只是一个平面的概念，它只会对某一个平面成清晰的像，对于实际拍摄的立体世界要通过弥散圈这个概念来区分各个平行平面之间的清晰度。
图一
定义参数：
δ —— 容许弥散圆直径
f —— 镜头焦距
F —— 镜头的拍摄光圈值
L —— 对焦距离
L1 —— 景深近点距离
L2 —— 景深远点距离
ΔL1 —— 前景深
ΔL2 —— 后景深
ΔL —— 景深
根据凸透镜成像公式1/u+1/v=1/f和光线经过透镜后的近似三角形可以得到以下几个方程：
1/L1+1/V1=1/f=1/L+1/V以及f/F：V=δ：（V1-V）
1/L2+1/V2=1/f=1/L+1/V以及f/F：V=δ：（V-V2）
即可分别求得：
图二
其中弥散圈直径是一个相对参数，它可以根据自己对照片的要求进行调整。还有就是很多教材中提出拍摄中后景深和前景深按照2：1处理，其实是一种误导。从公式中我们可以发现，在最近点对焦的时候后景深和前景深基本接近1：1，随着对焦距离增大，后景深增加的速度大于前景深，增加速率比较接近对焦距离和镜头焦距的两次方比，最后趋向于无穷大。
从后景深公式中，我们可以得到超焦距f2 – FδL=0即L=f2 / Fδ。有些书上把超焦距看作是对胶平面到对焦点的距离，我查找了超焦距原始的定义没有找到，个人认为还是看作对焦距离比较合适。
二、 全景深技术的基础
sheimpflug定律指出：当被摄物平面、镜头平面和胶片平面中的两个不平行时，若想在胶片平面上获得清晰地被摄物平面影像，必须调整某一个或者两个平面，使三个平面延长线交于一点。
图三
如图，R是镜头平面，ST是水平线，M`N`是胶平面。如果镜头R仍然保持在与
水平线垂直的位置，根据成像知识，我们可以知道MN在M`N`上面的成像不可能完全清晰，如果把R向前倾斜一定角度，使得R与MN以及M`N`交于同一点，则可以使得MN在M`N`上面呈完全清晰的像。这就是沙氏定律。平移后的镜头光轴由OP变为OQ，我们可以根据成像公式算出MN的像，然后再根据解析几何知识证明三的平面的的确是相交于一线的，由于过程相当繁复，就不在这里作具体证明。
三、全景深技术中的实际景深
我们可以这样以为，在胶平面不变的情况下，每一个镜头平面调整角度将确定一个经过N的清晰平面O`N，而O`N与水平面的夹角将随着镜头平面的倾斜逐步变化。如果镜头平面前倾，清晰平面O`N也将逐步前倾；如果镜头平面后仰，清晰平面O`N也将逐步面后仰。注意这里的倾斜速度是不一样的，是一个相当繁复的关系，我算了一半没有再算下去。
因为镜头的对焦距离是镜头光心与该清晰平面的垂线距离，那么如果拍摄物体是MNTS范围内的物体，在镜头平面作前倾之前，我们需要控制的景深范围是ST，对焦距离应该在OY到OX之间。随着镜头前倾，在对焦的时候我们始终保持N点的完全清晰（注意：这时候O`在M`N`平面上逐步由下往上移动，而并不和MN重合），等到一定幅度，我们可以发现M点也出现清晰的像，这时O`N已经完全与MN重合。这时候已经对MN平面进行精确对焦，对焦的距离是OA，过S点取MY的平行线，要而保持MNTS内全部清晰的充分条件是对AB范围内对焦清晰，即调整后前景距离变为OA，后景距离变为OB。
当OA与OB确定之后，我们可以来分析景深。
取三角形OAY，由直角三角形知识，因为OA垂直于AY，我们可以知道OA始
终小于OY，这样在镜头平面R前倾之后，对于Y点的对焦实际对焦距离从OY变为OA，明显变近。由景深公式，我们可以知道在镜头平面R前倾之后，因为对焦点的变近同一光圈下实际的景深将明显缩小。而对于拍摄，这时我们需要的景深是AB。
四、全景深技术中的对焦点选取
我想既然需要最大范围内的清晰，考虑到一张照片近景的视觉冲击，不论选区哪个平面，都要对最近点进行精确对焦。那么在这里，我们会遇到几种情况：1、移轴时取MN平面清晰；2、移轴时取NS平面清晰；3、移轴时取MN到NS之间的某一个平面清晰。
第一种情况仅仅利用了后景深，第二种情况仅仅利用前景深，第三种情况同时利用了前后景深。通过对移轴后景深的分析，我们可以发现在选取清晰平面从MN到NS变化过程中，实际对焦点将继续变近，即是说实际景深将继续变小。所以第二种情况可以排除，而第一种和第三种情况比较麻烦，需要比较即时的前景深与前后后景深变化量的差别。我认为选取远景上半部的主要部分是一种不错的选择。
五、几点总结
1、全景深不是万能的，它只是一个平面化的概念，立体化的全景深是无法实现的；
2、在全景深平面确定之后，我们仍然要通过前后景深来控制立体景深；
3、运用全景深技术时会使相对对焦点变近，光圈的大小对于景深与不用全景深技术时比较变化明显减小；
4、个人认为一个比较好的对焦方法是，开到最大光圈，保持近景始终清晰的基
础上，逐步调整前后组，使得远景上半部分的主要部分达到满意地的清晰度，然后缩小光圈。调整远景清晰度的时候不易过头，即是说焦点在远景上方优于在远景下方；
5、全景深还有一个很大的用处就是缩小焦深。比如拍摄图中YT平面，可以通过移轴，只让其中某一部分变得清晰。
●表格式的景深表
在摄影书籍上常常可以找到一种表格式的景深表，它们是列出一些镜头焦距与相应光圈、摄距的景深范围。这种书本上的景深表所指示的景深范围比相机上景深表的 准确性要高。但是，不如相机上景深表使用方便。而且，在镜头焦距多样化的现代摄影中，这种表格式景深表的局限性就显得更大了。
使用这种表格式景深表时，要注意它也是以某种模糊圈为标准的，当你需要
更小的模糊圈时，也应按照比实际使用的光圈大一、二档来掌握景深范围。
景深计算公式
景深计算公式可以帮助你了解各种镜头焦距、各种光圈、各种摄距的景深范围。这种计算公式又是针对你所要求的模糊圈的，因而计算出的景深范围更准确、更可靠，当然它比相机上的景深表与书本上的景深表麻烦得多。
景深计算公式如下：
H×D
景深近界限＝—————
H＋D－F
H×D
景深远界限＝—————
H－D－F
H＝超焦点距离 D＝聚焦距离（镜头前节点至被摄体距离） F ＝镜头焦距
景深
景深是摄影工作中的一项技术手段又是一种造型艺术，理解了景深的原理及应用不仅可 以得到一幅清晰的照片还可以创造出艺术造诣非浅的艺术作品。
(一)景深可定义为摄影时，不论对任何物体调焦，在该物体的前后都会形成一个或大或小的 清晰区，这个清晰范围叫景深（见图4-44）
图4-44
1.光斑与景深
底片上的影象是由被摄体各发光点（或反射光点）所发出的光线通过镜头汇聚成无数光点（ 像点）组成的。这些光点称为光斑或分散圈，它的粗细决定了影像的清晰度，有了景深， 摄影中的清晰问题就解决了。
2.制定景深的标准
清晰与模糊的概念人皆不同，所以规定了以下依据：
(1)物体分散圈的直径在1/4毫米以内（此时人眼视为一个点而非一个斑）
(2)观看照片的距离为25厘米（明视距离）
在这里要弄清一个问题分散圈与镜头焦距之关系，分散圈直径至少小于普通焦距的1/10^3 。焦距短，分散圈直径小，观看距离近，反之焦距长，分散圈直径大，观看距离远，为直线 关系，如镜头焦距F为250毫米，分散圈直径为1/4毫米，明视距离25厘米。
若镜头焦距F为500毫米，分散圈直径为1/2毫米，明视距离50厘米。
3.景深的控制
在实际拍摄中调节光圈和物距及换用不同焦距的镜头即可改变景深。所以光圈口径、焦距 和物距是控制景深的三要素。
(1)光圈口径与景深
由于光圈放大后在焦平面上形成的光锥截面大，分散圈直径必然也大，所以清晰度低， 反之清晰度则高，所以用较小的光圈可获得较大的景深范围（见图4-45）由于光圈可 对 景深产生很大影响，故在确定光圈与快门组合时，就不能单纯考虑曝光因素，还必须顾及它 在景深方面产生的影响。在使用有单优先或双优先功能的高档相机时也要注意景深与光圈口 径的关系，特别是使用快门优先这一功能能时尤为如此。
图4-45
(2)焦距与景深
短焦距镜头景深大，长焦距镜头景深小，这是由于短焦距镜头成像小，其分散圈直径也 较小，景深较长，这也是短焦镜头的的一个特点（见图4-46）。
图4-46
(3)物距与景深
物距是指聚焦目标至镜头间的距离。在镜头焦距不变的情况下，景物距离较近时，成像较大 、 分散圈也变粗了。所以在拍摄近距离或特写镜头时，聚焦应尤为仔细，否则很容易导致照片 不清晰。（见图4-47）
图4-47
这里要注意，增加物距扩大景深是有限度的，当物距恰恰增加到等于所用光圈口镜的超焦点 距离时，景深范围即达极限，否则继续扩大距离，景深反而会缩小。
4.超焦距
(1)定义
超焦距是景深理论中一个较为特殊的现象。它是指当镜头焦点对向无限远（∞）时，具有最 低清晰度的最近物体到镜头之间的距离。
一个镜头的超焦距是个变值，随一定条件改变而改变，大小不等（见图4-48）。
图4-48
(2)超焦距和口径与焦距的关系
超焦距与光圈口径成正比。光圈开大一级，超焦距增加
倍 倍
超焦点距离调焦距离景深
8米∞8米→∞
8米4米→∞
所以，只要不使用最大口径，在把调焦点对在超焦点距离上，景深就会增加超焦距的一 半。
②提高感光能力
使用超焦距尚可相对地开大光圈，提高感光度。
光圈系数超焦点距离调焦距离景深
167米∞7米→∞
814米∞14米7米→∞
14公尺7公尺→∞
从表中可以看到利用了超焦距，光圈开大2级可获同样景深，而届时感光能力提高了4倍，这说明在光线较暗之场合可以开大光圈拍摄与小光圈有同样景深之画面。当然光圈只能开大2级，因为这时超焦距正好相差
或 倍，才能出现相同之景深。
（3）超焦距的计算方法：
超焦距=焦距×1000/f系数 (1000为光斑直径之倒数)
5、景深表的用法： (见下图4-49)
4-49