淺景深

這兩天拜讀了冼鏡光老師的 寫給新手：景深概論。

要有淺景深，簡單的講需要：

近距離、長焦距：這兩者是平方的效果
大光圈、大片幅：這兩者是線性的效果

所以「相同視角」的情況下，片幅越小、焦距越小。線性除以平方，所以小片幅的景深會比較深。

進一步的討論，同樣鏡頭、同樣光圈，物體成像大小相當的情況下(eg. 都佔片幅的一半)，片幅越大則景深越淺。

冼鏡光老師是用有放大率的景深公式來解釋。

我的看法比較簡單，一樣鏡頭，在小片幅機器上的視角比較小所以需要把物體擺比較遠才有類似的成像大小。一樣的鏡頭光圈，所以焦距和光圈都是一樣的。小片幅相較於大片幅，片幅小、距離遠。兩者都會讓景深變深。


結論：景深跟散景是不同的東西。前者討論清楚的區域，後者討論焦外成像的品質。攝影者應該控制景深來達到希望呈現的效果，而不是越淺越好。

鏡頭 -- 視角

平常大家太習慣用35mm 底片機的焦距來表示視角，像是50mm視角47度，大約是一隻眼睛的視角，35mm視角63度，大約是兩隻眼睛的視角。

但是，焦距就是視角嗎?  答案是否定的，焦距只表示正向入射的平行光會匯集在光軸上哪個位置，並不表示其他方向的平行入射光到底會成像在哪裡。

借用這篇文章裡面的光路圖：

可以看到，左側入射光上面那三條平行光會聚焦在成像平面的最下緣。所以，這三條平行光和光軸的夾角，就是這顆鏡頭在這個片幅上視角的一半。

還可以注意一下中間有個區域，所有光束會交會，這應該就是光圈位置的所在。

所以，視角跟鏡組設計、片幅有關，跟焦距其實不是那麼有關。把上面這張圖縮放一下，就可以設計出不同鏡後距、不同片幅、不同實體焦距之下，但是視角一樣的鏡頭。


那轉接是怎麼一回事？

以上圖為例，如果我們再成像平面的中間放上一片比較小的感光元件，邊緣的光線就浪費掉了，「等效的視角」就變小了。這其實就像是把拍好的照片裁切中央區域下來一樣。

那畫質呢？

畫質其實必須在公平的情況下才能比，也就是大家都洗成一樣大的相片來比較。以數位來講，就是無論你原先畫素多少，大家都把圖縮放到一樣的畫素之後用100%檢視來比。縮放演算法當然會有一點影響，這裡就先不管了。

可以想見，裁切過的畫質通常是比較差的。

由此可知，鏡頭必須針對片幅最佳化。拿全幅鏡頭在APS-C機器上，畫質並不一定好。拿APS-C鏡頭在全幅機上，結果是一個成像圈，因為鏡頭根本不夠大，沒有邊緣光進來。


數位時代的另外一個問題是，CCD/CMOS對於入射光的角度很敏感，因此邊緣畫質衰退的很快。以往的4/3系統就是基於這樣的理念設計出來的，使用略小的片幅配上略大的鏡後距，來達成直射光。但是這樣的鏡組系統也不會比較容易設計。

這也是X100這麼讓人期待的原因，使用定焦鏡頭表示邊緣光入射到感光元件上的角度是一個固定的已知角度，這時候感光元件就能相對應的調整上面的micro lens來達成較好的畫質。