超焦距和景深范围
一。概念对比
| 项目 | 超焦距 (Hyperfocal Distance) | 景深范围 (Depth of Field) |
|---|---|---|
| 定义 | 在某一光圈和焦距下，从这个距离对焦时，画面从一半超焦距到无限远都在清晰范围内 | 在当前对焦距离、光圈和焦距下，前后可接受清晰的范围 |
| 对焦方式 | 特殊地对焦在「超焦距位置」 | 任意对焦距离都可以产生对应的景深 |
| 与远处成像关系 | ∞ 会在景深范围内 | 远处是否清晰视实际对焦点而定 |
二。超焦距
2.1 超焦距的计算公式
$$ H = \frac{f^2}{N \cdot c} + f $$
- $H$：超焦距（单位：mm）
- $f$：焦距
- $N$：光圈值
- $c$：容许弥散圆直径（根据画幅而定）
当你对焦在超焦距 $H$ 上时：
- 你的 景深范围为：
$$ \text{景深} = \left[\frac{H}{2}, \infty\right) $$
也就是说，景深从超焦距的一半到无限远。
2.2 视觉效果的联系
| 情况 | 景深范围表现 |
|---|---|
| 对焦 < 超焦距 | ∞ 不在景深内，远景可能模糊 |
| 对焦 = 超焦距 | 最远清晰到 ∞，前景从 H/2 开始清晰 |
| 对焦 > 超焦距 | ∞ 仍在景深内，但前景模糊变多 |
所以 超焦距就是为了最大化景深远端（特别是无限远）的一种对焦方式。摄影师常在风景摄影中使用它，以确保画面前中后景尽可能都清晰。
2.3 图示关系
2.4 实际应用场景
- 街拍、风光摄影：对焦在超焦距，不用担心远处虚焦。
- 手动对焦/预设焦点拍摄：设置对焦距离为超焦距，适应快速场景。
三。景深范围
景深范围（Depth of Field, DOF）表示在照片中被认为“清晰”的前后距离范围。你可以通过以下方法计算：
3.1 景深计算公式（标准模型）
我们先定义一些变量：
- $f$：焦距（mm）
- $N$：光圈值（f/数值）
- $c$：容许弥散圆直径（Circle of Confusion，单位 mm）
- $D$：对焦距离（mm）
超焦距公式
$$ H = \frac{f^2}{N \cdot c} + f $$
景深前端（前景界限）
$$ D_{\text{near}} = \frac{H \cdot D}{H + (D - f)} $$
景深后端（背景界限）
$$ D_{\text{far}} = \begin{cases} \frac{H \cdot D}{H - (D - f)}, & \text{if } D < H \ \infty, & \text{if } D \ge H \end{cases} $$
景深范围
$$ \text{DOF} = D_{\text{far}} - D_{\text{near}} $$
3.2 CoC（弥散圆）取值参考
不同画幅的 CoC 取值大致如下：
| 画幅类型 | CoC 容许弥散圆直径（mm） |
|---|---|
| 全画幅 | 0.03 |
| APS-C | 0.019~0.02（常取 0.02） |
| M4/3 | 0.015 |
3.3 示例计算
- 示例参数：APS-C，焦距 35mm，光圈 f/8，对焦 2m
- 焦距 $f = 35$ mm
- 光圈 $N = 8$
- 对焦距离 $D = 2000$ mm
- CoC $c = 0.02$ mm
步骤：
1. 超焦距：
$$ H = \frac{35^2}{8 \cdot 0.02} + 35 = 7691.25 \text{mm} $$
2. 近端：
$$ D_{\text{near}} = \frac{7691.25 \cdot 2000}{7691.25 + (2000 - 35)} \approx 1593 \text{mm} $$
3. 远端：
$$ D_{\text{far}} = \frac{7691.25 \cdot 2000}{7691.25 - (2000 - 35)} \approx 2686 \text{mm} $$
4. 景深范围：
$$ DOF = 2686 - 1593 = 1093 \text{mm} $$
所以，景深从约 1.6m 到 2.7m，总范围约 1.1 米。
3.4 小结
1.根据焦距、光圈、CoC 计算超焦距 $H$
2.根据对焦距离 $D$ 和超焦距 $H$，计算前后景深边界
3.得出完整景深范围
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