主题:弥散圆造成的虚化:焦段、光圈、全画幅、APS-C [主题管理员:宾得单反]
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宾得单反 发表于 2012-6-11 15:38
你的这个结论(一样光圈的虚化基本差不多),可能有问题。
借用testtiger一篇[url=/pics/201204/4579/457990/457990_1335691111.jpg[/img]在主体大小和位置相同的情况下,可以看到,50镜头的虚化更强,50镜头的拍摄距离比35镜头要远,如果将50镜头移到35镜头的拍摄位置,背景虚化还会增强。也就是说,这两个镜头在相同位置相同光圈下拍摄时,50镜头的虚化比35要强很多。


您提到的这个是指:构图相同而物距不同时,长焦距镜头景深更浅;第二,物距相同时,单纯的景深(不是虚化)也是长焦的更浅。

而我想理解的是构图不同距离相同时,虚化,而不是单纯景深的情况。虽然我的论证可能有问题,不过跟您转的这个无关哈。
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AnandTecher 发表于 2012-6-9 15:20
其中,物体在画面中的比例是以边长的2次方,即面积比计算的。

把焦距->视角->物体比例计算中的tan和arctan抵消以后

blur_effect∝(sensor_diag_length/focal_length)^2/dof

按照这个去计算,得出的结论是一样光圈的虚化基本差不多

例,35/1.4和50/1.4在物距相同的情况下,虚化能力(考虑视角,不是指景深值)是差不多的

这倒是跟我之前的观察与猜测一样

你的这个结论(一样光圈的虚化基本差不多),可能有问题。
借用testtiger一篇《同样构图,同样光圈,用3518靠近拍人像与用5018离远拍背景虚化一样吗?》里第21楼的对比图片,如下:
在主体大小和位置相同的情况下,可以看到,50镜头的虚化更强,50镜头的拍摄距离比35镜头要远,如果将50镜头移到35镜头的拍摄位置,背景虚化还会增强。也就是说,这两个镜头在相同位置相同光圈下拍摄时,50镜头的虚化比35要强很多。
本帖最后由 宾得单反 于 2012-6-11 15:40 编辑

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其中,物体在画面中的比例是以边长的2次方,即面积比计算的。

把焦距->视角->物体比例计算中的tan和arctan抵消以后

blur_effect∝(sensor_diag_length/focal_length)^2/dof

按照这个去计算,得出的结论是一样光圈的虚化基本差不多

例,35/1.4和50/1.4在物距相同的情况下,虚化能力(考虑视角,不是指景深值)是差不多的

这倒是跟我之前的观察与猜测一样 本帖最后由 AnandTecher 于 2012-6-9 15:24 编辑

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另一篇帖子《SONY RX100背景虚化效果可以媲美单反,是真的吗?》,https://forum.xitek.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1020368&page=1&ordertype=1#pid41582205中,楼主 dearoo 询问配备了1.8大光圈和较大cmos的高端卡片机索尼RX100与入门单反尼康D3200配套头的虚化能力比较。回复内容如下:
图片说明:
比较的方式是,用RX100和D3200拍半身人像,让人在画面中的大小和位置都相同,观察模特身后不同距离处的虚化强度。纵轴是虚化强度,横轴是模特身后到虚化背景的距离,从普通摄影经验可知道,背景越远虚化越强。图中画的是D3200套头焦段两端和RX100焦段两端的虚化能力曲线,能够框出两部相机的虚化能力范围,红绿两条线之间是RX100的虚化能力范围,蓝紫两条线之间是D3200配套头的虚化能力范围。
分析:
1、RX100的虚化能力略微超过D3200套头最广焦端18mm f3.5的虚化能力,但同55mm端比还有差距。
2、一般长焦端会有更好的虚化能力,可以看到,跟APS-C相比,在RX100上,由于画幅缩小,这种显现减弱了很多,广角端凭借1.8的光圈,在4米以内的背景范围,虚化能力超过了其长焦端。所以如果按照单反的经验想利用拉长焦段来增强虚化的话,对RX100的效果不会太明显。可以看成,在所有焦段,RX100的虚化能力几乎是不变的。
3、你可以将D3200调到20mm f3.5,此时的虚化曲线跟RX100的广角端是完全重合的,所以未在图中表示,手边如果有APS-C相机的话,可以试试,那就是RX100的虚化效果。

简单结论:索尼RX100跟D3200配套头的广角端虚化能力相近。

以下内容由 宾得单反 于 2012-6-9 10:58 补充
同样方法,比较了佳能G1X与单反D3200配套头的虚化能力,结论是,两者的虚化能力一样。红线和绿线之间是G1X的虚化能力范围,另两条是单反的。
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AnandTecher 发表于 2012-6-4 17:46
除上物体尺寸比例……有道理

前面说的是思路,实际计算的话,应该是用正常计算的弥散圆直径除以镜头焦距(例如35mm或者200mm)。以35mm和200mm镜头为例,拍摄距离和虚化考察点都相同,给定各自的光圈,计算出35mm和200mm镜头的弥散圆,分别除以35和200,得到的两个数字便可以比较,它们代表了此时两只镜头对背景物体考虑了大小变化之后虚化的相对效果。
以下内容由 宾得单反 于 2012-6-5 14:59 补充
需要注意的是,这种办法度量的虚化只能反映有体积大小的物体的视觉虚化感觉,对点光源的虚化强弱不适用,仍然需要用弥散圆的大小来度量。
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宾得单反 发表于 2012-6-4 17:41
猜测你说的是,由于长焦镜头会将背景放大,视觉上感觉没有那么虚了,是吗?
这是一种视觉感受,不以镜头虚化的绝对大小为标准,而以镜头虚化对背景物体造成的影响大小为参照,若想量化表示可以将不同焦距镜头对背景物体的放大效应也考虑进来,用虚化绝对量(弥散圆大小)对背景物体尺寸的比的形式来度量。


除上物体尺寸比例……有道理
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AnandTecher 发表于 2012-6-4 00:57
同物距下,200mm f/3.6的景深值肯定小于35mm f/1.2,但是虚化"感"没有后者强,整图视角对虚化的影响不可忽略。

比较好奇,不同焦距的镜头,相同物距(构图不同),虚化怎么量化比较。

猜测你说的是,由于长焦镜头会将背景放大,视觉上感觉没有那么虚了,是吗?
这是一种视觉感受,不以镜头虚化的绝对大小为标准,而以镜头虚化对背景物体造成的影响大小为参照,若想量化表示可以将不同焦距镜头对背景物体的放大效应也考虑进来,用虚化绝对量(弥散圆大小)对背景物体尺寸的比的形式来度量。
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同物距下,200mm f/3.6的景深值肯定小于35mm f/1.2,但是虚化"感"没有后者强,整图视角对虚化的影响不可忽略。

比较好奇,不同焦距的镜头,相同物距(构图不同),虚化怎么量化比较。
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非常好的帖子,虽然我之前已经知道结果,但还是全部认真地再看了一遍整个帖子。
关于同视角下结论和我理解的完全一致,无忌上完全理解画幅大小和景深关系的人不多
关于同镜头不同画幅不同拍摄距离的情况,又从楼主这里得到了进一步的理解,非常感谢。
相对来说第一种情况更有意义,因为视角相同应该是比较其他方面的第一前提。
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原文由 小市民 在2011-11-28 00:23发表
mark,看不懂,慢慢看


如果你拍人像,想提高背景虚化程度,就会遇到镜头选择的问题,所做的图就是比较常用大光圈镜头的虚化能力。从经验中可以知道背景离得越远就越虚,图中横轴便是这个背景距离(对焦点后距离),纵轴是虚化程度。你可以在图中直观比较你感兴趣的两个镜头的虚化能力,这就是该图的用途。由于有人关心全画幅和APS-C的差别,所以将各款镜头在两种画幅机身上的虚化能力曲线都画在了一个图中,方便比较,找镜头的时候注意看一下图例中标示的机身,别看错了。
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mark,看不懂,慢慢看
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原文由 宾得单反 在2011-06-26 15:47发表
回复 超菜的鸟
非常感谢这位朋友的回复,为了可靠解释你的结论,我对弥散圆公式做了认真推演,你的结论是正确的。你在回帖时给出的是最核心的内容,在推演过程中还得到几个约束条件,我给出的完整表述是:

在非微距摄影时,两台不同画幅的相机,拍摄同一人,人在画面中的大小和位置相同,若有,a镜头焦距/b镜头焦距= ......

这个要顶。。mark
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原文由 kcl31 在2011-06-27 12:31发表
之前一直迷惑于不同画幅里虚化能力的等效问题,也自己做了些计算,后来在网上找到了一个这样的计算器,感觉准确度还不错,楼主可以看看源码的算法参考一下

我实际用P67+90/2.8拍的效果,和5D+50/1.4确实非常相似,按照这个计算器,P67+90/2.8,以长边计算,基本就等效于135的50/1.4了

http://www_okayan_jp/focal ......


确实很方便,谢谢分享。跟我计算的一样,你可以输入全画幅的85/1.8,另一边选“Canon EOS APS-C (Kiss D,D30 etc.)”看看转换完的,跟我在第7贴中的一样。如果全画幅这边输入的是55/2.8,则转完的跟第6贴中的一样。

[宾得单反 编辑于 2011-06-27 22:40]
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原文由 F1.0 在2011-06-27 20:01发表
虚化效果只看弥散圈附近的计算C值就可以(即只用算焦点前后某一点就可以了),算那么远没有意义。


好像你我对描述虚化产生原理的模型不太一样。
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原文由 F1.0 在2011-06-27 16:34发表

$$$ 200/5.6与50/1.4不是等效焦距的关系,要想构图相同必然有不同的物距L。85/2.8与55/1.8是等效焦距的关系,构图相同时其物距也相同。这是重要的差别。

$$$ 因为弥散圈公式中有非线性项和线性项两部分,要想取得一致的虚化效果,其非线性项(1/l-A)必须相等,而非线性项相等只有等效焦距相同的镜头才能做到(物距相 ......


你回复中的前两点我没有异议,我们的表达不同,但实际说的东西一样。
第三点,你说的有效口径是“焦距/光圈值”吧。按你的意思,都在全画幅机器上,200/5.6与50/1.4因为具有相同的有效口径,应该具有不完全一致但非常接近的虚化,对吗?既然对公式没有异议,就实际算一个点看看。假设50/1.4拍摄距离1000mm,算对焦点后2000mm处的虚化,公式C=f^2/F*(a-b)/(a*(b-f)),f是镜头焦距,F是光圈值,a是人身后一点到镜头的距离,b是拍摄距离;则有
C1=(3000-1000)/(3000*(1000-50))*50^2/1.4=1.253mm
同样,200/5.6拍摄距离4000mm,则有
C2=(6000-4000)/(6000*(4000-200))*200^2/5.6=0.627mm

你说的那个靠有效口径比较虚化,我在对弥散圆公式做推演的时候得到过,但是那是有前提的,就是参数a要趋近于无穷大,也就是虚化考察点(不是对焦点)放在无穷远,在那一点这两个镜头的虚化是一样的。越不满足这个前提差得就越多。

[2011-06-27 21:42 补充如下]

类似的还有,同样是50/1.4,用在全画幅和APS-C上,对对焦点后无穷远处一点的虚化也是相同的,但显然……不一样。
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避免混乱,简化问题,得出普适规律,这是分析的基本方法。理一理你要关心问题:
【约束条件】:1构图相同,2扩印至同相尺寸
【已知量】全画幅A,APS画幅B及镜头f1镜头f2
【问题】1)同一画幅下f1及f2的虚化效果 2)画幅不同时同一镜头的虚化效果
【扩展问题】不同画幅及不同镜头的虚化交果。

首帖将所有数据画在一张图上,所以难找到结论。
另外,虚化效果只看弥散圈附近的计算C值就可以(即只用算焦点前后某一点就可以了),算那么远没有意义。
图表只能反映特征量,而公式是普适的,放弃公式讨论这类问题会很累的哦
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原文由 F1.0 在2011-06-27 16:15发表
看了几次没看清门道。偶这外行初步判断,首帖分析方法不太合适,会几档几档等结论也缺乏依据。全文有数据,但没论据和结论。


可能是之前写得不够清楚。

人们有时想知道两款镜头哪个虚化能力更强,比如85/1.8和50/1.4,比较的方法是用两个镜头拍摄,保持被摄人物在画面中的大小和构图相同,然后比较背景的虚化。背景之所以会有虚化效果,是因为处于对焦平面以外的点,在底片上成像时不能汇聚到一点,而是散布成一个圆(弥散圆),在照片上看,这一点就虚了。我们还看到,人身后越远的点越虚,说明底片上的弥散圆直径随距离变大。弥散圆直径是虚化强弱的客观度量,还好它有公式可以计算。在镜头焦距、光圈、拍摄距离确定的情况下,弥散圆直径只跟考察点到镜头的距离有关。所以我做的图,横轴是被摄人身后的距离,纵轴是根据公式计算出的弥散圆直径大小,只要给定一组焦距和光圈(在拍摄内容和相机画幅确定时,拍摄距离是焦距的函数,因此无需单独给定),就可以绘制一条曲线,表述背景在不同距离时的虚化强度(弥散圆直径大小)。将多款镜头在全画幅和APS-C上的虚化曲线绘制在一个图里是为了方便比较。

如之前回复中所说,单纯分析公式不够直观,绘成图就好多了,公式上不方便比较的,曲线上一目了然。如果两条曲线在各段距离上差别不大,各有上下,就可以说它们的虚化能力是近似的。

图例中给出了拍摄距离和景深,是为了让人对拍摄情况有更全面的了解,是附带计算出的,不是决定弥散圆大小的参数。

[宾得单反 编辑于 2011-06-27 18:03]
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原文由 超菜的鸟 在2011-06-24 17:53发表
换算一下它们的入光孔径,您就会知道真真的原因!
哦说得很好
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原文由 宾得单反 在2011-06-26 22:11发表
200/5.6=50/1.4,他们在全幅和APS-C上的虚化不一样,而85/2.8=55/1.8,在全幅和APS-C上的虚化却一样,差别在哪里呢?差别在200/50=4,85/55=1.6(全画幅和APS-C相差的画幅系数),这个条件是不能省略的。


$$$ 200/5.6与50/1.4不是等效焦距的关系,要想构图相同必然有不同的物距L。85/2.8与55/1.8是等效焦距的关系,构图相同时其物距也相同。这是重要的差别。

$$$ 因为弥散圈公式中有非线性项和线性项两部分,要想取得一致的虚化效果,其非线性项(1/l-A)必须相等,而非线性项相等只有等效焦距相同的镜头才能做到(物距相等)。

$$$  对于200和50头,即使在全幅上其非线性项(1/l-A)与(1/(kl)-A)也不等,不可能有完全一致的虚化效果;但从两式也看以看出当有效口径相等时,其虚化效果非常接近。
它们一个在全幅上一个在APS上也不可能相同的虚化效果,即(1/(K2(kl))-A))*(K2(Kf)*D)与(1/l-A)*(f*D)不等。(镜头焦距比k1=f2/f1,变幅比K2=全幅/APS幅)。

哈哈,式中作了诸多不合适的线性假设,乐一乐吧:
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弥散圈约为0.03,首帖图中弥散圈计算值达到1.5,这个值有什么意义呢——这里的东西早就虚得无法识别了。


弥散圆0.03是景深计算时用的,因为严格来说,只有焦点处是清晰的,其余点都有不同程度的虚化(弥散圆),只是根据人眼观察,当弥散圆直径小于0.03mm时(全画幅底片),人看着都很清晰,所以规定这个清楚的范围叫景深。我所做图表中的弥散圆直径是用来反映景深之外,虚化部分的虚化程度用的。

[2011-06-28 21:30 补充如下]

那个0.03mm叫景深计算的容许弥散圆。我在首帖备注中写过,图中计算景深时用的容许弥散圆直径取0.035mm。
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弥散圈约为0.03,首帖图中弥散圈计算值达到1.5,这个值有什么意义呢——这里的东西早就虚得无法识别了。
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下面两公式可以解释你首帖的图:
1)首帖的景深
首帖右侧景深近似满足全幅景深/APS景深=1:1.6,其原因可由附图中上面的公式解释:当物距l较小时(这个与焦距的值有关)它对分母影响小,这时景深l2与物距近似成正比。对于全幅及APS,在构图相同的情况下其物距比为1.6.

2)关于虚化:
可以用图中式2近似解释。在认识了135标头与120标头虚化效果仅与其有效口径有关,再琢磨全幅及APS的差别可能会更好。

弥散圈与景深是同一公式的两种表达。呵呵,数学公式是解理问题的捷径:

[F1.0 编辑于 2011-06-27 12:47]
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之前一直迷惑于不同画幅里虚化能力的等效问题,也自己做了些计算,后来在网上找到了一个这样的计算器,感觉准确度还不错,楼主可以看看源码的算法参考一下

我实际用P67+90/2.8拍的效果,和5D+50/1.4确实非常相似,按照这个计算器,P67+90/2.8,以长边计算,基本就等效于135的50/1.4了

http://www_okayan_jp/focal-length-calc.html
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原文由 超菜的鸟 在2011-06-26 23:38发表

呵呵....
难得朋友能明白,菜鸟曾算过 645、135、APS-C、DC 片幅对比,但有些朋友计算对比给他看了也要绞驳....真的没气!

P/S:不同的视角更加难比较,可说不能比!


呵呵,同情你的遭遇。
如果只从公式分析来看,不同视角时各款镜头比较,只能找到虚化相同的单点,而没有所有点全程虚化能力相同。看公式不太直观,如果将公式绘制成曲线,通过调整焦段、光圈、画幅、拍摄距离等参数,可以得到虚化能力近似的曲线。比如50mm镜头,通过开大光圈,可以在APS-C上达到和全画幅上整体相似的虚化曲线。这种近似在实际应用中就足够了。
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原文由 宾得单反 在2011-06-26 15:47发表
回复 超菜的鸟
非常感谢这位朋友的回复,为了可靠解释你的结论,我对弥散圆公式做了认真推演,你的结论是正确的。你在回帖时给出的是最核心的内容,在推演过程中还得到几个约束条件,我给出的完整表述是:

在非微距摄影时,两台不同画幅的相机,拍摄同一人,人在画面中的大小和位置相同,若有,a镜头焦距/b镜头焦距= ......


呵呵....
难得朋友能明白,菜鸟曾算过 645、135、APS-C、DC 片幅对比,但有些朋友计算对比给他看了也要绞驳....真的没气!

P/S:不同的视角更加难比较,可说不能比!
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原文由 宾得单反 在2011-06-26 22:54发表
呵呵,是,知道过也就过去了。
公式是C=f^2/F*(a-b)/a*(b-f);
f是镜头焦距,F是光圈值,a是人身后一点(算弥散圆的那一点)到镜头的距离,b是物距(被摄人到镜头的距离)

公式都是一样的。
相机镜头不是简单的透镜成像,看了看公式挺复杂的,过于深究我就卡壳了,哈哈哈
如果近似按单透镜算,等效口径相同的镜头在相同光圈下和构图下,其虚化效果一样(100/2.8与50/1.4同)。
好像坛子里funder及老玩童等编辑对这些比较熟悉。

[2011-06-27 11:28 补充如下]

"等效口径相同的镜头在相同光圈下和构图下"应为“等效口径相同的镜头在最大光圈下和相同的构图下”
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原文由 F1.0 在2011-06-26 21:55发表
这些东西要用公式去分析比较直观,不过不太清楚你弥散圆的公式。
现在老泡菜们都可能不再费心去琢磨这些事,我也一样,呵呵呵


呵呵,是,知道过也就过去了。
公式是
C=f^2/F*(a-b)/a*(b-f);
f是镜头焦距,F是光圈值,a是人身后一点(算弥散圆的那一点)到镜头的距离,b是物距(被摄人到镜头的距离)

[2011-06-27 22:46 补充如下]

公式应为C=f^2/F*(a-b)/(a*(b-f)),之前少加了一对括号。
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回复主题: 弥散圆造成的虚化:焦段、光圈、全画幅、APS-C
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