用图来说明光圈和背景虚化的关系

作者:张小胖
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(原创)用图来说明光圈和背景虚化的关系-中关村在线摄影论坛
我在网上找到的这个我觉的还挺有说服力的。上面是链接,下面是原文复制过来的。我认为是最核心部分我进行了加粗并加了下划线。
2009-06-25 12:49:03 “沙漠驼手”把此帖设为精华,作者得到50经验:)


经常看到网上有高手指导我们要虚化背景用大光圈,长焦。我却不以为然,长焦倒是可以理解,可用大一些光圈,能有多大的改观呢?真的,不怕你们笑话,直到昨天我画了下光路图,才恍然大悟,原来大光圈的作用不可小视啊。为了弄清这个问题,先从镜头成像原理说起。 镜头其实就是几片凸透镜排列组合而成,用几片的原因是一是便于调节焦距(这里说的焦距是指光变),二是最大限度降底镜头引起的成像畸变。凸透镜成像原理初中是学过的,如果你对此不感冒,我想早就忘到九霄云外了吧。如果你还清楚地记得就略过吧,好了话不多说,结合一图来说明: 图一中,T是凸透镜,F是它的焦点,F到它中心的距离就称为焦距。2F是倍焦距。W是一物体,A是该物体上的一点,C和D是A点所发出的两条光线。B为凸透镜T的主轴。

关于凸透镜,我要多说两句。由于凸透镜多由玻璃做成,(当然也可能是其它高透光的材料)光线在空气中和在玻璃中的折射率是不同的。简单点说,一束光线由空气中穿过凸透镜后,它的传播方向会发生改变,如光线C通过后变成C’的方向了。——凸透镜有这些特性:一,平行主轴的光线通过它后会聚在一点上,我们就将这点称为凸透镜的焦点F;(太阳很远,我们可以将其发出的光看作平行光,调节凸透镜使其成像最小,该点所在的位置我们当作该凸透镜的焦点)二,通过主轴的光线传播方向不会发生变化;三,通过焦点F的光线(注意是靠近物体一方的焦点)通过它后光线会与主轴平行。 有一物体W在T的2倍焦距之外。我们就取该物体上的一点A,我们知道光线是向四面八方传播的,所以通过T的光线也是不计其数,我们假设有这样两条光线,一条是平行于主轴的光线C,另一条是通过焦点F的光线D,根据凸透镜特性可以知道:平行于主轴我光线C通过后会穿过焦点F,即光线C’,而通过焦点中F的光线D通过凸透镜后会平行于主轴,即光线D’。由图可以看出光线C’和D’它们有一个交点A’,不瞒你说,这A’就是A的成像,我们还发现它们只有唯一的一个交点,无论是靠近T或远离T,A点的成像都会逐渐形成一个光斑,离A点越远,光斑就越大。这就是我们所说的虚化了。我们只需将CCD或感光胶卷放置在A点所在的位置,就可以拍出清析的照片了。(实际应用中是调节镜头的位置来调焦的) 好了,弄清了成像原理,再来看光圈和虚化的关系就是小菜一碟了。如图二

为了模拟可调节光圈,我们将镜头分成两个部分,即整个镜头和减去浅紫色部分,当小光圈时,实际上浅色部分被挡住了,不能通光的。先看大圈,四条光线都可以通过镜头并在CCD上形成一个光斑。(我没有将CCD放置在A’点是因为要虚化物体W)光斑的大小就是两条兰色线与CCD相交的区域,如果我们用小光圈时,B、C两条线是不能通过的(BC两条线原作者画的颜色很浅,希望读者仔细辨认),它所形成的光斑就是由两条黄色线与CCD相交的区域,很明显,小光圈的光班小得多,用几何知识很容易证明:在外因相同的条件下,光圈直径大一倍,它所形成的光斑直径也大一倍。 好了,就说这么多,如果有兴趣的话,大家可以画下图来证明下长焦和虚化的关系。 最后说明:以上凸透镜成像是根据以前所学的记忆整理而成,可能有错误的地方,望大家批评指证。
如有侵权还请删除。

另外,再加一张来自百度百科“镜头焦距”词条中的一幅图。我觉得可以帮助你理解。

 
 
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