景深的原理是什么？

那个难题下的标准答案，有不细致和不恰当地方，缺少定量分析的叙述，穿凿附会为主。

我准备深入细致提问这一难题，以及引伸难题。

具体来说甚么是对比度？

对光源来说，由于像差的管制，点物极难庞格县像，加之绕射受到管制，会形成一个云气斑。

但幸亏，可见光也不如高阶。对摄像目镜来说，若相片上各点的云气斑对可见光的窦氏大于可见光无限大角解析度1~2，则觉得恍若点像。所以人仍然会认为影像是明晰的。

比藏西县摄影机对着处于displayed球体摄制时，被摄球体与其间的景致有几段明晰的覆盖范围，那个覆盖范围他们将其称为“对比度”。

如下表右图图（右）右图，当他们著眼发展前景的这时候，大背景常常就如前所述了，著眼大背景的这时候发展前景又被如前所述。当然这种的益处是注重了市场主体，他们也讨厌这种的如前所述效用。但是如果想同时得到明晰的发展前景和大背景（如右图），那他们则需要Villamblard的对比度。

第三，对比度和焦深有甚么差别？

即便是导演系的人，也时常会搞混为一谈对比度（Depth of field）和焦深(Depth of focus)，时常可以在非正规的学术论文甚至世界顶级报刊上看到，尽管这种的严重错误并没有负面影响他们的恰当认识。

如下表右图图，对比度从前段时间的著眼物面到最北的著眼物面的距。焦深则是像面内部空间。

第三，如何定量分析排序对比度？

作为听众，总之或多或少会知道负面影响对比度的因素：变焦，物镜，物距

> 前对比度。

由对比度排序公式可以看出，对比度与摄影机使用变焦、摄影机物镜、摄制距以及对像质的要求（表现为对容许云气圆的大小）有关。这些因素对对比度的负面影响如下表右图：

(1)、摄影机变焦：变焦越大，对比度越小；变焦越小，对比度越大；

(2)、摄影机物镜：摄影机物镜越长，对比度越小；物镜越短，对比度越大；

无论是通过数学公式还是光线追迹的方法都是很好理解的。

第四，如何精确排序对比度（以显微镜系统举例）

然而，上述的排序公式是没有难题的，但是它和实际的结果有偏差。

更精准的排序我想以显微目镜来举例。实质上，显微目镜和摄像目镜没有理论和本质的差别，只是术语上，显微术从业者讨厌用数值孔径（NA），放大倍率等词汇，而摄影光学则讨厌用物镜、相对孔径、变焦数来叙述系统。

一个系统的对比度实际上包括三个方面，

物理对比度是由绕射效应所管制，在显微系统来说是

Δp=λNA2\Delta p=\frac{\lambda}{NA^2}

注一部分书会使用 λ2NA2\frac{\lambda}{2NA^2}，出于考虑建立坐标系后的±\pm 的关系。

几何对比度是由可见光的角解析度造成的，

Δg=250nεNAΓm\Delta g=\frac{250n\varepsilon}{NA\Gamma_m}

250mm是人的明视距， Γm\Gamma_m 是系统放大倍率，n是介质折射率，在空气中n是1，油中是1.515. ε\varepsilon 是可见光角解析度。

调节对比度则是由于可见光具有一定调节能力，对一个正常人来说，通常可以调节7个屈光度。则

Δa=250nΓm2(1×2″−1×1″)=0.001×7×250250nΓm2=437.5nΓm2\Delta a=\frac{250n}{\Gamma_{m}^{2}}\left(\frac{1}{x_{2}^{}}-\frac{1}{x_{1}^{}} \right)=0.001\times7\times250\frac{250n}{\Gamma_{m}^{2}}=437.5\frac{n}{\Gamma_{m}^{2}}

显微镜的对比度是上述三项之和，即

Δm=Δg+Δp+Δa\Delta_m=\Delta_g+\Delta_p+\Delta_a

而这一公式只是对可见光直接目镜观测来说，可见光通常可对无限远到250mm明视距成像，常常可见光看着清楚的，用数字探测器去观测反而是糊的，做过显微的人可以有更深的体会。即便没做过显微，在摄像的这时候他们通过单反相机取景窗观看是明晰的，也会出现拍出了是糊的情况。

因为对数字器件来说，没有 、Δg、Δa\Delta_g、\Delta_a这些直接由可见光观察引起的项。取而代之的是成像器件采样以及可见光观察成像器件带来的几何对比度，修正后为

Δg=nΓmNAe\Delta g=\frac{n}{\Gamma_mNA}e

其中e是数字探测器最小可分辨距，2倍的像元尺寸，它通常在4-24微米左右。

Δm=Δp+Δg=λNA2+nΓmNAe\Delta_m=\Delta_p+\Delta_g=\frac{\lambda}{NA^2}+\frac{n}{\Gamma_mNA}e

注：以上推导是在非相干照明情况下排序，此时聚光镜的数值孔径比目镜大，亦或相同。而照明相干性增加（随着聚光镜数值孔径趋近于零）对比度会增加。然而，在许多基于相衬或相位成像显微镜中，对比度可能会出乎意料地比根据上述等式预测的更浅，并且可能产生非常薄的光学界面。

参考资料