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景深光学原理

根据监控实际需要，常常需要镜头同时拍摄位于不同距离上的多个监控对象，又由于监控主体的位置有时又是不断移动的，往往走出原先对好的焦点，在此情况下，即使安装了变焦镜头也很难保证同时获得多个监控对象的清晰图像，这就要求在保证画面清晰度的前提下，能够尽量增加镜头的景深范围。

从光学原理来讲，景深受到光圈、焦距等因素的影响，比如光圈大或者焦距大都会使得景深变小，因此，传统镜头的景深范围通常都是很有限的，这意味着在拍摄时镜头只能对焦于拍摄物的前景或者是背景，而不能够使前景与背景同时对焦，即不能够使拍摄对象的前景及背景同时清晰呈现在画面中。

在光学中，景深（depth of field，DOF）是一个描述在空间中可以清晰成像的距离范围。在摄取图像时，调节摄像机镜头，使距离摄像机一定距离的景物清晰成像的过程，叫做对焦（聚焦），景物所在的点，称为对焦点。远离此点影像则会逐渐模糊，但因为“清晰”并不是一个的概念，因此，在某一个特定的距离内，影像模糊的程度是肉眼无法察觉的。所以，对焦点前（靠近摄像机）、后一定距离内的景物的成像都可以认为是清晰的，这个成像的较小模糊圈被叫做弥散圆，景物在焦平面成像的模糊程度在不超过弥散圆时都可以认为是清晰的，因此焦平面左右的一个小范围里形成一个清晰距离，称之为焦深；相应景物也对应一个前后清晰范围，叫做景深。意思是只要在这个范围之内的景物，都能“清楚”地拍摄到。

图1 景深原理简图

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图2 弥散圈与景深的关系

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图3 光圈与景深关系

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图1为景深光学原理图。景深的大小通常与镜头的焦距有关，焦距长的镜头，景深小，焦距短的镜头景深大。其次，景深与光圈有关，光圈越小，景深就越大；光圈越大景深就越小。图2和图3分别是景深与弥散圈和光圈的关系。