景深与焦深（DOF / Depth of Focus）

核心要点

景深描述物方中可接受清晰的距离范围；焦深描述像面/传感器沿光轴偏移时仍可接受成像的范围。
景深计算依赖弥散圆阈值、放大率、光圈和清晰度标准，不存在脱离条件的唯一值。
在常见薄透镜与超焦距模型下，后景深通常大于前景深；近摄或高放大率时需用宏观公式或实测。

两个“深度”概念

景深（Depth of Field, DOF）是焦点前后物体仍满足指定清晰度标准的物方距离范围。焦深（Depth of Focus）则是传感器像面沿光轴前后移动，图像仍满足清晰度标准的像方容差。二者容易混淆：景深关注物体位置，焦深关注像面位置。

弥散圆与常用公式

离焦点成像为有限大小的斑点，称弥散圆（Circle of Confusion, CoC）。只有当其直径小于选定阈值 c，才按该应用标准认为“清晰”。在薄透镜、物距 u 大于焦距 f、对焦距离 s 的近轴模型中，超焦距 H ≈ f²/(N c)+f；近景深界限 Dn ≈ Hs/[H+(s−f)]，远景深界限 Df ≈ Hs/[H−(s−f)]（当分母为零或负数时，远界限视为无穷）。景深为 Df−Dn。近摄、高放大率时此公式精度会下降，应使用包含放大率的宏观公式或通过MTF靶标测试。

参数如何改变景深？

在相同构图和CoC标准下，较小光圈（较大 N）通常增加景深；较短焦距也通常增加景深，但若为了保持相同构图而改变拍摄距离，比较会随条件改变。更远的对焦距离通常增加景深。传感器尺寸本身不是唯一决定量：当放大率、输出尺寸和观察条件固定时，CoC阈值的选取也会改变结果。

为什么后景深常更大？

常用超焦距近似模型中，对焦平面前方的近景深界限分母为 H+(s−f)，后方远景深界限分母为 H−(s−f)。后者较小，因此远侧界限离焦点通常更远，这就是“后景深大于前景深”的常见来源。接近超焦距时，远侧界限可延伸到无穷；但在微距、高放大率、非对称镜头或以MTF阈值定义DOF时，比例未必符合简单经验。

焦深与装调

近轴下像方焦深量级常与 N·c 成正比，具体系数取决于焦深定义、单边/双边范围、波长以及是否计入衍射。小像素、高解析系统和大光圈通常要求更严格的Sensor平面度、镜头倾斜和主动对焦控制。工程验收宜规定测试距离、光圈、频率和最低MTF，而不只写“景深足够”。