測(cè)試課堂十一講丨景深DoF
1 |?參數(shù)介紹??
景深（DoF，Depth?of?Filed），是指在攝像機(jī)鏡頭或其他成像系統(tǒng)前沿相對(duì)被攝物能夠取得清晰圖像的前后距離范圍。簡(jiǎn)單來說，在對(duì)焦完成后，焦點(diǎn)前后范圍內(nèi)所呈現(xiàn)清晰圖像的距離，這一前一后的范圍就叫做景深。光圈、鏡頭和焦平面到拍攝物體的距離等都是影響景深的重要因素。
一般的相機(jī)只能對(duì)某一深度面進(jìn)行最佳清晰調(diào)焦，但是從清晰到不清晰的過渡是漸進(jìn)的，“可接受的畫面清晰度”這一說法是允許的。在不涉及太多技術(shù)的情況下，如何查看圖像以及以何種尺寸查看圖像也是影響圖像清晰度的因素，同樣這也取決于你的視力！
參考上圖舉例說明景深大小的含義：在一張小景深的照片中，圖像中只有小部分在焦距內(nèi)；相反的，大景深意味著照片中有更多的場(chǎng)景是清晰的。
2 | 影響景深的因素?
鏡頭光圈：光圈越大，景深越??；光圈越小，景深越大。
拍攝距離：當(dāng)拍攝時(shí)的光圈大小不變，所使用的鏡頭焦距也不改變時(shí)，距離越遠(yuǎn)，景深越大；距離越近，景深越小。
鏡頭焦距：在同樣的光圈下，鏡頭焦距越長(zhǎng)，景深越小；焦距越短，景深越大。
鏡頭光圈
光圈是鏡頭上讓光線通過傳感器的開口?？梢园阉胂蟪社R頭的瞳孔，它能擴(kuò)張以讓更多光線進(jìn)入，并在光線明亮?xí)r收縮以限制光線。
在調(diào)整景深時(shí)，調(diào)整光圈可能是大多數(shù)攝影師的首選項(xiàng)。大光圈對(duì)應(yīng)小的f數(shù)，其景深??；另一方面，小光圈對(duì)應(yīng)大的f數(shù)，其景深大。
看看下面兩幅圖像，左圖具有較大的景深。相機(jī)聚焦于我前方的巖石，前景的巖石和遠(yuǎn)處的云層都清晰可見。
而右圖具有較小的景深。在這里，相機(jī)聚焦于拳擊手套，它們很清晰，但背景模糊。
拍攝距離
另一個(gè)影響景深的重要因素是相機(jī)與被攝物的距離。當(dāng)拍攝時(shí)的光圈大小不變，所使用的鏡頭焦距也不改變時(shí)，距離越短，景深越小。但是當(dāng)你嘗試過拍攝花朵或昆蟲的特寫鏡頭時(shí)，即使使用小光圈也無(wú)法聚焦整個(gè)主體，這是因?yàn)殡x拍攝對(duì)象越近，景深越小。
如下圖所示，第一組照片中的相機(jī)與被攝體的距離為1.5m。每次拍攝后，都會(huì)縮小光圈，第二組的距離不到半米。
在每組圖片中，隨著光圈變窄，景深增加。此外，對(duì)于每對(duì)相同光圈拍攝的照片，相機(jī)與被攝體的距離越大，景深越大。
鏡頭焦距
如果拍攝圖像時(shí)不改變相機(jī)與被攝體的距離，廣角鏡頭（短焦距）比長(zhǎng)焦鏡頭（長(zhǎng)焦距）具有更深的景深。
可以在下面的這兩組圖像中看到這一點(diǎn)。上面一行的圖片設(shè)置以70mm的焦距拍攝。下面的圖片設(shè)置為105mm的焦距拍攝。兩組均在距離對(duì)象2m處拍攝。對(duì)于以相同光圈拍攝的每對(duì)圖像，焦距越窄的鏡頭的景深越大。
3 | 實(shí)操測(cè)試??
那么景深該如何測(cè)試呢？關(guān)于景深，我們一般選擇清晰度作為判斷依據(jù)。主觀測(cè)試的話，可以目視看對(duì)焦主體的清晰程度；客觀測(cè)景深的話，要布置專門的測(cè)試場(chǎng)景，輸出客觀的測(cè)試數(shù)據(jù)。
一般，產(chǎn)品的景深選擇和產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景強(qiáng)相關(guān)，以手機(jī)前攝為例，大部分會(huì)選擇在30-100cm這個(gè)范圍下，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一般都是先考慮產(chǎn)品應(yīng)用后再考慮模組光學(xué)參數(shù)。
在日常的測(cè)試中，景深大的產(chǎn)品可能需要多尺寸的圖卡，如果是長(zhǎng)焦成像系統(tǒng)（比如車載ADAS攝像頭）的景深測(cè)試，建議用平行光管或增距鏡模擬長(zhǎng)焦，完成測(cè)試。
在本次景深測(cè)試中，采用手機(jī)相關(guān)軟件固定焦距模擬定焦相機(jī)，在相機(jī)的最佳成像距離下拍攝圖片，然后調(diào)整相機(jī)到圖卡的距離，分別在最佳成像距離的前后拍攝多組樣本圖像。拍攝后將圖片導(dǎo)入分析軟件中，分析中心的MTF值，測(cè)試結(jié)果以最佳成像距離下MTF結(jié)果值的80%所對(duì)應(yīng)的測(cè)試距離范圍作為景深范圍。
具體測(cè)試方法如下：
1、設(shè)備選用：
2、將SFRplus測(cè)試卡吸附在中性灰色背板上，左右居中、水平平齊。
3、調(diào)整光源色溫及亮度等級(jí)到目標(biāo)值（6500K，800Lux），整個(gè)圖卡的表面照度均勻性需達(dá)到90%以上。
4、將設(shè)備固定在夾具中，需檢查設(shè)備鏡頭有無(wú)臟污，若有則需使用鏡布進(jìn)行擦拭，若鏡頭損壞則需更換設(shè)備。
5、將三腳架、云臺(tái)調(diào)平，調(diào)整畫面，圖像畫面左右居中，調(diào)整鏡頭與圖卡之間的距離，鏡頭表面和測(cè)試卡表面相對(duì)平行且畫面上下、左右對(duì)稱。
6、用手機(jī)相關(guān)軟件固定焦距模擬定焦相機(jī)，在相機(jī)的最佳成像距離下拍攝圖片，然后調(diào)整相機(jī)到圖卡的距離，分別在最佳成像距離的前后拍攝多組樣本圖像。
7、拍攝時(shí)，先進(jìn)行鏡頭遮擋，重新觸發(fā)相機(jī)自動(dòng)白平衡和自動(dòng)曝光，等畫面穩(wěn)定后進(jìn)行拍攝。每個(gè)距離建議分別拍攝3張樣本圖像。
4 |?imatest分析解讀?
imatest分析過程：
1、打開imatest軟件，點(diǎn)擊SFRplus設(shè)置模塊。
2、選擇需要分析的圖像，點(diǎn)擊確認(rèn)。
3、在ROI選擇和分析中選擇第15項(xiàng)，讀取Edge ID文件，然后讀取中心區(qū)域的ROI預(yù)設(shè)文件。
4、中心區(qū)域ROI文件示例。
5、點(diǎn)擊更多設(shè)置，在設(shè)置界面中修改輸出MTF單位及結(jié)果顯示。
6、在自動(dòng)模式設(shè)置中，根據(jù)需求勾選自動(dòng)分析需保存的結(jié)果。
7、所有設(shè)置完成后點(diǎn)擊確定。
8、在顯示設(shè)置中可以查看多個(gè)不同結(jié)果，可以點(diǎn)擊退出，然后到自動(dòng)分析模塊進(jìn)行批量分析。
9、選擇自動(dòng)分析SFRplus模塊，選擇需要分析的圖像（可批量分析），點(diǎn)擊確定后會(huì)根據(jù)前面的設(shè)置自動(dòng)分析保存相應(yīng)結(jié)果圖。
注意：
1、由于測(cè)試項(xiàng)為景深，會(huì)出現(xiàn)圖卡在畫面中過遠(yuǎn)或過近，若圖片過遠(yuǎn)，ROI無(wú)法正確自動(dòng)識(shí)別，可采用裁剪邊界。
2、若圖卡過近，可選擇使用SFR模塊進(jìn)行分析。
imatest結(jié)果解讀：
本次測(cè)試的景深范圍以最佳成像距離下測(cè)得MTF50P值下降到80%的距離范圍為例。
最佳成像距離為1.1m，MTF50P值為2127，下降到80%的MTF50P值為1701.6。
在0.63m測(cè)得MTF50P值為1700。
?在1.65m測(cè)得MTF50P值為1715。
所以在此次測(cè)試示例中，測(cè)得在此焦距下，設(shè)備景深范圍為0.63m~1.65m。
05 | 實(shí)操演練
具體的測(cè)試實(shí)操與軟件分析步驟→測(cè)試課堂第十一講 | 景深DoF
本期關(guān)于景深測(cè)試的相關(guān)內(nèi)容就介紹到這里啦~如果大家有感興趣的測(cè)試參數(shù)也可以在下方評(píng)論區(qū)留言哦~?
