[明星艺术] 为什么相机的CMOS越大，景深浅？

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[明星艺术]为什么相机的CMOS越大，景深浅？

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在其它拍摄参数不变的情况下，为什么相机感光底片，也就是CMOS越大，拍摄的照片景深越浅，也就是说照片的虚化效果越好！有没有大佬分一下，相机CMOS是怎…

这张图应该比较容易解释，想要拍摄完整被摄体，在不同画幅下的物距是不同的，而物距的改变会影响景深，这和COMS本身不是直接作用的关系。

实际上，放大倍率相同，物体通过镜头成像，落在CMOS也就是焦平面上，大小不变。

我们看这张图哈。我们假定被摄物体，就是1/2.33型CMOS这么大
如果镜头的放大倍率为1:1，无论CMOS尺寸是多大，在CMOS上的成像大小，都是1/2.33型CMOS这么大：

在这种情况下，如果说，前景或者背景，有一个同样大小的物体，成像的大小，如果说通过收缩光圈或者移动光轴，在不同画幅会变吗？
远处的物体自然会变小
近处的物体自然会变大
但是，对于不同的画幅，变小和变大的比例是一样的：

毕竟是放大倍率是1:1，所以所有的成像与物体的比例，是维持一致的。
但你会发现一个问题，过小的CMOS，并不能容纳同时三块1/2.33型CMOS，直到35mm全画幅，才能完整的，且不改变间距的，容纳这个场景。
换句话说，如果拍摄的是一枚邮票，如果放大倍率不变，小尺寸CMOS，并不能容纳下这枚邮票，只有CMOS尺寸大于邮票，1:1的放大倍率下，才能把邮票拍全。
那么所谓“为什么相机的CMOS越大，景深越浅？”并不是指的把这枚邮票以同样的放大倍率来拍摄，而是指的无论什么尺寸的CMOS，都要把邮票拍全。
那么我们来看这张图：

无论多大多小画幅CMOS，我们都让它把这远中近3个1/2.33型CMOS拍全，你会看到，这里面最大画幅的CMOS，成像是最大的。而随着CMOS尺寸的减小，成像也变得非常非常小。
这就符合我们日常拍摄，即无论是使用手机，还是全画幅乃至中画幅相机，拍摄眼前的一个人像，或者一盘菜，都可以拍全，而不是只拍摄其中非常非常小的一部分。
而这个时候，达到前景和背景全部清晰的这个效果，通常中画幅可能已经收缩光圈至非常小比如F64，而1/3型CMOS几乎是全开光圈就能得到这样的效果。
那么中画幅为啥要缩小这么多档光圈，而1/3型CMOS全开光圈就行呢？这是我们首先需要研究的问题。
也就是为啥1/3型为啥景深这么大？
对比上面的同样放大倍率拍摄，把三个1/2.33型CMOS收全，对于不同画幅，改变了什么条件？
你会发现APS-H(sigma)完全没有改变：

相比之下，APS-H(Canon)的画面进行了放大，而APS-C的画面进行了缩小。
更大的画幅放的更大、更小的画幅缩得更小。
那么如何实现这种效果？
更大画幅，采用了更长的焦距；更小画幅，采用了更短的焦距。
也就是假设大家都是等效100mm，我们来计算一下，都用了怎样的实际焦距：
5139=156mm
4433=128mm
35mmFF=100mm
APS-C=67mm
M4/3=50mm
1型=37mm
1/2.33=18mm
1/3=14mm
也就是说，经过这么系列操作，需要用一只14mm的镜头，1/3型CMOS，才能够把这三个远中近的1/2.33型CMOS拍全。
而此时的中画幅，已经需要用156mm镜头；
等于是用14mm去vs156mm镜头的虚化效果。
至于说为啥焦距越广景深越大，可以参考：
为什么相机有广角大景深长焦浅景深的特征？2 赞同 · 0 评论回答

先说一点概念：
景深浅/小=虚化好
景深深/大=虚化少
然后再来看一下影响景深的因素：
光圈越大景深越浅，光圈越小景深越深。镜头焦距越长景深越浅、反之景深越深。主体越近，景深越浅，主体越远，景深越深。主体离背景越远，景深越浅，主体离背景越近，景深越深
我们先来看第一条光圈越大景深越浅这个是弥散圆造成的：
景深是一个范围值，它是有前后距离的，看一下下边这个图：

两个弥散圆中间的距离就是景深的范围，在这一段范围内的景物就是清楚的。超过这个范围的景物会逐渐变虚。
那么当光圈变大，摄入镜头光圈孔径的光线入射角度也会变大，导致光线夹角变大，光线交汇处的距离就会变小，景深变浅，就是景物清楚的范围变小：

中画幅CMOS比全画幅要大，同样的中画幅镜头覆盖的相场就大。
同样的光圈大小情况下，摄入镜头光圈孔径的光线入射角度也会变大：
这张图能理解么：

像图上所示，像场大必然弥散圆范围就小，这是为什么早期很多中画幅镜头明明光圈不大，比如只有F3.5 甚至F4，但是虚化效果同样的不错的原因。
何况现在甚至有F1.7以及F1.4中画幅镜头，虚化离谱的一批~

另外，主体越近，景深越浅，中画幅CMOS，同样焦距指标的镜头，可以拍摄的距离会比全画幅以及APS-C画幅的视角更大，想要实现相同的视距只能更靠近拍摄主体，那么相对的，镜头-主体——背景，是一个近-远的关系，所以虚化看起来会更好。
@忱述
大佬的回答里那张图就很能说明问题。
反过来同理，假设在全画幅机身上需要100mm镜头拍摄的主体，换成中画幅可能需要150mm往上的等效焦距，单从同一块CMOS来看，焦距是变长了，空间被压缩的更厉害，这样视觉上虚化也就更好~
另外中画幅和中画幅也还不一样，中画幅的CMOS有大有小，比如现在富士主打的中画幅CMOS尺寸为4332.9mm的，而再往上还是有645中画幅 600mm450mm,这两块CMOS的尺寸大小几乎相差一倍之多，虚化自然也不一样。

拓展下楼上
@爱拍照的老黄
提到的，根据瑞利判据（Rayleigh criterion）推导而来的「景深公式」▼ ：
DOF=2Nc⋅f2⋅sf2+N2(c2−s2)" role="presentation">DOF=2Nc?f2?sf2+N2(c2?s2) DOF = \frac{{2Nc \cdot f^2 \cdot s}} {{f^2 + N^2(c^2-s^2)}}
这其中，
-「 DOF 」表示景深（Depth of Field）
-「 N 」为光圈数值（光圈大小的倒数，即 N = f/D，其中 D 为光圈直径， f 为焦距）
-「 c 」为被摄物体到镜头的距离（物距）
- 「 s 」为焦点到传感器的距离（焦距）
为了便于理解，先放2张图 ▼ ：

这两张照片中的斑马清晰，背景模糊，也就是所谓的「浅景深」。
而在拍摄的时候，其实这两匹斑马都离镜头较近（满足了物距这一条件），
并且由于使用的是变焦镜头，还相应地提高了一些焦距。
是不是还是不太明白？
没事，再看看这张示意图 ▼ ：

在这两张照片中，镜头与斑马之间的距离便是「物距」。
而「焦距」，那便是我的镜头可以变焦的距离，
至于斑马与背景树林之间的距离便是景深。
由于光学成像的特点，
所以靠近镜头的一部分（前景）以及远处树林的那部分（远景）会有模糊的现象，
也就是最终形成「浅景深」（虚化）的效果。
那和CMOS大小又有何关系呢？
其实楼上
@张枝摞
已经解释的挺通俗易懂了，只需知道：
虽然CMOS大小并没有在「景深公式」中体现，
但在实际应用中，由于不同尺寸的传感器会影响焦距、视野角度和相机的视角，从而影响「景深」。
大概逻辑是：
CMOS越大 → 能拍到的就越多 → 要离的更远才能拍全 → 需要更长的焦距 → 焦距越大、景深越浅、虚化更强烈

实际上这是一个较为复杂的光线折射原理的问题。普通摄影爱好者只需要知道原理：
在镜头焦段一致、光圈一致的情况下，相机CMOS（画幅）越大，景深越浅；相机CMOS（画幅）越小，景深越深。
关于具体的深入的理解，大家可以戳
@沟小沟
@张枝摞
大佬的专业讲解！我这里仅利用简单的语言与图案向大家介绍能够直接拿来用的常识：

利用小孔成像原理理解这个概念，我们简单设定一个焦段为50mm（实际上任何焦段都可以），两条交叉的无限延伸直线在一点（焦点）汇合，这个点就是被摄物所在的最清晰的点，也就是焦点。如果说向前或者向后都是远离汇合点，也就是远离焦点，就说明清晰度降低，那么在焦点两端足够清晰的范围就可以被称为「景深」。
那么，如何控制这段景深的范围，使之更深或者更浅呢？

说白了，也就是调整两条汇聚线的交汇角度：角度越大，和中间的交汇点相比两条线距离越远，景深也就越浅；角度越小，和中间的交汇点相比两条线距离越近，景深也就越深。
当焦段固定，也就是直线的一端距离固定的情况下，只能调整直线的角度，也就是说CMOS越大，直线角度越大，CMOS越小，直线角度越小，结论可以直接被验证。
其实影响画面景深范围的因素有很多，不止传感器画幅CMOS的大小，还有焦段长度、光圈大小。我这里也直接给大家罗列出来基本规则：
焦段越长，景深越浅，焦段越短，景深越深。
光圈越大，景深越浅，光圈越小，景深越深。关于传感器画幅CMOS的理解：
中画幅相机拍jpg画质会比全画幅、aps-c画幅有所提升吗？10 赞同 · 7 评论回答

关于镜头焦段的理解运用：
摄影中不同焦段各有什么特点？新手需要分别去练习吗？8 赞同 · 0 评论回答

关于镜头光圈的理解运用：光圈的意义：通光量与虚化范围

常用光圈数值
什么是光圈：光圈是镜头内控制相机进光量的装置。用F表示，一般有F1.2、F1.4、F1.8、F2、F4、F5.6、F8、F16、F32等，F后面的数字越小，代表光圈越大，F后面的数字越大，就说明光圈越小。比如F1.4就属于大光圈，F16就属于小光圈。

光圈展示
大光圈孔径大，也就代表着进光量大，小光圈孔径小，说明进光量小。因此，说明光圈可以调节画面进光量，在画面较暗的时候调大光圈，就能提升亮度，同理，在画面较亮的时候降低光圈，同样能降低画面亮度。合理调控光圈，可以让画面曝光正常。

不同档位光圈
使用光圈越大，画面虚化效果也就越好，使用较大光圈拍摄时，可以聚焦主体，让背景形成良好的虚化效果；如果你不想要虚化效果，希望得到清晰通透的画面关系，可以使用小光圈拍摄。
光圈的运用：景深范围的把控

光圈虚化范围展示
在具体使用中，可以控制光圈的大小、位置，形成合适的景深虚化范围。如上图，使用大光圈，如F1.8的情况下，景深浅，只有焦平面较为清晰，其他部分处在虚化之用；使用小光圈，如F8的情况下，景深深，焦平面周围的一大部分都处于清晰状态中。

大光圈画面效果
因此，在具体拍摄中，我们应适当使用不同光圈。比如在嘈乱的环境拍摄人像，可以利用F2以上的大光圈拍摄，就能摒弃杂乱环境，只让主体处于清晰状态。比如拍多人合照的时候，可以使用F8光圈，让周围的所有人都处于清晰范围中，同时又有一定的虚化效果；再比如拍摄风光的时候，你可以使用F11或以上的小光圈，景深前后通透范围广，拍出的江河湖泊清晰可见。

小光圈画面效果
当然了，还有其他拍摄中一些需要注意的地方：
1.大光圈拍人易跑焦，请对焦眼部。
2.拍摄产品可以使用大光圈拍局部，也能用合适光圈拍整体，切不可高不成低不就。
3.使用大光圈手动对焦难，可以开启对焦辅助、峰值对焦帮助你快准狠对焦。
拍摄不同题材所用的光圈大小一览
人像摄影、肖像、特写：F0.9-F2
人像全景、私房照、艺术照、半身像：F1.2-F2.8
四五人的合影：F2.8-F8
猫咪、狗狗、小动物：F1.2——F8
20人以上合影：F11
风光摄影特写：F2-F16
风光摄影：F11以上
星空摄影：F1.2——F2.8
街拍、建筑：F1.2-F11
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@张庸白
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景深三要素：光圈，焦距，对焦距离。影响景深的还有弥散圆。
抛开弥散圆不提(其实影响挺大的)，认为镜头像场足够大，其他条件不变的情况下，如果要保持cmos上成像具有相同的视角，则越大的cmos上所需镜头焦距就越大，因此会导致景深越小。
至于具体的计算，去查查景深怎么算就行。

其它参数不变，单纯把成像面积变大，景深不变呀。特定镜头，特定焦距在特定光圈下的景深范围，以特定标准衡量的话，一定是特定的了。不然景深尺不就没了意义。
但是，这种误解也说明几个问题。
第一，寻求相同透视效果，也就是同一位置使用等效焦距一致的镜头拍摄，画幅更大的相机使用的镜头焦距更长，因此同光圈下自然景深更浅。
第二，相同焦距镜头在不同画幅下将主体拍到在画面中占同等比例（注意不是等大，而是占同等比例这种以相同尺寸输出后看起来等大的方式），更大画幅需要离主体更近，自然景深也就更浅。
以下几点更从观看角度的主观感受讲
第三，同焦距同位置不同画幅，画幅更大的会导致包含的背景更多，也就是包含的焦外的区域更多，虚化也就更多，感受上仿佛景深更浅了。（但实际对比，不同距离下虚实其实还是一样的）
第四，不同画幅拍摄的作品在输出方面的尺寸也往往不同，包括简单讲就是像素数不同。画幅越大，一般来讲像素越多，平时也拿来干印的更大的需求。这就导致了，你都放大到“最大”来看（相同的dpi或者说ppi也可以），更大画幅的图片实际上放的更大，而画面一大，就有助于更敏感的感受到虚实变化。或者说，你更容易察觉到弥散圆的尺寸了，原本小图看着清晰的部分仔细一看大图也是模糊的了。所以放的更大，更容易感觉到模糊，也就认为景深更浅了。
物理意义的景深得拿弥散圆来衡量，但实际拍摄不需要这种量化的精确的衡量景深的方式。毕竟，你的图又不是永远输出成同一个尺寸的，而且不同人感受和界定虚实的标准也是不一样的。这就导致了，永远没有一个相同的界定景深内还是景深外的标准。（永远没有一个统一界定图片中清晰与模糊的虚实分界标准）

这个主要设计一个光学设计中的成像问题。在初中物理中，我们把透镜或透镜组都认为是一个理想的薄透镜，这样一来无论哪个方向来的光，最后就是焦面就是一个平面。所以理论上也就是说焦平面的大小不论多大，边缘与中心都是完全成像质量一样的。

但实际上，光学透镜是有厚度的，也就是厚透镜，这样一来因为材质，因为厚度，因为双面的加工误差，以及物理尺寸大小限制，就有了有色散效应、有边界效应、更有像差等等。尽管我们通过精心设计，减少局部的像差，但却不能完全避免。比如镜头在大光圈拍照容易出现紫边效应，就是下图这种情况，白光是不同颜色组成的，在经过镜头后不同波长的光折射率也不同，就会导致焦点不重合。当然这种情况是我们不喜欢的，所以大光圈拍照有无紫边就成了一个大光圈镜头素质的一个重要评价指标。

另外一个厚透镜的边界效应和非傍轴光线(大角度斜射的)不能汇聚在一个点，所以在远离中心的成像就会变得模糊。这也就是相机在口径相同光圈大小相同的情况下，相机CMOS越大、边缘虚化越厉害的原因。

这种虚化用摄影的术语来说就是景深浅，就是大光圈，而且长焦叠加大光圈还能拍出空气切割的效果。

那么有人拍照就不喜欢浅景深，那么怎么才能拍得都很清晰呢。一个是把光圈调小，这样一来就相当于让相机COMS只接收傍轴光线。这样一来整体就会比较清晰。但小光圈意味着进光量少，可能要延长曝光时间或者调高ISO感光度。

换成更短焦距的镜头，短焦距拍摄，物与镜头的距离远大于焦距，这样一来就和拍星空一样，全部成像就基本都在焦点附近，所以也能保持基本一样的清晰度。

但需要注意的是，短焦意味着广角，广角意味着取景范围更大和畸变更厉害。所以用超广角拍人像尽管也可行，但人会显得特别大，局部可能还会比例失调。
好了，此篇就聊到这里，不知道说清楚了没有，欢迎互动交流。

先说是不是，回答你，不是。
影响景深的要素主要是2个，光圈和拍摄距离。这两个内容和底片尺寸没有任何关系。所以客观上根本不存在感光元件越大景深约浅的说法。
然后说为什么会这么觉得。主要原因有2个
和残幅相比，同样的镜头下，全画幅想拍出残幅同样的景别，意味着它需要靠的更近。这个我想就不需要解释了。于是同样光圈下，靠的更近，景深更浅，达成。135和120也是同理。景深并不是一个客观数字，在线以内就清晰无比，线以外就虚的一塌糊涂。它是从中心点，逐渐虚化的过程，同样像素下，画幅越大像素越松散，可能会导致可接受的清晰范围越小。但我不觉得肉眼可察觉，数码不熟，只是推论。胶片就不存在这个问题
所以，COMS尺寸这个单一数据并不影响景深。结束。

相同焦距的镜头（不是等效焦距），光圈越大，景深越浅，和CMOS没关系。
相同焦距的镜头（不是等效焦距），距离越远，景深越浅，和CMOS没关系。
小的CMOS在同一焦距下想要容纳更多的被摄主体，需要距离更远，因此景深变浅了。
镜头的结构
相机本质上是小孔成像，镜头的对焦是用来控制被摄物体的成像在透镜后面的位置。
T是凸透镜，F是它的焦点，F到它中心的距离就称为焦距。A是被摄物体上的一点，C和D是A点所发出的两条光线。B为凸透镜T的主轴。

假设有两条光线，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。
绘图水平一般，C显得不是平行，凑活看，原理是一样的
平行于主轴光线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’，A’就是A的成像。
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。
当光斑大于分辨的最小范围（允许弥散直径），就会发生模糊，这就是我们所说的虚化了。
那么和光圈有什么关系？

我们将镜头分成两个部分，光圈全开 F 1.0 的蓝色光线，和光圈打开一半 F 2.0 的黄色光线。
蓝色光线对比黄色光线，有更大的弥散直径。
即大光圈的允许弥散直径更大，景深更浅，更容易出现虚化；小光圈的允许弥散直径更小，景深更深，不容易出现虚化。
那么焦距有什么影响？
我们现在已经理解弥散直径的概念了，那么就进一步的带入一个景深计算的公式，把对景深的理解量化

其中，δ-容许弥散圆直径，F-镜头的拍摄光圈值，f-镜头焦距，L-对焦距离，ΔL1-前景深，ΔL2-后景深，ΔL-景深。
当对焦距离、光圈、容许弥散圆直径相同是，这个公式里面只有一个变量，f。
分母的f是4次方，而分子式二次方，因此可以确定f越大，景深越浅。
我们回到这个问题。
不同大小的CMOS在同一焦距下（只看焦距，不看等效焦距），因此在相同距离拍摄同一物体时候，变量只有光圈这一个变量。
自然是光圈大的景深浅。

为什么相机的CMOS越大，景深浅?
这里先给大家解释两个词——“CMOS”和“景深”。
先说什么是CMOS。CMOS全称为互补金属氧化物半导体。简单来说它就是一种大规模的集成电路芯片，是一种图像传感器，也叫CMOS感光元件。CMOS相机使用CMOS传感器捕捉图像，通过逐行扫描的方式读取像素数据；具有信号读取速度快、功耗低等优点，还有局部像素的编程随机访问的优点。所以CMOS传感器常被运用在智能手机、平板电脑、动作相机等电子产品上。

什么是景深。所谓景深指的是画面中前后方向景物的清晰范围。浅景深可以突出画面主体，使背景模糊，常用于拍摄肖像或特写；而深景深则可以保持背景与主体同等清晰，适用于拍摄风景或集体照。能对景深大小产生影响的因素除了CMOS大小，还有对焦距离，也就是拍摄的距离，以及焦距的长度、光圈的大小等。下图就能很直观地看出景深区别。

那我们来说说CMOS大小是如何影响景深的。这跟CMOS感光元件的面积大小有关。同样的拍摄情况下，感光元件面积越小，它捕捉光线的能力就越有限，那么必然需要更大的光圈来实现足够的进光量。而光圈数值越小，进光量越多的时候，景深就越大；反之光圈数值越大，进光亮少了，景深就浅。换言之，CMOS感光元件的面积越大，景深就越小。

希望以上我讲清楚了，能解答楼主的疑惑。如有其他见解也欢迎大家补充。

cmos大小跟像场有关，同法兰距下，像场无限大，焦外无限糊。
小底是像场小。
你觉得景深浅是因为照片对你来说都是一样大。M43的照片其实等于全画幅的一部分放大。如果你手持一张M43同时手持一张巨大的拍摄距离一样全画幅，虚化感觉就不强了。
另一方面，像场越小同构图下拍摄距离越远（所以虚化看起来少），所以像场越大其实同构图下拍摄距离越近。
你35全画幅要拍的是房间里的私房照，上到M43你等效70，你根本进不去房间。你M43要拿着17超广角进去房间拍出35的东西，其实就是拿超广角用较远距离在拍，虚化当然少了。
如果你cmos跟房间一样大，算了买不起…

影响景深的主要元素包括光圈大小、焦距、被摄体与相机之间的距离，以及传感器大小。这些元素之间的关系相互影响，共同决定了摄影作品中的景深效果。
1、光圈大小（Aperture）：
光圈是镜头中用于控制透过镜头到达传感器上光量的装置，用F数（F-stop）表示。F数越小，光圈越大，进入相机的光量越多。光圈大小直接影响景深，光圈越大（F数越小），景深越浅，背景模糊效果越明显，反之亦然。
2、焦距（Focal Length）：
焦距是镜头中心到成像平面（即传感器）的距离，通常以毫米（mm）表示。焦距越长，景深越浅，背景模糊效果越强烈；焦距越短，景深越深，拍摄范围越广，背景和前景的清晰度越接近。
3、被摄体与相机之间的距离（Subject Distance）：
被摄体距离相机越近，景深越浅，背景模糊效果越明显；被摄体如果远离相机，景深则会增加，背景和前景的清晰度差异减小。
4、传感器大小（Sensor Size）：
传感器的大小也会影响景深。全幅传感器比较小的APS-C或微四三传感器拥有更浅的景深，这是因为在相同条件（相同视角、距离、光圈）下，使用较大传感器的相机需要更远的拍摄距离或者更大的光圈来获得同样的视角，从而导致景深减小。
这些元素之间的关系是互相作用的。例如，如果你希望得到一张背景非常模糊的照片（即非常浅的景深），你可能会选择一个大光圈（低F数）、长焦镜头，并尽可能地靠近你的被摄体，同时使用一个大传感器的相机。理解这些基本元素如何相互作用，可以帮助摄影师更好地控制景深，创造出理想的视觉效果。

光圈不变，焦距相同时，底越大，视角越大，为了获得对主体相同的构图，就要离得更近；
光圈不变，拍摄距离相同时，大底需要用焦距更长的镜头才能获得与小底+短焦距镜头相同的构图，例如富士GFX机身+50mm镜头与全画幅机身+40mm镜头或APS-C机身+27mm镜头的视角相近。
这两种情况都会导致景深变浅，有兴趣可以自己搜索景深公式去计算。

所谓“等效光圈”是不是伪概念？
cmos大让等效焦距不变的情况下实际焦距等比变大
弥散圆直径跟实际焦距的平方成正比
而定义的容许弥散圆直径和cmos长度成正比
此消彼长但是长得多一次方

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