グラフィックを知る

被写界深度

Depth of Field別名：DOF

概要

ピントが合っているように見える、手前から奥までの距離の範囲。範囲が狭いと主役の前後が大きくぼけ、広いと手前から遠くまでくっきり写る。絞り（F 値）、焦点距離、ピントを合わせた距離で決まる。

デモ

デモを読み込んでいます
白い線をドラッグすると、全体にピントが合った絵と、被写界深度のある絵を見比べられます。絵をクリックすると、その物にピントが合います。F 値を小さくするほど、ピントの合う範囲が狭くなり、前後のぼけが大きくなります。

使われる場面

  • 人物や商品を目立たせる

    主役だけにピントを合わせ、背景をぼかして、ごちゃついた背景から主役を浮かせる。人物写真や商品写真の定番の手法である。

  • 映像での視線の誘導

    会話の場面で、話している人物へピントを移し（ピント送り）、観客が見るべきものを示す。

  • 風景や建築、説明用の絵

    手前から遠くまで細部を見せたいときは、被写界深度を深くして全体にピントを合わせる。

  • ミニチュア風の表現

    被写界深度が極端に浅いと、近くの小さな物を写したように見える。この性質を使うと、実際の街並みを模型のように見せられる。

判断基準

こういうときこうする
主役を背景から浮き上がらせたい被写界深度を浅くする。F 値を小さく（F1.4〜2.8）するか、主役に近づくか、焦点距離を長くする。
手前から奥まで、すべてを見せたい（風景、建築、説明用の絵）被写界深度を深くする。F 値を大きく（F8〜16）する。3D なら、被写界深度の効果を切るのが確実である。
大きな建物や街並みが、模型のように小さく見える被写界深度が浅すぎる。F 値を大きくして、遠くまでピントが合うようにする。
見せたい物がぼけて、別の物にピントが合っているピントの距離を、カメラから主役までの距離に合わせ直す。3D では主役をピントの対象に指定できることが多い。
ゲームの操作中の画面プレイヤーが見たい物までぼけて邪魔になりやすい。会話や演出の場面に限ってかけ、操作中は弱めるか切る。

こう見えたら

指示の例

  • 背景がくっきりしすぎて、主役の人物が埋もれている。被写界深度を浅くして背景をぼかして。F 値は 2 くらいで、ピントは人物の顔に合わせて

  • 手前の花にピントが合って、主役がぼけている。ピントの距離を、カメラから主役までの距離に合わせ直して

  • 街並みがおもちゃの模型のように見える。被写界深度が浅すぎるので、F 値を 8 くらいまで上げて、奥までピントが合うようにして

  • 会話の場面で話す人が替わったら、ピントを 0.5 秒くらいかけて、話している人へ移して

詳細

ピントが合う範囲

レンズは、ある一つの距離にある物の一点を、センサー上の一点に集める。その距離から外れた物の一点は、センサー上で小さな円に広がって写る。この円を錯乱円と呼ぶ。錯乱円が十分に小さく、画素や目で点と見分けられない範囲なら、ピントが合っているように見える。その距離の範囲を被写界深度と呼び、範囲が狭いことを「浅い」、広いことを「深い」という。

コンピューターの中のカメラは、何もしなければ錯乱円が生じない（ピンホールカメラと同じ）ので、どこにもぼけのない絵になる。デモの左側がこの状態で、右側は距離に応じてぼかしている。

何で決まるか

焦点距離を ff、F 値を NN、ピントを合わせた距離を ss、物までの距離を dd とすると、錯乱円の直径 cc は次の式で求まる（薄いレンズの近似）。

c=fN⋅∣d−s∣d⋅fs−fc = \frac{f}{N} \cdot \frac{|d - s|}{d} \cdot \frac{f}{s - f}

f/Nf / N はレンズの口径にあたる。F 値を半分にすると口径が倍になり、ぼけの大きさも倍になる。焦点距離が長いほど、またピントを合わせた距離が近いほど、f/(s−f)f / (s - f) が大きくなり、ぼけは大きくなる。遠くの物（d→∞d \to \infty）では ∣d−s∣/d|d - s| / d が 1 に近づくので、遠景のぼけはある大きさで頭打ちになる。デモの右側は、焦点距離 85 mm として、この式で層ごとのぼかし量を決めている。

// 距離 d の物のぼけの直径（mm）。f、N、s もすべて mm で与える
const coc = (d) => (f / N) * (Math.abs(d - s) / d) * (f / (s - f));
// 画面上のぼけの半径（ピクセル）。センサーの幅 36 mm が画面の幅にあたる
const radiusPx = (coc(d) / 36) * screenWidth / 2;

見分け方と落とし穴

被写界深度によるぼけでは、ピントの面から前後に離れるほど、ぼけが少しずつ大きくなる。地面のように奥へ続く面では、ぼけ方がなめらかに変わっていく。同じ距離にある物がばらばらにぼけていたり、距離と関係なく全体がぼけていたりする場合は、被写界深度ではなく単なるぼかしの効果である。

ぼけの量は、写っている物の大きさを見積もる手がかりにもなる。大きな風景に浅い被写界深度をかけると、近くで小さな物を写したときのぼけ方になり、模型のように見えることがある。

3D の被写界深度は、多くの場合、描き終えた画像と深度の情報から後処理でぼかす。この方法では、ピントの合った物の輪郭の近くで、ぼけが途切れたり、手前のぼけの縁が不自然に切れたりすることがある。

関連