样品改变相位，却几乎不改变亮度
薄的透明物体主要是让光慢了一点：相位变了，振幅几乎不变。对这种弱相位物体，准确合焦的普通强度像缺少一阶明暗差别。染色可以靠吸收增加对比，但要改变制样方式，也可能妨碍观察活体。
Zernike 的 1953 年讲稿从衍射光栅的缺陷和微弱的光谱鬼线讲起。他拿相干参考光和鬼线比较，看出了它们的相对相位。相衬显微方法就是从控制这种相位关系发展出来的。
先在瞳面分开，再到像面相遇
物镜在后焦面附近形成光源的像。直射光集中穿过这个像，样品衍射的光散布在周围。在这里放一条相位条或一个相位环，就能改变两者的相对相位，通常还会削弱直射光。到了像面，两部分光重新叠加。
直射光在这里充当参考波，样品带来的微小变化与它干涉。在最终图像上叠一层颜色，做不到这一点。
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真实物镜的后焦面藏在玻璃之间
Zernike 把相位条放在平面波会聚的地方。他在讲稿里说，这个焦点就在物镜上方不远处，也就是物镜的后焦面；他第一次在显微镜上试验，也是把相位条放在一个低倍物镜上方不远处。现代物镜是一叠厚透镜，平行光会聚的那个平面常常落在这叠玻璃里面。Nikon 的 MicroscopyU 指南写道，后焦面通常在内部某片透镜附近，所以有些相衬物镜干脆把相位环刻在透镜表面上。
只看一片厚透镜，也能明白这个平面为什么不在玻璃的尽头。透镜的焦距，要从它好像只把光折了一次的那个位置量起，光学上叫后主平面；厚透镜的这个位置可以深入玻璃内部。一片厚 11.7 mm、焦距 25.4 mm 的平凸透镜，平行光只在它平面后 17.6 mm 处会聚，因为后主平面在玻璃里 7.7 mm。让这样的透镜在平行光里来回转，只有转轴穿过这个平面，会聚的光斑才不动；在厚透镜 Lab 里可以亲手把它找出来。
用小相位近似算出明暗从哪里来
设入射场振幅为实数一，弱样品相位相对均匀背景随位置变化。未衍射的直射分量作为参考，空间变化的一阶场与它错开四分之一周期，准确合焦时没有一阶强度对比。只把直射分量相位正移四分之一周期，理想像中就出现下式的相位线性项。整个光场共同增加的相位不会形成对比。
下式的正负号来自所选的正相移；相对相移反过来，明暗也反过来。这个计算忽略了吸收、有限数值孔径和相位环的尺寸，只说明明暗从哪里来，不能用来定量恢复相位。
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亮边不一定是真实边界
实际物镜的孔径有限，相位元件还会顺带改变一部分低角度衍射光的相位，图中就可能出现晕圈和内部对比减弱。没有标定过的传递模型，亮度不能一概当成厚度、折射率或干质量来读。
光学 Zernike 相衬和电子相衬成像都靠干涉，但照明、相互作用势和传递函数各不相同。不能因为都叫“相位”，就拿同一套解释套到两种仪器上。
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解释图像前，先找到参考波
读讲稿时，先看光栅实验和相位条的构造，再看生物学应用。进入模型后，在同一孔径下比较振幅样品和相位样品，再改变瞳面的处理方式。值得检验的预测是：相对相位一变，图像怎样跟着变。
来源：[1]