話說鏡頭

發表：2012-11-11 12:00

相機再高級，也只是一個裝滿電子玩意的黑箱，它的最基本的功能是保證底片不漏光，和快門精確動作，別的全是bonus。好相機拿在手裡，那真是渾身都舒服，但是只要基本功能得到保證，好鏡頭配濫相機照樣可以拍出優秀作品，但是配上濫鏡頭，再好的相機也是勉為其難了。大家都不是吃攝影飯的，養家餬口、供奉大小領導之餘，擠出幾個體己錢來調整身心，都不容易，要是引來領導的另類關愛就麻煩了。所以好鋼還應該用在刀刃上。如果對攝影的興趣是認真持久的，在購置新攝影器材時，應該適當平衡相機和鏡頭的開支，不要在鏡頭上太貪圖便宜了。有時貪得便宜，但過不多久就厭倦了，夢想再上一層樓，手裡的便宜鏡頭丟也不是，留也不是，向領導justify反而不方便：「你不是已經有了那個什麼什麼了嗎？」那可如何是好？如果對攝影的興趣不確定，可以到專業攝影器材店去租，一天幾十塊錢，不便宜，但比一頭栽進上千甚至幾千塊錢的錯誤要便宜多了。很多中大城市的專業攝影器材店都有租，在加拿大，多倫多的Vistek，Edmonton的McBain都有，溫哥華和別的城市一定也有類似的，就是我不熟悉。美國就更多了。

談鏡頭之前，先就鏡頭光學質量嗦幾句。最科學的測試和解讀方法是通過modular transfer function (MTF)，打出來的曲線，沒有一點專業訓練，一般人讀不了。我對MTF也是不甚了了，就打一個馬虎眼吧。鏡頭的基本要求是清晰（或解析度、解像力高），高反差，不變形，無色偏，更高的要求就包括遮擋、虛光、虛影、bokeh、色散等。

清晰的含義很清楚，不用多??嗦。有人用正規的解析度圖作測試，最標準的是美國空軍1947年出版的，就是長短粗細不一的條紋，和體檢時的視力表差不多。土辦法是把報紙貼在牆上，看能不能讀出大小標題和段落文字。一般畫面中間的清晰度高於周邊。

反差是指明暗對比。黑白分明是層次、色調豐富的基礎，黑白不分明的鏡頭，色彩好不到哪裡去。視覺心理的研究結果表明，高反差、低解析度的鏡頭和低反差、高解析度的鏡頭相比，前者反而給人以更高解析度的印象。有時所謂鏡頭「硬」，其實是鏡頭缺乏反差，只好在後期加工中人為地把反差拉大，造成層次細節的損失，色調顯得「硬」。

變形包括筒形變形（barrel distortion）和枕形變形（pin cushion distortion）。如果橫平豎直的格子代表無變形，那筒形變形就是格子線向外鼓，好像中間向外面鼓脹一樣。枕形變形則是格子線向中心收縮，好像扯住四個角的枕頭一樣。筒形變形較常見於廣交鏡頭，枕形變形較常見於長焦鏡頭，但這不是一定的。變焦鏡頭的變形可以是奇奇怪怪的，短焦時筒形變形，中焦時變為枕形變形，長焦時又變到筒形變形，這是變焦鏡頭非線性特性引起的。

絕對無色的玻璃是沒有的，為了控制其它光學指標，有時鏡片的化學組成裡人為地有控制地加入一些化學成分，形成有的鏡頭冷色、有的鏡頭暖色的效果。當然，這種冷暖色都是極其微妙的，不會引起顯著的色偏，但對照片的主觀感受有微妙的影響。

遮擋（vignetting）較多地發生在廣角鏡頭，但別的鏡頭也可能發生，尤其是光圈大開的時候。表現為照片中間正常曝光，但四角偏暗，有時根本是發黑，這就是鏡筒對畫面四角的遮擋。在廣角鏡頭上用濾色鏡尤其容易發生這個問題，有時必須用超薄濾色鏡，並限制使用濾色鏡上再迭濾色鏡。

虛光（flare）是光線在鏡片-空氣或鏡片-鏡片的界面上折射引起的，鏡片之間和鏡片-鏡筒之間的反射也是一個原因，具體表現為畫面泛白，好像鏡片上有一層霧一樣。鏡片數越多，虛光越嚴重。虛影（ghosting）也是太陽入射進入鏡頭引起的，一般是太陽剛好在鏡頭可見範圍外面，但是畫面上有一串光環。鏡片數越多，虛影越嚴重。作為特殊效果，這有時是蠻好玩的，但是這同樣使畫面泛白，不想看見它而又對它無可奈何時，就討厭了。變焦鏡頭鏡片數大大多於同等定焦鏡頭，一般虛光、虛影也要嚴重得多。

初玩攝影時，都以為鏡頭鏡片數越多越高級。其實如果設計得當，鏡片數越少，光學質量越好。虛光和虛影已經說到了。光線每遇到一片鏡片，就要被反射掉4-10%，這也是同樣直徑時鏡片數多的鏡頭最大光圈較小的原因。

遮擋、虛光和虛影都是光圈越大越顯著，一般從最大光圈收1-2擋，最多3擋，就可以有效地控制，當然有時還要偏離太陽一點才更有效。適當收縮光圈也有助於改善清晰度，但過度收縮會引起繞射、衍射和鏡片邊緣的折反射，清晰度又要損失，一般在f5.6-11之間清晰度最好。

bokeh 源於日文，不知道日文原文是什麼，中文翻譯也沒有見到過，它的意思是指大光圈時景深以外模糊物體的柔和和悅目程度。景深以外的物體都是模糊的，但是有的鏡頭由近至遠逐步模糊，連續過渡，模糊的光點也是圓圓糊糊的；有的鏡頭的模糊程度則是跳躍式地增加，模糊的光點呈六角、八角等多邊形，不好看。老鏡頭的光學設計比較簡單，快門葉片數較多，bokeh較好；新鏡頭就不一定了，尤其有些變焦鏡頭，bokeh不那麼悅目。光圈控制對bokeh沒有作用，快門葉片數越多，快門開孔越接近圓形，bokeh越好。日本鏡頭在硬指標方面早已趕上甚至超過德國鏡頭，但日本鏡頭的bokeh一般不如德國鏡頭，可能和日本鏡頭用了太多的高科技以改善清晰度、色散等，反而喪失了基本光學性能的線性性質，bokeh受到損失，這只是個人的胡猜而已。

色散來自於棱鏡現象。一束自然光通過棱鏡後，分為赤橙黃綠青藍紫很多束，在空間上散開，而不是原來的一個點，以後束與束之間就各走各的道，到焦平面上就不再匯聚到一個點上了。鏡片都有一定的棱鏡作用，這樣被攝物體在焦平面上就形成霓虹彩邊，降低清晰度和色彩，當然這是比較極端了，但意思還是一樣的。色散只有用特殊光學玻璃如fluorites來補償，Canon的L系列鏡頭都含有fluorites或UD（ultra-low dispersion）鏡片，Nikon的ED系列鏡頭用extra-low dispersion玻璃，Minolta、Schnider、Rodenstock和Leica叫apochromatic或簡稱 APO，Tamron、Tokina等叫LD、ELD，也都是差不多的意思。

談鏡頭，基本就是談單反的鏡頭。旁軸（Rangefinder）的現在玩的人太少了，玩的都是行家，輪不到我在這裡說三道四，不談。單反鏡頭基本就分兩大類：定焦和變焦。定焦鏡頭比較傳統，常見的為35-135mm，以50mm為「標準」通用鏡頭，35mm為「標準」風景鏡頭，70-85mm為「標準」肖像鏡頭，90-100mm為「標準」微距鏡頭，35mm再往下或135mm再往上都比較專業了。最早的鏡頭都是定焦的，經典光學理論也都是關於定焦的，對於中等焦距範圍的鏡頭形成了最優設計，非常成熟。科學不跟從時尚，最優的就是最優的。20年代的蔡斯Tessar（「天塞」？）鏡頭開創4片對稱的高斯設計（由大數學家、物理學家高斯所發明），到現在還是被認為中短焦距定焦鏡頭的最優設計，仍然廣為採用。定焦的鏡片設計容易最優化，對比相同焦距的變焦來說，鏡片數少，尺寸、重量較小，成本較低，相同焦距時最大光圈較大（最大的可達1.0），最小近攝距離小，光學質量也較好。Canon最便宜的50/1.8（50mm/f1.8的簡寫。即 50毫米，最大光圈f1.8，下同）比傳奇式的28-70/2.8L（L指L系列鏡頭，為Canon專業鏡頭，現為24-70/2.8L所取代）在50毫米時的光學質量還略好，比一般的「業餘級」變焦強得不知道哪裡去了，但前者只售70美刀，後者就要1000美刀以上。定焦鏡頭的缺點當然是固定焦距，如果要推遠拉近畫面，要麼勞動11路，要麼換鏡頭。有時受時間地形限制，11路不現實。帶上一大堆鏡頭又重又不方便，也不一定有時間換鏡頭。那就要靠變焦鏡頭了。但超廣角（15mm一下）和超長焦（300mm以上）鏡頭還是定焦鏡頭一統天下，鳳毛麟角的幾個例外都不成功。

早期變焦鏡頭是稀罕東西，變焦的流行要從80年代開始，先從third party廠商如Vivitar、Tamron、Tokina等開始，以後逐漸進入主流廠商，在自動對焦時代才真正流行開來，現在在很大程度上已經取代了中等焦距範圍的定焦鏡頭。變焦鏡頭分廣角、標準、長焦和全程，分別覆蓋16-40mm、24-135mm、70-300mm和28-300mm。這個劃分是我自作主張的，其中多有重疊，基本是依據市場上主流產品的數據，例外的多得很（如Sigma有長達500mm的變焦，但不大成功），所以只是說明一個意思罷了。變焦需要前後移動鏡片組，所以一般鏡筒長度要變化（除非用後面的鏡片組作內變焦），除非特殊設計，一般最大光圈也隨之變化。事實上，是否為恆定最大光圈，幾乎可以作為是否為專業級鏡頭的粗略分界線，例外是有的，但很少。變焦有推拉式和旋轉式之分。推拉式在手動變焦時代很流行，左手握住鏡筒，可以一面推拉以變焦，一面旋轉以對焦，方便得很。但是在自動對焦的年代，即使如USM這樣可以不需撥動開關就隨時可以手動對焦（Full Time Manual，FTM）的鏡頭，也用單獨的對焦環而不是鏡筒本身對焦，推拉式的優越性一下子少了一半，但推拉式的缺點就突出了：如果把鏡頭朝天或往下，鏡頭會在重力作用下自己滑動，70mm一會而就變成300mm了，鬼子話叫zoom creep，這對架在三腳架上長時間曝光特別不方便。旋轉式變焦用兩個環，前面的是對焦環，後面的是變焦環，也有反過來的，比較少見，用起來也彆扭。旋轉式變焦沒有zoom creep問題，大部分專業級變焦鏡頭都是旋轉式變焦，好一點的業餘級也是。變焦鏡頭一般比同等焦距的單個定焦鏡頭重量重，體積大，最大光圈小（專業級最大一般不超過f2.8，業餘級一般不超過f3.5-4.5），光學質量也要差不少，能夠接近或相當於定焦鏡頭的那是好得昏過去了，如Canon的 24-70/2.8和70-200/2.8。廣角變焦鏡頭常用於大場面風景攝影和大家庭攝影，長焦變焦則多用於風景和人物特寫，「標準」變焦則適合一般使用。就光學質量而言，標準變焦一般質量還可以，好的可以與定焦的水平接近甚至相當；長焦變焦質量稍低，尤其長的一端達到300mm的，但特別優秀的也可以和定焦的水平接近或相當；但是廣角變焦一般質量還是欠缺一些，尤其在變形控制方面，即使專業級也差強人意。我的17-35/2.8，色彩、反差不錯，拍一般風景也沒有問題，但拍建築或有規則的格子的畫面時，變形能看出來。超廣角還是定焦好，沒什麼可說的。全程變焦範圍巨大，理論上以一當十，但是光學質量不敢恭維，個人覺得還是不要投這個機取這個巧為好，變焦比在3：1以內的比較值得信賴。

有些東西是定焦、變焦鏡頭共通的，如材料。鏡筒有金屬的和塑料的，最便宜的業餘級一般是塑料的，好一點的業餘級和大多數專業級的都是金屬的。早先多用銅，看中的是它的剛性和導熱、散熱性。剛性自然重要，光線不會拐彎，鏡筒彎了，成像自然不會好。但導熱、散熱同樣重要，在太陽暴晒下和天寒地凍時，鏡筒要避免熱脹冷縮引起的光路變形。現在只有少數鏡頭還用銅，Leica還是堅持用銅，日本廠家即使專業鏡頭也用輕合金（如鋁、鎂）了，剛性、導熱和散熱性也不差。鏡頭和機身的接圈是保證光路筆直的重要部件，有的塑料鏡頭連接圈也是塑料的，有的則用不鏽鋼，金屬鏡頭都是不鏽鋼的。個人愚見：塑料接圈的鏡頭最好避免，除了像Canon 50/1.8那樣的超輕量級以外。鏡片也有塑料的和玻璃的，自然也是塑料的便宜。塑料鏡片的光學質量其實不差，對付初級業餘使用沒有問題，但是塑料鏡片容易刮花，防塵防潮密封也不好。玻璃的還是要好不少。塑料鏡片一般是「模鑄」的，以節約成本，玻璃鏡片可以是模鑄（molded glass）的，也可以是研磨的（ground glass），以研磨的質量為高，但價格也高。

理想球面鏡片也有對平行光束會聚不到一點的問題，此為spherical aberration。具體的光學原理比較複雜，我也弄不大清楚，所以非球面鏡片應運而生。用研磨的方法製作非球面鏡片十分耗時費工，Canon在70年代發明一臺專用設備，一個月也只能磨製1000片鏡片，成本可想而知。塑料鏡片和玻璃鏡片模鑄技術發明後，成本大幅度下降，最新的方法則是在球面玻璃鏡片上覆蓋一層在紫外線照射下硬化的成型光學樹脂。非球面鏡片只有在大尺寸、超廣角或小直徑大範圍變焦時才是必要的，低擋鏡頭「濫用」非球面鏡片，有時只是對基本光學質量缺陷的掩蓋。

鏡頭鍍膜是很重要的，有時一層還不夠，要鍍很多層。鍍膜把斜角入射的光線「掰」直了，以抑制反射。戴眼鏡的朋友都有體會，鍍膜的鏡片一下子透明瞭好多，這是反射虛光被抑制的結果。最好的鏡頭在鏡片兩側都鍍膜，「經典」鏡頭有的沒有鍍膜或只有單層鍍膜，光學質量大受限制。

對焦時鏡片組轉動，像螺栓一樣實現直線位移，以移動鏡片完成對焦。業餘級鏡頭一般鏡頭前部在對焦時轉動，給使用偏振濾色鏡（polarizer）或漸變濾色鏡（gradual nuetral, gradual color, etc）等轉動鏡圈的濾色鏡的使用帶來不便，本來濾色鏡轉得剛好天正藍花正紅，對焦一轉動就全變了，得重新調整濾色鏡。轉動鏡筒和固定鏡筒之間的間隙也容易漏進塵埃、水氣，影響光學質量或使用壽命。很多專業級鏡頭都採用內對焦（internal focusing），鏡頭前部最外面的鏡片和鏡筒是固定的，對焦是由鏡筒內部鏡片組的運動完成的，有時變焦還有多節鏡筒伸縮，有時連這個伸縮也是在鏡筒內部完成，對使用轉動式的濾色鏡極為方便，也有利於防塵防潮。Nikon 80-200/2.8不是真正的內對焦，在普通的「外」對焦外面再套上一層固定的鏡筒，這樣在鏡筒前端套上濾色鏡時，就不會因為對焦的轉動而受影響，有點「賴急皮」，但還管用，不過對於防塵防潮沒有幫助。大炮級的長焦鏡頭有時採用後對焦，前面又大又重的鏡片組固定不動，靠後面輕小的鏡片組移動，實現快速對焦。小炮級的就沒有這個必要，鏡筒尺寸也不允許這樣做。

鏡頭和相機一樣，越來越不僅僅是光學機械，電子成分越來越多。先進鏡頭可以向相機傳送鏡頭類型、目標距離、焦距等信息，有的還能通過快速調整一個小棱鏡來自動補償手持相機帶來的振動。Canon的叫Image Stabilization (IS)，Nikon和Sigma叫Vibration Reduction (VR)，都是大同小異。IS的使用效果相當顯著，可以有效地降低手持無抖動曝光三擋以上。換句話說，一般200mm時速度不應低於1/250秒或1 /180秒，但IS允許降到1/60秒甚至1/30秒。由於這個小棱鏡不屬於「基本」光學設計，調整過程也使它偏離「最優」光學位置，理論上有些微的光學損失，有的吹毛求疵的purists不喜歡IS，但對於大部分攝影者來說，IS無疑是好東東。

有些鏡頭可以接上長焦擴展鏡頭（tele- extender）再接上機身，來增加焦距，一般有1.4倍和2倍的，這樣200mm的鏡頭就可以當280mm或400mm的鏡頭用了，當然光學質量要損失一點。由於光圈和等效通光量或通光面積成正比，焦距延長1.4倍，最大光圈就縮小一檔；焦距延長2倍，最大光圈就縮小2擋。有的extender可以傳遞焦距擴展的信息，相機會自動補償；有的不能，使用的時候就要自己小心。有的extender為了追求最優光學質量，前端（和鏡頭尾部相聯接處）向前突出，伸入前面鏡頭的尾部，這就要求鏡頭設計時預留尾部空間，Canon就是這樣的，所以只有200mm以上的定焦鏡頭（但包括70-200/2.8變焦）才能使用Canon的extender。用third party的extender不受這個限制，但光學質量不好。理論上extender可以一個迭一個，進一步擴展焦距，但光學質量十分糟糕。

鏡頭較輕時，通常三腳架通過螺口和機身底部相聯接。較大較重的鏡頭就不行了，受力太不平衡，有時機身底部的螺口根本受不了，這時就要用到鏡頭自帶的三腳架介面了，一般是靠近機身接圈處一個可以轉動的座圈。200mm（包括70-200mm變焦）以上的鏡頭一般都有自帶的三腳架座圈，至少應該有這個選項，這個錢不能省。座圈除了平衡好以外，使用也比機底介面穩定、方便，從橫幅到豎幅的轉換，只要鬆開座圈，轉動機身，重新緊固座圈即可，系統重心不變，重量仍然坐在三腳架介面上，不像把三腳架的雲臺豎起來時全靠機底介面處的螺絲承受重量，重心也歪到一側。

數字單反越來越流行了，數字單反在主流市場取代膠片單反只是時間問題，說不定只是幾年的功夫。理論上講，數字單反和膠片單反對鏡頭的要求沒有什麼不同，但一些人發現，原來在膠片單反上還可以的鏡頭，在數字單反上就疵瑕畢現，廣角鏡頭尤其顯著。這在道理上講不通，CCD/CMOS的線條和色彩解析度仍然低於膠片，稍小的尺寸（EOS 10D的CMOS比35毫米膠片小1.6倍）正好落在鏡頭image circle的sweet spot，應該反過來才對，但證實這一不可理喻的事實的人越來越多。有一種說法是，膠片對於光線接觸焦平面的角度不敏感，只要在焦平面上匯聚就行，但 CCD/CMOS必須要求光線垂直入射，否則光信息捕獲不可靠。也有說法是膠片的微觀顆粒結構掩蓋了這些鏡頭的問題，CCD/CMOS把毛病公諸天下。這樁公案現在還沒有了斷，值得跟蹤其動向。但是近來Nikon、Canon和一些third party廠家推出「專為數字單反優化設計」的鏡頭，Nikon的也可用於膠片單反，那樣image circle就不能變；Canon的現在只限於在Digital Rebel或300D上使用，人們懷疑這僅僅是利用較小的image circle來降低生產成本；所以現在還不知道這些新鏡頭是真對數字單反別有一功，還是僅僅是經銷上的詭計。

喜歡攝影的朋友沒有不想弄幾個大炮級的鏡頭的，但常常苦於囊中羞澀，望而卻步。其實買新的當然過癮，買二手的也不失為明智的選擇。鏡頭和汽車不一樣，只要不亂來，磨損一般不是大問題，只要鏡片沒事，鏡筒表面的磨損對光學質量無礙，專業人士也常常買二手的，沒有什麼丟人的。在價格相當時，二手的專業鏡頭可能是比新的業餘鏡頭更好的選擇。條件允許時，專業鏡頭也是很好的投資，專業鏡頭是市面上少有的保值商品，不虧的。

那麼對於正想買鏡頭的朋友來說，有什麼watch out for呢？最好的當然是買原廠的鏡頭，質量有保證，適配不成問題。原廠一般都留一手，比如10個電子接觸點只用了6個，或者同樣的接觸點，預留的10個信號格式只用了6個，third party廠家在反向設計時不可能琢磨出另外4個接觸點或信號格式是幹什麼用的，日後可能造成適配性問題。這個問題對用在Canon EOS上的Sigma鏡頭尤其嚴重，一些老的Sigma EOS mount鏡頭在650上可以用，到A2就不能用了；在A2上可以用，在EOS 3上又不能用了。但Canon原廠的鏡頭沒有這樣的問題，所有EOS鏡頭可以用於所有EOS機身。Nikon和Minolta的情況有點不一樣，他們迫於技術發展的需要，前後推出幾個不完全相容的鏡頭系列，鏡頭的電子化程度也沒有Canon高，系列之間的兼容性是一個問題，但同系列內third party兼容性好像不是太大的問題，具體情況只有請對Nikon和Minolta熟悉的朋友談談了。當然，買來的時候鏡頭和機身肯定是相容的，問題總是出在日後機身升級但又想利用老鏡頭的時候，可更換鏡頭本來不就是單反的優越性嗎？老要機身、鏡頭一起換，要單反幹什麼？如果要買third party的鏡頭，一般Tokina的比較好，Tamron次之，Sigma再次之，Vivitar的手動變焦曾經非常好，現在好像出的氣比進的氣多了，Phoenix和Quantum等就不入流了。當然，不同廠家都有一些驚喜，Tamron SP90微距就可以和原廠的打對臺。

我要是重新開始，一定買一堆定焦鏡頭，而不是一頭紮進變焦，比如24mm，35mm，50mm，85或100mm，200mm，或者更基本的35，50，135 或35，75，200。定焦鏡頭當然有焦距的間隙，但這種間隙對於實際使用無關緊要，大部分時間可以通過11路來填補。相比之下，定焦的光學質量好，攝影習慣也好，你不會偷懶，站在那裡把鏡頭推出去拉進來，而不是真正花一點時間作好構圖。如果一定要變焦，我會選一個16-35/2.8和70-200 /2.8IS，或者較輕較省錢的17-40/4和70-200/4，中間夾一個50/1.4或50/1.8的定焦。對我來說，35-70之間的焦距高不成低不就，用處不大，一個50就可以填空了，50/1.4或50/1.8的大光圈還可以用來拍夜景。不過這種選擇完全根據各人的攝影習慣，喜歡拍街景、人物、聯歡會的，或許28-70/2.8更有用。28-105/135很流行，質量也不錯，不失為一般用途的好選擇。300mm的定焦都是龐然大物，小巧的變焦就能達到300mm，光學質量肯定好不到哪裡去，專業變焦沒有達到300的，也是一個旁證。

就性能指標而言，一般來說，有恆定最大光圈，最好是2.8的，有內對焦（IF），低色散玻璃（ED, LD, ELD, APO）的，在200mm以上自帶三腳架座圈的，大體差不了。

来源:網路

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