光圈 1.0,真的有必要吗?早期超大光圈镜头

xxn 阅读:24100 2025-02-08 16:10:34 评论:0

镜头光圈的核心在于焦距与通光口径之间的比例,理论上其值可低于1.0。随着镜头最大光圈的增大,光学制造的难度和光学质量问题也随之增强,因为较大的通光口径在光圈收缩后依然可能影响成像性能。因此,光学制造商在超大光圈镜头的研发上一直持谨慎态度。

在第二次世界大战之前,民用镜头的最大光圈通常为1.4或1.5,彼时只有德国制造商能生产出如此大光圈的镜头,这一光圈值主要集中在50mm的标准镜头上。

二战前,50mm大光圈镜头主要有传统双高斯结构以及铃光(SONNAR)结构,两者均源自蔡司公司。其中,SONNAR结构起源于1923年的ERNOSTAR镜头,此镜头最初由一家独立公司研发,后被蔡司收购。

双高斯结构的经典例子是施耐德于1936年为徕卡推出的50/1.5镜头,此款镜头是施耐德著名设计师AW Tronnier的作品,他在1950年代设计出了福伦达NOKTON 50/1.5,成为一代经典。

不幸的是,德国的民用光学发展受到纳粹统治和世界大战的严重影响,发展受阻。二战后,德国分裂,传统光学成就大量遗留在东德,西德虽保住了一批光学人才,但也面临从头开始的困境。

同时,在日本,超大光圈镜头的竞争悄然展开。

二战前,日本在民用照相机和光学领域发展缓慢,许多如今耳熟能详的相机品牌实际上是在战后崛起的,而战前的日本相机主要模仿德国产品(战后长时间内也未曾摆脱模仿)。

二战结束后,日本经济迅速恢复,而当时镜头设计的主要挑战在于计算,那时电脑刚问世,仅用于军事用途,合理的计算是结构调整的前提。只有在得出合适计算结果的基础上,才能进行材料的选择与结构调整。

由于光学玻璃的高度工业化与标准化,对于计算精确且具备一定工业基础的日本厂家而言,在经历恢复期后,他们自然对推出超大光圈镜头充满了雄心壮志。

从1953年到1960年,日本各大厂商一共推出超过5款光圈大于1.4的标准镜头。

1953年,帝国光学(ZUNOW)推出50/1.1镜头

1954年,富士推出50/1.2镜头

1956年,柯尼卡推出60/1.2镜头

1956年,尼康推出50/1.1镜头

1960年,佳能推出50/0.95镜头

这些镜头在1950年代的价格都极其昂贵,一台徕卡M3的售价超过360美元,当时美元与黄金挂钩,360美元相当于约10盎司的黄金。而上述镜头的价格在300到400美元之间,几乎可以说一枚日本镜头的价格等同于一台徕卡。

这些镜头本质上更多是炫技之作,比如富士、柯尼卡等品牌甚至未明示搭载平台。而帝国光学作为开创者,推出50/1.1镜头的初衷其实是为了树立品牌形象。

因此,超大光圈镜头自始至终就变成了厂家展现实力的招牌,实用性并不被重点考虑,销量亦并非主要目标,因为这种镜头制价高昂。对于用户而言,这类镜头除了在朋友面前显摆外,几乎没有其他优点,沉重的镜身使得握持很不便,庞大的体积也影响了旁轴对焦的精确度,质量堪忧的光学性能更是难以满足需求。

此外,尽管付出昂贵的代价,实际光圈仅比1.4大了一档多,而价格却高出好几倍。

同时在长焦镜头领域,光圈也在逐渐增大,尼康在其平台上开发了85/1.5镜头,对于当时来说可谓是相当大的光圈,景深薄得如同纸张一般。

当时的人们或许未曾想到,在50-100mm的范围内,不仅很多厂商都达到了1.4级别,甚至更有达到1.2级别的。而近年来,部分厂商更是突破到了1.2和1.0的水平。

日本企业对超大光圈镜头的追逐让德国品牌深感压力,然而,比起战前,德国品牌所剩无几,蔡司公司则选择致实务,专注于镜头制作,对此类极致指标并无兴趣。到了1960年代,徕卡决意制造现代化的超大光圈镜头,并推出了NOCTILUX 50/1.2,这款镜头在光圈史上具有传奇地位,最初的生产数量非常有限,如今复刻版本则相对平价。

NOCTILUX 50/1.2 是历史上首款民用非球面镜头,其首面与末面均为非球面结构。在没有数字化控制的年代,非球面镜片需手工打磨,无法像现在这样批量生产。

与此同时,日本厂商也逐步进入单反时代,由于单反的独特结构,各家最大光圈的镜头也相应地锁定在1.2,其中尼康便释出多种规格的1.2镜头,包括55、58及50mm等。

在这一时期,市场上的镜头设计基本形成统一,即双高斯结构加高折射率镜片,各种1.2镜头也相对轻巧,部分厂商的1.2镜头甚至与1.4镜头体积相差无几。

而在徕卡遭遇竞争压力后,他们也开始采取更务实的策略,推出50/1.0镜头,事实证明,在这一时期可通过设计与材料调整使正常球面镜头达成的矫正效果,非得依赖非球面镜头并非必需。

因此,第二代NOCTILUX 50/1.0长期以来成为标头镜头中的光圈王者。

从50/1.2到50/1.0,徕卡的超大光圈镜头产品思路与日本相仿,均侧重于展示实力。其实,谈及德国相机,徕卡在相机制造方面更具优势,而不是在光学技术上,数码时代导致人们将徕卡与蔡司并列,那是由于90年代后徕卡创新了镜头设计思路。然而在1990年前,徕卡的镜头设计呈现出高度传统化的特点,构造亦如是。

虽然有这样标志性产品,但徕卡仍将重心放在光圈2.0的产品线上,这类产品销量更佳,1.0光圈镜头则主要面向发烧友或收藏家。

其他老旧镜头的数据已难以追溯,但50/1.0的性能仍可被查阅。经过分析,即使是光圈在2.8的镜头表现亦不尽人意,而光圈5.6的效果同样欠佳,即便是徕卡。

从此MTF曲线可以看出,其实际使用效果显然没法与6枚4组的小巧50/2相提并论。因此,大家无须对1.0镜头过于神秘化,因为在当时条件下,这类镜头的基本素质的提升是十分有限的。

要有效提升超大光圈镜头的性能,需要庞大的计算量与最先进的光学玻璃。实际上,无论是SONNAR结构还是双高斯结构,所制造的光圈超过1.4的标准镜头性能都难以令人满意。

徕卡从非球面镜头转向传统球面镜头,而尼康则采取相反的路径,1976年推出了他们的首个非球面镜头,58/1.2

这枚58/1.2的设计与徕卡50/1相似,均为7枚6组,后来的AI 50/1.2也采用了同样结构。

该镜头使用了非球面镜片,修正原理与徕卡50/1.2相同,聚焦于第一面进行校正。这款镜头生产至1997年,是尼康历程中一款坚持较长时间的经典镜头。

而日本的1.2单反镜头与50、60年代旁轴大光圈镜头相比,价格大幅下滑,虽然依然不普及,但已不再是天价。

毕竟这些镜头在结构上基本相似。

其中有两款镜头必须提及,即卡尔蔡司推出的85/1.2镜头和55/1.2镜头,专用于CONTAX单反。55/1.2是90年代推出的,而鉴于我们探讨的是EOS平台上的50/1.0,因此这里重点描述85/1.2。

这款镜头在80年代中期发布,采用8枚7组的双高斯结构,发布较晚,尽管没有非球面镜片,但其凭借最新材料使得成像质量较高,且镜头产自德国。

当时佳能也有一款FD 85/1.2镜头,带有明显的红圈,但其成片效果远不及蔡司85/1.2。这款镜头和90年代推出的55/1.2同样是蔡司在民用镜头中的光圈之最。

此外,值得一提的是,非民用的著名镜头是蔡司PLANAR 50/0.7,这是一款专为太空任务设计的镜头,主要用于拍摄月球的背面,结构极为复杂。后来的库布里克使用此镜头拍摄了影片《巴里·林登》,该片获奖无数,包括四项奥斯卡奖。

在普通民用镜头中,0.95几乎是光圈的极限,像这种0.7的镜头则不适用于一般摄影需求。

直至2020年,终于有一款镜头突破常规,COSINA福伦达在M4/3标准上推出了光圈高达0.8的镜头。

根据我多年的拍摄经验,50mm焦段上,50/1.8和50/2的镜头最为实用,尤其在过去技术尚不成熟的时代。

超大光圈镜头主要更多地用于厂家宣传,实用性常常不如光圈小的镜头。对于用户而言,这类镜头除了笨重且不易使用,更多的可能是其收藏价值。如同数十年珍藏的威士忌,既非供饮用,更多是用于展示。

文章来源于微信公众号:胶卷迷俱乐部(ID:jiaojuanmi),作者:上海老污龟

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