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关于镜头四个问题必须搞懂


很多人选相机,选镜头都会提到“画质”一词!能够影响画质的因素很多,除了感光元件,要数镜头最为关键。官方介绍老狼相信大部分人是看不懂的,满篇的专业术语和数据,论坛上有些热心人的解释不够准确,新手很可能遇到一些误区,今天我们就来解开这些疑问。

非球面镜为何比球面镜好?

镜头的结构,我们可以理解为镜头的构造。从理论上来说,任何一款相机的镜头都不可能只由一块镜片组成,要想把拍摄对象尽可能清晰、准确的还原在感光元件上,就必须通过多块镜片叠加。

由于制造技术的不同,加上要在画质上体现差异,所以构成镜头的镜片数量不一。可能有些读者会问了,镜片的数量越多,是不是还原效果就越好呢?当然不是。为了达到成像质量的基本要求,镜头中的镜片必须保持一个适当的数量,在镀膜质量相同的前提下,镜片越多,镜片与空气的接触面就越大,透光率就越低。在镜片的组成之中,非球面镜片起到至关重要的作用!

以近期人气最火的佳能EF11-24mm f/4L USM为例,镜头结构为16片11组,其中包含4片非球面镜片,另外还有1片超级UD镜片、1片普通UD。

传统的球面镜片有天然的缺陷,从镜片边缘射入的光线并不像从中央射入的光线直达同一个焦点,大光圈下,容易造成球面像差及广角影像扭曲。

非球面镜片的弧度是按照最理想的对焦点计算设计出来的,从透镜中心到周边曲率作连续变化的,它可以减少镜头的重量和长度,提高成像质量,克服“球差”,可制成大孔径的高像质镜头,一般高档的镜头里都含有2片以上的非球面镜片,这也是判断镜头品级的因素之一。

非球面镜片可实现球面镜片无法实现的并行光线1点聚集

小知识:什么是ED镜片

具有优秀品质的镜头,除了具备非球面镜片,还有可能装备ED镜片(Extra-low Dispersion超低色散的简称),它能够使镜头既拥有锐利度,又可以降低色差,确保各类波长的光线实际对焦于同一点。

色散究竟是怎么回事?

   

 “色散”一词在各种相机镜头的评测报告中频繁出现,很多消费者都不明白,色散究竟指得是什么?

我们平时看到的白光其实是由不同波长的光合成的,波长不同,意味着频率也不相同,所以当光经过玻璃折射的时候,由于折射率不一样,导致各种光线经过透镜聚焦的焦点不重合,这就是光的色散。

白光通过三棱镜时,由于波长的折射率不同,我们会看到彩虹光谱

镜头没有把不同波长的光线聚焦到焦平面,所以在比较严重的情况下,会使照片中对比比较强烈部分的边缘上出现异色线条,这就是色差现象。长焦距镜头,边缘的光程较长,而波长较短的红色、蓝色对色差又特别敏感,因此色散尤为明显(紫边的形成就是这个道理),会直接导致画面清晰度下降,色彩饱和度降低。

为解决色差问题,镜头厂商从镜片的构造入手,采用不同折射、散射特性之镜片组合,之前介绍的ED镜片在尼康和奥林巴斯镜头中普遍使用,而佳能以萤石镜片的低色散特性减少镜头色差。

镜头为什么会有颜色?

很多消费者都觉得,镜头应该是透明的,为什么在阳光下看,镜头表面会有不同的颜色呢?

这得从光学原理说起,当光线通过镜片时,总会有一部分光线被反射和吸收,如果光线经过每一层镜片都被反射和吸收,那么,穿过透镜片组到达焦平面的光线损失严重。除此之外,镜片间的反射还会对成像质量产生严重影响,灰度上升,锐度大大下降。

为了提高镜头的透光率和影像的质量,在现代镜头制造工艺上都要对镜头进行镀膜。镜头的镀膜是根据光学的干涉原理,在镜头表面镀上一层厚度为四分之一波长的氟化物,使镜头对这一波长的色光的反射降至最低。

一般来说,一层膜只对一种颜色光起作用,而多层镀膜则可对多种色光起作用。多层镀膜通常采用不同的材料重复地在镜片表面镀上不同厚度的膜层,可大大减少镜头各透镜间的漫反射,从而提高影像的反差和锐度。所以,消费者看到镜头表面的颜色,实际上是镀膜的颜色。

薄薄一层镀膜 效果竟如此神奇

用树脂镜片是低档镜头?

也许大家不知道,如今不少镜头正在采用树脂镜片来替代玻璃镜片,以尼康和宾得为代表,而佳能在公布的一些新专利中,也透露会采用树脂镜片,例如佳能EF-S 30mm f/2.8。如果你还不相信,可以看看尼康这两年推出的一些中低端新镜头,例如尼康AF-S 85mm f/1.8G,镜头组变复杂了,增加了驱动马达,重量却变轻了,只有350g,这是为什么呢?这在圈里其实已不是什么秘密了,为了降低成本,实现镜头轻量化。

在消费级数码相机中,柯尼卡早期就是以制造优质的树脂镜头而著称,卡尔·蔡司作为全球树脂镜头生产的四巨头之一,正是从多方面研究测试和大量数据分析的基础上才确定了向树脂镜头方向发展的战略。

制造镜头的光学材料必须具备无色透明、等方性好、稳定性高、容易加工等特性,而这些条件树脂材料都能满足。目前用于制造树脂镜头的材料是聚丙烯树脂,它是一种特殊的有机玻璃,透明度与光学玻璃非常接近,特别是它的易加工性,是光学玻璃无法相比的。

此外,由于树脂材料的密度低于玻璃,所以反射率远低于玻璃,使得镀减反射膜(减少由反射引起的杂散光并显著增加像的亮度)工艺的要求降低。虽然它有硬度差,容易划伤的缺点,但通过镀抗磨损膜,可以得到改善,作为镜片使用完全没有问题,更为关键的是,它的重量很轻,而轻量化是未来数年摄影器材发展的一个趋势。

树脂镜头今非昔比

镜头素质的高低,其实和镜片的加工精度有直接关系。由于材料不同,玻璃镜片要经过粗磨、精磨、抛光等繁杂的工艺才能完成,这些工艺的确早已成熟。树脂镜片是采用浇铸或压铸成型来制作,对模具精密要求高,虽然早期产品的精度达不到光学玻璃镜片的水平,但随着像卡尔·蔡司这样专业镜头厂商的加入,使精度控制越来越接近玻璃镜片,在民用级产品上的应用效果上,已经可以媲美。

要说缺点,树脂的问题在于光学属性,而不是稳定性,避开潮湿高温和阳光直射就没什么了(无非就是大家在不拍的时候尽量将镜头盖合上而已)。

当然了。老狼通过查阅资料也发现,在一些低端镜头、卡片DC镜头,甚至手机镜头上,会采用复合非球面镜头,它可以是全玻璃,可以是玻璃+树脂,也可以是全树脂,工艺要求要比模造低,成本低廉,它就像老年人会有“白内障”一样,新买回后拍摄影像很清晰,镜头看上去通透。

用了3-5年后,图像逐渐蒙上一层薄雾,图像经后期处理后还可以。大概5年以后到10年之间,镜头看上去“发雾”,拍出影像很柔软,后期处理后仍不能令人满意。原因是复合在玻璃球面上的光学树脂和光敏胶发生质变(一般这种非球面镜片都两片镜片用胶水粘合得到的)。

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