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光圈1.0,真的有必要吗?早期超大光圈镜头

胶卷迷俱乐部  · 公众号  · 摄影  · 2025-02-04 23:58

主要观点总结

本文主要介绍了镜头光圈的本质及超大光圈镜头的历史发展。文章提及了不同厂家制造的超大光圈镜头,如德国的徕卡NOCTILUX 50/1.2,日本的尼康和富士的超大光圈镜头等。文章还介绍了镜头结构类型如双高斯结构和SONNAR结构,并探讨了非球面镜片在镜头制造中的应用。此外,文章还涉及到了摄影圈的一些知名事件和人物,如库布里克使用蔡司的 PLANAR 50/ 0.7 镜头拍摄电影。最后,文章指出超大光圈镜头的实用性不及更小光圈的镜头,其主要价值可能在于收藏和展示。

关键观点总结

关键观点1: 镜头光圈的本质是焦距和通光口径的比值,理论上可以小于1.0。

最大光圈越大,光学问题越大,制造难度也就越大。在漫长的时间里,光学制造商对于超大光圈镜头的态度都相当谨慎。

关键观点2: 在第二次世界大战前,德国是制造光圈最大的镜头的国家。

当时世界上只有德国人能够制造1.4,1.5级别的超大光圈镜头。SONNAR结构和双高斯结构是当时的两大主要镜头结构。

关键观点3: 日本在战后推出了超大光圈镜头计划,并成功制造了多枚光圈超过1.4的标头。

这些镜头的本质都是炫技之作,价格昂贵,实用性不强,主要用于厂家宣传和收藏。

关键观点4: 德国的徕卡在制造现代化超大光圈镜头方面有着传奇色彩,其NOCTILUX 50/1.2镜头是历史上第一枚民用非球面镜头。

与此同时,日本厂家已经陆续进入单反时代,受限于单反特殊的结构,各家的最大光圈镜头也陆续锁定于 1.2。

关键观点5: 超大光圈镜头的制造受限于计算和设计技术,以及光学玻璃工业化的标准化。

现在的镜头技术已经发展到可以在正常球面镜头上通过设计和材料调整实现性能提升,不一定非要使用非球面镜片。


正文

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镜头光圈的本质是焦距和通光口径的比值,所以理论上是可以小于1.0的。镜头的最大光圈越大,光学问题越大,制造难度也就越大,不仅仅是在最大光圈时画面质量无法保证,由于通光口径过大,在光圈收缩后,性能依然难以保证,因此在漫长的时间里,光学制造商对于超大光圈镜头的态度都相当谨慎。

在第二次世界大战之前,民用镜头可以制造的最大光圈是1.4,1.5级别的,当时世界上只有德国人能够制造光圈这么大的镜头,在各种权衡下,这个光圈值集中在50mm的标准镜头上。



在二战前,50mm超大光圈镜头主要有传统双高斯结构和SONNAR结构两大类,它们都是由蔡司公司延展出来的。其中SONNAR结构来自1923年的ERNOSTAR镜头,原本是独立公司产品,这家公司后来被蔡司收购。

而双高斯结构的典范,当属施耐德在1936年为徕卡开发的50/1.5镜头,他是施耐德传奇设计师AW Tronnier的作品,他在1950年代设计了福伦达NOKTON 50/1.5,成就一代经典。

很遗憾的是德国民用光学的发展受到德国纳粹上台的国情和世界大战的影响,发展受阻。二战后,德国分裂,传统德国光学的成就大量被保留在东德,虽然西德抢救出一批光学人才,却不得不面对从头开始的问题。

而也是这时,在日本,新的超大光圈争霸战开始了。



日本在战前的民用照相机水平和民用光学水平都是非常落后的,我们现在熟悉的这些日本相机品牌大多是战后才发展起来的,像尼康在战前是军工企业,而战前日本相机和光学均是以模仿德国产品为主(战后很长时间也在模仿)。

二战结束后,日本经济很快恢复过来,当时镜头设计的主要难度并不在结构上,而是在计算上,那个年代电脑刚刚发明出来,都是军用的,只有计算合理才能调整结构。在计算的基础上,才能谈结构的调整,以及为了满足计算的结果,需要使用什么样的材料。

由于光学玻璃本身是高度工业化和标准化的,所以对于精于计算,且有一定工业基础的日本人而言,在经历了多年恢复后,自然雄心勃勃地推出了超大光圈镜头计划。

从1953年到1960年,日本各家厂家一共推出了5枚光圈超过1.4的标头。

1953年,帝国光学(ZUNOW)50/1.1镜头

1954年,富士50/1.2镜头

1956年,柯尼卡60/1.2镜头

1956年,尼康50/1.1镜头

1960年,佳能50/0.95镜头





这些镜头价格都非常昂贵,在1950年代,一台徕卡M3的价格是360多美元,当时美元与黄金挂钩,360美元大约是10多盎司黄金。而上面这些镜头的价格都在300-400美元,一枚日本镜头能定一台徕卡。

而这些镜头的本质都是炫技之作,像富士,柯尼卡甚至连搭载平台都不明确。而这轮超大光圈镜头的肇始者帝国光学,他们最早制造50/1.1镜头就是为了打响品牌。

所以,超大光圈镜头在一开始就是招牌,厂家并不考虑实用性,甚至连销量都不怎么考虑,因为这种镜头特别贵。对于用户而言,这些镜头除了能在朋友面前装逼,几乎没有任何优点,沉重的镜身导致持握不便,巨大的体积遮挡了旁轴取景对焦,稀烂的光学素质难堪一用。

问题又在于,付出了成倍的代价,实际光圈也就比1.4大了一档都不到,价格却贵了好几倍。





另一方面,在长焦镜头上,光圈也开始变大,尼康在他们的平台上开发了85/1.5镜头,这在当时看来是大得不得了的镜头,景深已经薄得和纸一样。

当时的人们可能没想到未来在50-100的指标上,不仅大量厂家冲到了1.4级别,甚至冲到了1.2级别,而在近年,一些厂家甚至冲到了1.2,1.0级别。





日本人搞超大光圈镜头,德国人看了受不了,但当时德国的品牌比起战前已经不剩多少了,蔡司公司非常务实地制造镜头,对于这种指标没兴趣,到了1960年代,徕卡决定制造真正现代化的超大光圈镜头,制造了NOCTILUX 50/1.2,这是一枚具有传奇色彩的镜头,它的原镜头产量非常小,过去都是天价,现在复刻版本的价格倒不贵。

NOCTILUX 50/1.2是历史上第一枚民用非球面镜头,其中第一面和最后一面使用非球面。在那个没有数字化控制的年代,非球面镜片都需要手工研磨完成,无法像现在用模子大批量生产。






与此同时,日本厂家已经陆续进入单反时代,受限于单反特殊的结构,各家的最大光圈镜头也陆续锁定于1.2,其中尼康的1.2镜头比较多,有55,58和50三种规格。

在这个时代,各家的镜头基本统一到了双高斯结构加高折射镜片的设计逻辑,各家1.2镜头的体积相比过去也轻巧很多,有一些厂家的1.2镜头甚至没比1.4镜头大多少。

而徕卡在败退加拿大后,也选择了更务实的方案,推出了50/1.0,事实证明那个时候半吊子的非球面镜片能够完成的修正,在正常球面镜头上通过设计和材料调整也可以实现,并非非用非球面不可。

所以第二代NOCTILUX 50/1.0的口径在很长一段时间里都成为标头光圈之最。





从50/1.2到50/1.0,徕卡的超大光圈镜头的产品思路和日本一样,也是以展现实力为主。其实就德国相机而言,徕卡擅长的是相机制造而不是光学,数码时代后很多人把徕卡和蔡司比肩,那是因为90年代后徕卡开辟了新的镜头设计思路,但在1990年前,徕卡的镜头设计都是非常传统的,结构也很传统。

虽然有这样的旗舰产品,但徕卡自身最重视的还是2.0光圈产品,这类产品销量更好,而1.0产品主要用于发烧友,或者是收藏。

其他镜头太过古老,已经找不到数据,但是50/1.0的数据还是有的。从这个数据看,哪怕是光圈2.8的性能还是不太行,光圈5.6都不怎么样,而这还是徕卡。

从这个MTF可以看到实战上,它肯定没有6枚4组,小巧的50/2好用。所以大家也没必要神话1.0镜头,因为以那个时候的条件,这类镜头的硬素质就是上不去的。

要有效将超大光圈镜头的性能提升需要极大的计算量,以及最为先进的光学玻璃,事实上,无论是SONNAR结构还是双高斯结构,制造出来的1.4光圈以上的标头性能都不可能好。

徕卡从非球面走向了正常球面,而尼康则是反其道行之,在1976年推出了他们的第一枚非球面镜头,58/1.2



这枚58/1.2的结构和徕卡50/1基本一致,7枚6组,后来的AI 50/1.2也是这个结构。
这枚镜头使用非球面镜片,修正逻辑和徕卡50/1.2一样,也就是修正第一面。这枚镜头一直生产到1997年,是尼康非常长寿和有名的镜头。





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