鱼眼镜头发展史
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制图
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Digital astrophotography
）
鱼眼镜头，本来是个天文仪器。不是吗？你可以想想看，在相机镜头发展的初期，人们怎么会用到一个圆圈成像，拍什么都变形的相机镜头呢？所以如果追溯鱼眼镜头的历史，我们会发现它本来就是
一种
用于拍摄天空的设备。
话说1896年，世界上出现了第一套监测全天的相机系统，不过是个阵列。1905年，Mueller发明了一种单相机监测全天的设备，这个相机可以旋转，用扫描的方法来拍摄全天照片——这个思路我们至今也会用到，很多天文摄影用Ptgui进行全天拼接便是如此。
Mueller的全天相机 1905，以及扫描拍摄的照片，
很鱼眼对吗
Mueller的全天相机还算不上鱼眼相机，顶多算是有了全天鱼眼的思路，真正第一个做鱼眼成像的，应该算是同年Wood提出的鱼眼成像概念相机，但他在10年后才把这个方案写出来，并成功做成了一台180度的圆形鱼眼成像的相机，这台相机的成像是这样的：
货真价值的鱼眼，
而它的装置是这样的！
八爪鱼，你好呀
Wood先在一个充满水的桶中建造了一个相机，底部是一个照相底板，加上一个短焦镜头，针孔位于桶的大约一半处，这个装置重现了鱼在水下的视觉世界。Wood随后建造了一个改进的相机，在水箱侧面刺穿的针孔。Wood的第三个鱼眼相机使用黄铜制造，主要优点是这个相比其他两个相机更便携，并且绝对密封。这就是最早期的鱼眼相机。
1922年，Bond发明了新的鱼眼相机，这个突破在于他不再依靠水，而是完全由镜片制作。但是这个设计仍有个很大的问题，就是焦平面是球面，这大大限制了Bond鱼眼相机的使用。而
发明
了真正可以使用的鱼眼相机的人，他的大名在天文摄影圈里应该是人尽皆知了——他就是著名的施密特，也就是后来发明施密特望远镜的那个人。
施密特的设计具有120度的视场，镜片结构复杂。一年之后，现代鱼眼镜头的雏形公布于世，这就是1924年的Hill鱼眼镜头。这个镜头具有巨大的前镜片，后组相对简单，用来拍摄全天以便监测云量。Hill鱼眼镜头的突破在于它的像场平坦，可以用于一般底片的拍照。
其实，如果只是想拍摄全天，并不一定要用鱼眼镜头，还有一种思路可以借鉴：使用相机和凸面镜进行组合——这样貌似简单得多。早在1911年就有人采用这种方式进行云量拍摄。1929-1930年，类似的设备被安放在格陵兰用来拍摄极光。这种设备后来也被用来监测夜空以及拍摄流星雨，比较著名的是1945年的Henyey-Greenstein相机，视场达到了140度。
1947年的全天极光拍摄装置
1945年的Henyey-Greenstein相机，以及其夜空拍摄效果图，可能是最早的星野摄影作品之一了
反射镜和透镜的组合，看来在鱼眼相机设计上很有可为，于是在1947年，Young利用两枚反射镜和透镜的组合做了一种新的全天鱼眼照相机。不过不管怎么设计，鱼眼相机的一个大难题始终没有被解决，这个难题就是：光圈太小啦！若是一般的使用也就罢了，但是要进行星空监测，要进行流星雨记录，小光圈意味着有大量的流星拍不到，于是下一阶段，人们将设计主要集中在如何增大光圈上。当然也有人想了别的办法，那就是用大光圈镜头阵列，但这又回到最初始的问题上，这个系统太复杂了。
1947年Young的双反射全天鱼眼照相机
1932年，德国的Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft AG(AEG) 设计了Weitwinkelobjektiv镜头（名字太长了，德语啊！）其实这个设计是对前面提到的Hill鱼眼镜头的改进，整个镜头是四组五枚，前两枚都是巨大的透镜。大家记住这个AEG Weitwinkelobjektiv吧！因为之后很多镜头的设计都基于此款。比如1938年，尼康公司设计了一款Fish-eye-Nikkor 16 mm f/8.0，这应该说是尼康鱼眼镜头的鼻祖了。到了1957年，尼康又对这个镜头稍加改动，制作了著名的“尼康云摄影相机”，名字表明这个相机是专门用于监测全天云彩变化的。当然，因为它的鱼眼成像圈达到了50mm，
这个相机并非135相机
。
1957年的尼康云摄影相机
在AEGWeitwinkelobjektiv镜头设计出来之后，蔡司也做了一些鱼眼镜头设计的尝试，比较著名的有1938年的Zeiss Pleon，它是二战时用来监测航空的，成像圈达到85mm，还有就是1935年的Zeiss Sphaerogon，这个是135镜头，最早做的是F8.0，后来提升至F6.8。
尼康似乎很喜欢鱼眼镜头，原因大概是因为尼康并非只做民用光学，而在科研光学中，鱼眼镜头非常有用。上世纪60年代，尼康做了好几款鱼眼镜头，首先是1962年的Fish-eye-Nikkor 8 mm f/8，然后是1968年的10mm f/5.6 OP。虽然在指标上看没有什么特殊，但OP表明了它的截然不同，它是一个正投影鱼眼镜头，而非普通的等距投影鱼眼镜头。所以这个镜头做起来非常困难。它的第一片镜片，是个巨大的非球面镜，这可能是135镜头第一次如此使用非球面镜头了。它的镜片也是非常之多，达到了6组9枚。
尼康
另外一个著名的设计，就是视场超过180度鱼眼镜头，比如1969年的6 mm f/5.6就是一个视场达到220度的鱼眼，也就是说隐约能看见后面一点。当然，笔者认为尼康最为厉害的还是著名的超级灯泡6mmf2.8，这个太著名了，本文就不展开啦。
说实话，我也想试试视场220度的鱼眼是什么效果，说不定在天文摄影中，它能在拍摄全天星空时多带上一点地面，也就免了后期拼接变换之苦？在前不久的PE展会上，我们看见在长庚光学，也就是老蛙镜头的展台上有一枚4mmF2.8的全周鱼眼镜头，视场达到了210度！可惜的是这个镜头是给M4/3相机使用的，不过真想试试它能不能改到索尼E口的APS相机上使用，或许
这样
拍小星球效果的星空会变得更加简单？等有机会试试吧！
老蛙的4mmF 2.8 ，210度的鱼眼镜头
撰文
／
张超
编辑
／
缓缓 怀尘
天文博物馆
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