《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古

2018-08-30 10:27:02 54点赞 174收藏 27评论

一、前言

2018年8月23日,尼康映像仪器销售(中国)有限公司正式发布了尼康Z6、Z7两款全画幅微单相机,全新的Z系统也就此问世。在全画幅可换镜相机领域,尼康一直坚守着自1959年诞生以来、沿用了将近60年的F卡口。F卡口系统跨越了从胶片到数码,自诞生后陆续加入了全开光圈TTL测光、自动曝光、自动对焦、镜头自动对焦驱动、电磁光圈控制光圈收缩等功能。尼康始终没有彻底地更换新单反卡口,每当有新技术加入时,在F卡口的基础上继续小修小补,以追求老镜头的兼容性。本期照相馆我们就在尼康Z卡口推出之际,回顾一下历史悠久的尼康F卡口系统的发展变迁。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康Z卡口系统(左)和尼康F卡口系统(右)

尼康F卡口是目前还在使用、没有完全更换(卡口基本尺寸和形状改变)的、历史最悠久的135画幅单反镜头卡口系统,比她历史更悠久的M42螺口早已淘汰,而历史也同样很久、沿用至今的宾得K卡口则推出时间更晚。尼康坚守卡口系统也在广大摄影论坛上被尼康粉丝津津乐道,也成为“嘲讽”“屡换卡口”的隔壁家的利器。不过坚持不换卡口一方面可以说是尼康为了照顾老用户,能够让老镜头依旧可以在最新的单反相机上使用的福利,但另一方面也着实给自己带来了不小的负担。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康F卡口的传奇始于1959年推出的尼康F(大F)

自己搞的卡口,含着泪也要继续出镜头、出机身。就小编观点来看,未来尼康单反系统更换卡口的可能性比较小(毕竟单反换卡口成本太大),而是随着微单Z卡口系统逐渐成长,尼康逐渐将重心向Z卡口倾斜。虽然不至于像隔壁某厂基本砍掉单反卡口系统、只搞微单那样的操作,但未来尼康F卡口单反机身和镜头的推出和更新势必会受到影响。而尼康F卡口系统未来则会朝向全电子化设计调整,早年机身对焦驱动、机身控制光圈收缩的形式将全面过渡为镜头驱动对焦、镜头内电磁光圈机构控制收缩光圈。

二、尼康F卡口的特点

1、卡口与法兰距的尴尬

说起一般说起可换镜相机的卡口,一般会有两个参数,那就是卡口直径和法兰距(什么是法兰距?)。卡口直径更大、法兰距更小能够让厂商的镜头的研发上更加灵活,实现更低的成本、更简单的结构、更大的最大光圈。非常不幸的是,尼康F卡口由于推出时间较早,卡口直径较小(内径44mm),而法兰距则是目前135各家最大的(达到了46.5mm)。而在前几天发布的尼康Z卡口系统则直接选择了55mm的超大卡口内径,超越了佳能EF卡口的54mm,达到了目前135系统的最大。法兰距方面,尼康Z卡口系统的法兰距也是135各家最小的,仅为16mm,镜头后镜组可以更加贴近传感器之外,转接镜头也更加方便。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康新Z卡口内径都快比老F卡口外径还大了

2、手动镜头的自动对焦与测光尴尬

尼康F卡口的另外一个特点便是可通过相机机身驱动自动对焦和光圈收缩。尼康的中高端机身在卡口7点钟方向设计有一个螺丝刀状的对焦耦合驱动装置(目前尼康D3XXXX、D5XXXX系列机型没有),在搭配不具备镜头马达的AF系列镜头时,通过镜头卡口处的耦合结构,由机身驱动实现自动对焦功能。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康F卡口7点钟方向设计有一个对焦耦合杆

另一方面在光圈收缩控制上,尼康F卡口也是通过机身控制的。如果你从机身正面卡口处往里看,左侧内部会有一个类似拨杆的部件。用户安装镜头时,镜头尾部的光圈耦合杆会在这个拨杆上卡住,实现全开光圈测光、取景。使用者按下快门按键后,这个部件会进行移动,卡住的镜头的光圈耦合杆也会随之联动,光圈收缩至用户或相机指定的值,实现光圈控制。这样的设计也可能存在问题,首先就是机身控制所有镜头的光圈收缩是否精确、控制机构同样存在磨损或损坏的几率;在高速连拍时,镜头的光圈快速收缩也可能没那么准。

如果站在今天的上帝视角来看,尼康当年的选择完全是南辕北辙,最后花费了十几二十几年还是一步步走到了镜头内置马达驱动AF、内置电磁光圈控制光圈叶片收缩的路上。与其如此掣肘,倒不如当年直接换卡口。不过要是那么做了,就不是尼康的风格了不是?尼康这个牌子给我的感觉就是有那么一点点固执和坚持,不是那么容易就随着市场或者用户轻易改变自己。相信这也是很多摄影爱好者喜欢尼康、喜欢尼康相机的原因吧。

三、尼康F卡口发展史

说了那么多废话,终于开始正篇内容了:从1959年伴随尼康大F问世至今,尼康F卡口大致可以划分为四个时期,分别对应着尼克尔镜头的四个阶段。在这四个阶段中,尼康F卡口先后增加了全开光圈TTL测光、快门速度优先自动曝光和P挡、自动对焦,以及镜头内置超声波马达驱动AF和电磁光圈等功能。

1、让相机知道镜头多大光圈值可费了劲时期(1959-1977):

早期相机还没有配备TTL测光表(Through The Lens),所以曝光参数基本靠猜,而不是是专门的测光表或类似于“阳光十六法则”这样的经验的时代,那时候的单反相机结构也比较简单。手动过片、给快门上弦后,用户在镜头光圈环上选择想用的光圈值;在机身选择快门速度,手动对焦合焦时按下快门释放按钮,即可完成一次拍摄。这个过程中,镜头光圈先处于全开过程,直到按下快门后收缩至用户在光圈环上选定的值,曝光结束后光圈重新打开至全开状态。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康早期非AI镜头最大的特色就是光圈环F5.6位置的“蟹爪”了

过了些时间,TTL测光功能出现了,相机可以根据实际拍摄到的画面进行曝光测光,不需要额外的测光表。此时就遇到了问题:如何让相机知道自己要准备用多大的光圈值拍摄,然后根据自己给定的光圈值和相机的快门速度、胶片的感光度判断是否过曝或欠曝呢?

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古尼康大F早期的版本是不具备测光表的

但毕竟尼康的研发人员不能用“俺寻思大法”解决问题,在电子技术不发达的时候还是要通过机械结构让测光表知道你在用多大的光圈值拍摄。为了解决TTL测光功能,尼康为大F推出了内置测光表的取景器。而在镜头部分,尼康在早期的非AI镜头(彼AI非现在的AI)在光圈环F5.6处设计了一个“兔耳”或“蟹爪”(感觉挺萌的)。当用户在机身上安装镜头时,镜头光圈环上的“蟹爪”会抓住机顶测光表的机械耦合杆,这样镜头的光圈环就和测光表产生了机械联动。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古之后尼康为大F推出了具备TTL测光功能的取景器

用户的操作比较繁琐:用户首先需要在测光机顶(譬如Photomic FTn机顶)设置好胶卷感光度和快门速度,然后将一支非AI镜头光圈环转至F5.6的位置,并安装在机身上。随后,用户还需要进行一次风骚的操作,才能正常使用测光功能。那就是要先逆时针转动光圈环到最小光圈,再顺时针转到最大光圈位置,这样相机就知道你当前所用的镜头的光圈范围,进而了解了一下你当前到底是在用多大的光圈拍摄,针对当前的拍摄参数提供曝光的参考。

2、让相机能够控制它想要使用的光圈值时期(1977-1986):

1977年尼康推出了一个新的类型的单反镜头,这类镜头被称作AI镜头(跟现在的“AI”没关系,是Automatic Indexing的缩写)。AI和之前一个阶段的非AI镜头外观设计上最大的区别,主要体现在镜头光圈环处。AI和之后推出的AI-S镜头,在光圈环底部增加了一行字号比较小的光圈值标注,并且在较小光圈处有一个阶梯状凸起尺寸变化的设计。对应在机身上,此时机身F卡口外侧新增了一个可以时针方向旋转的耦合环,镜头光圈环的阶梯状设计可以卡住这个耦合环,当用户转动光圈环选择光圈时,这个耦合环会跟着一起转动,相机就知道用户此时在使用多大的光圈了。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古这个时代镜头光圈环的结构已经发生了变化

尼康为了提升F卡口镜头的兼容性,或者说是为了让之前老机身依旧可以使用AI或AI-S镜头,在镜头光圈环上依旧保留了非AI镜头的“蟹爪”设计,让这些镜头依旧可以用在老机身上。不过反过来却会有镜头的兼容问题,那就是非AI镜头不改口的话,是不能直接用在较新的胶片或单反机身的,甚至在目前除了尼康Df之外的中高端数码单反相机上都不能直接使用,否则会把光圈耦合环搞坏(尼康Df的光圈耦合拨杆可以收起来)。

更晚一点推出的AI-S镜头在尼康部分机型上可以实现快门优先自动曝光和P挡程序自动功能,这就意味着从此进入到了一个相机可以根据测光数据,自行决定镜头光圈值拍摄的时代。

不过发展到这里,我们已经可以看到尼康F卡口开始出现兼容性问题了。那就是非AI镜头无法直接用于大部分以后的机身。为此尼康提出了官方解决方案,那就是提供原厂改口服务,可以将非AI镜头改为AI规格,当年的收费标准是20美元一支镜头。另外一个非常有趣的镜头冷知识:即便是今天的AF-S镜头,也依旧是AI-S镜头的一种,尽管外观设计、功能和配置已经有了巨大的进步和变化。

3、用相机螺丝刀实现镜头自动对焦时期(1986-1998):

1985年美能达α7000正式开启了自动对焦时代,各家也纷纷加入到自动对焦大潮中。佳能就在1987年再一次更换了相机卡口,推出了全电子化的EF卡口,而尼康、宾得这样的厂商则在原手动卡口的基础上增加了自动对焦功能。尼康在1986年推出了AF系列镜头,与第一台成功的自动对焦单反相机F-501一同标志着尼康也正式迈入自动对焦时代。尼康此阶段主要采用机身对焦马达驱动实现AF功能,通过卡口七点钟方向的对焦耦合“螺丝刀”与镜头尾部连接,对焦时“螺丝刀”转动,驱动对焦镜组前后移动。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古一代神机尼康D7000,可以看到卡口处的“螺丝刀”,卡口顶部的电子触电和卡口外圈一点钟方向的光圈耦合环

这阶段尼康F卡口另一大进化是镜头和机身开始有电子信号传输,镜头和机身卡口处各有5个电子触点,镜头也开始内置CPU芯片,这样机身就可以了解到当前镜头焦距、最小光圈值等参数,便于实现自动曝光功能。随后的1992年,尼康又推出了AF-D系列镜头。今天摄影爱好者津津乐道的“人类光学精华”AF 50mm F1.8D就是此类镜头。需要注意的是AF-D的“D”表示Distance,意味机身可以知道对焦距离,便于测光系统工作。但“D”并不代表镜头不具备对焦马达,而后面推出的“G”镜头也不代表镜头就一定具备对焦马达,还是要具体问题具体分析。现在我们常见的无光圈环的尼康G镜头其实也是AF-D镜头,只是是没有光圈环的D镜头。

4、用镜头内的马达带动实现自动对焦时期(1992至今):

尼康在90年代有一段机身对焦和镜头对焦交叉使用的时期,所以第三段和第四段会有重叠。尼康在1992年推出了内置镜头对焦驱动系统的AF-I镜头。AF-I全部为长焦定焦镜头:AF-I 300mm F2.8D IF-ED、AF-I 400mm F2.8D IF-ED、AF-I 500mm F4D IF-ED和AF-I 600mm F4D IF-ED。这四支镜头均配备有内置对焦马达,不过不是后来的超声波马达,所以对焦体验也不如后者,可算是尼康早期为了解决机身对焦马达驱动长焦镜头体验不佳的一个解决方案。这时期尼康F卡口进一步进化,卡口处的电子触点数量更多,搭配AF-I镜头时机身马达不工作。

《照相馆》No.56:从“F”到“Z” 顽固不变的尼康F卡口进化史考古典型的当代尼康镜头卡口特点,具备多个电子触电、无对焦耦合“螺丝刀”,有光圈耦合拨杆

又到了1998年,尼康终于推出了AF-S系列镜头,加入到超声波对焦的行列中。尼康的超声波AF系统名为“SWM”:Silent Wave Motor,中文翻译为“宁静波动马达”。AF-S系列镜头为尼康F卡口系统带来了更佳的对焦体验,以及全时手动对焦功能,用户在自动对焦模式下依旧可以转动对焦环,对焦平面做出调整。时间来到了2017年,尼康推出了AF-P系列镜头,该系列镜头内置步进式对焦驱动系统,提供了快速、安静的对焦体验,适合中低端镜头使用。

四、蛇足

尼康近六十年的时间里,始终不放弃F卡口的精神的确可嘉,但也给自己背上了沉重的历史包袱。纵观135单反相机的技术发展,全开光圈TTL测光、自动光圈控制、自动对焦、电磁光圈等新技术大潮冲击到尼康F卡口时,尼康公司的研发人员会通过在机身卡口上“小修小补”,甚至是一些比较曲线的方式实现该功能,追求新老机型和镜头最大的兼容性。

目前尼康F卡口系统正在朝向全电子化发展,镜头内置对焦驱动系统已经普及后,未来推出的新镜很可能都将会配备电磁光圈。卡口和镜头间将不会有任何机械传输,仅有电子信号交流。不过在小编看来,能够影响到未来F卡口的发展前景,恰恰是自家的新晋Z卡口系统。未来可能尼康会减少F卡口系统的比重,新机身、新镜头的推出速度放缓,而Z卡口系统微单机身和原生镜头的速度和质量都会提升。

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