堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

2019-11-16 10:47:32 24点赞 33收藏 10评论

在之前的文章里我曾简单提到过:堆料会是未来大光圈镜头最重要的大方向之一,其背后原因在于大光圈设计虽然即便不需要堆料就能完成,但像差会得不到有效控制,在高分辨率时代将会成为明显的累赘,而光学材料的进步是缓慢的,不过无反结构给予了更充裕的镜头后部设计空间,所以在这种大背景下,堆料就成了专业化大光圈无反镜头的主攻方向,佳能RF50、85、28-70,尼康Noct 58都是很典型的案例,而且很显然,堆料的效果与材料+设计+加工成本(反馈到终端就是价格)存在一定的线性关系,并不是堆得多、看起来很猛就一定等同于效果好,来看一个反面例子:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

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适马无反卡口35mm F1.2,这是一个CNS各家原厂(其实适马现在也能算原厂了)都没有的规格,得益于无反短镜后距的先天优势,结构可以说是复杂得很任性,足有17片镜片。而这种“突破常规”也是适马最近这些年来被称为“黑科技”的主要原因之一,奥林巴斯那几个极为复杂的F1.2镜头的设计也是由适马一手操办。

而且适马镜头价格一直相对比较便宜,对预算相对吃紧的用户(大多数人应该都可以归类于此)很有吸引力。从最终的使用效果来看,这个35mm F1.2是索尼FE唯一的超大光圈人文选择,索尼自己也只有F1.8版,而且各方面都比此前单反卡口的35mm F1.4 ART要强一些,卡位卡得很好。

但从设计来说,这个堆料真的够香了?那可未必,还是先看样张吧,均为F1.2全开(你问为什么要全开?买F1.2不就为了全开?全开也更能反映其光学设计素质):

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

Emmmmm……来,再放大看看:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

你没看错,这就是在大量堆料后适马35mm F1.2的色差表现:存在非常明显的轴向色差,当焦外存在较多大高反差边缘时,F1.2几乎是完全不可用的状态,仿佛基本没有做轴向色差校正一般……当然,这种情况实际拍摄时并不多见。但问题在于,如此严重的轴向色差即便在无法直观观察的条件下,依然会地导致光圈全开和缩小(保证相同ISO和相同总通光量)的发色出现偏差:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

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大家能分清谁是谁么?应该很明显才对。除此之外,作为F1.2级别的镜头,从它的虚化光斑也能看出很多问题:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

这是对焦到最近处时的背景光斑(注意这是中心部分100%放大,不包含边缘区域),可以看到呈绿色亮环的形态,这是球差过校正和轴向色差的共同作用。同时光斑内部存在非常明显的洋葱圈,导致这一现象的原因则是非球面镜片所产生的光程差(波前差),换言之,适马35mm F1.2的6个非球面(3片均为双面非球面设计)面型精度不足,有可能是模压材料,从而产生了这种并不漂亮的光斑形态,并且这3片非球面对球差的控制也没有达到理想状态,全开即便中心部分依然显得略显松软,如同蒙上一层薄雾一般,其实往上数第二张也能看出来:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

所以,它的全开数毛效果不及其他堆料型选手来得震撼。而且存在明显的波前差则必然导致波色差,这也是适马35mm F1.2色差控制相对较弱的原因之一,这种球差表现同样意味着,它的焦外素质不会特别出色:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

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35mm焦距除非是物距相当近,或背景相当远,否则其实并不会有特别浅的景深,这意味着日常拍摄时弥散圆直径并不会特别大,因此虚化光斑很容易看出问题,而且全开光圈时边缘区域存在一定幅度的像散和彗差(虽然比35mm F1.4 ART要好不少):

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

这同样也会影响虚化效果,并且适马35mm F1.2的口径蚀很明显,又进一步造成负面影响:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

所以,适马35mm F1.2虽然采用了相当生猛的结构设计,体型也轻松突破了1kg大关,但它各个像差子项的表现让人失望,只能说价格的相对便宜也意味着性能的相对打折,只是确实把索尼GM镜头定价较高的策略空档踩得很准……

接下来简单分析一下结构:

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

虽然可能不太容易看出来,但这其实是一个反望远结构,前3片组成的第一组是一个负组,第二、三、四均为正组,最后一组为负组。整个设计非常细长,但也相当紧凑,上来第一片就是FCD1并紧跟一个几乎是贴合的火石正镜+冕牌负镜(同时是非球面)组合,在光线高度最大的位置做这个设计意在校正像差。

但反望远再加上大光圈设计的最大问题在于,收束如果太缓慢,不仅体积变大,而且像差特别是色差也会跟着变大,所以35mm F1.2第二组就一上来采用了高折射高厚度的负组胶合,这也是大光圈镜头的常用思路,与此承接的是一个相对低折射低厚度正组胶合和具备相当高折射率的最后一片,它们共同承担了转折光路的重任,而且与第三组形成了一个对称型关系,结合第三组的非球面和特殊镜片胶合组来对倍率像差进行校正,但这也意味着轴向像差的进一步增大。

第四组主要工作就是光束整形,其实这一组光焦度也不小,最后一组负镜的作用是减小场曲总体来说,这个设计结构比较吃紧,材料选型难度也比较大,并包含大量高折射、低异常分散性的材料,比如镧系材料,导致二次光谱基本是放飞自我的意思,作为价格并不算便宜的大光圈镜头,效果不尽人意,三片ED基本等于白费,3片非球面的作用也几乎是事倍功半,唯一的优势就是F1.2先天自带的高速度。

而且仔细看,它的第4、6、11、12和17片都有中心厚度过薄的问题,在冷加工应力释放时很容易出现面型变化,而且它们还全都是胶合组,更进一步降低良品率,增大成本……所以适马这颗35mm F1.2最大的问题就是:即便不使用这些高成本的材料,也同样可以做到并不比现有方案差多少的规格,1分钱1分货变1毛钱成2分货的水平……不挑剔地来说适马35mm F1.2是一颗还不错的镜头,性能比自家F1.4版要更强(但如果以F1.4做原生无反镜头,在价格更低的前提下性能绝不会比F1.2弱),但把本来简单的事情搞得很复杂,收效却没有像同为堆料进化的EF50mm F1.2到RF50mm F1.2那么明显,有点力不从心的感觉。

堆料≠黑科技,聊聊豪华规格下的镜头设计问题

可以说新时代的无反镜头,堆料的有很多,而且未来只会更多,曾经靠这些别人不做的“黑科技”来占坑的适马在这个大背景下就显得有些不伦不类了,打价格差的策略导致的成本限制(虽然其实也浪费了很多)使得它缺乏关键性的创新设计,无反时代CNS三巨头要么自家的镜头群已经羽翼丰满,适马依然只能查漏补缺。要么原厂正在自品牌扩充当中,布局完成前几乎不会给副厂什么机会(毕竟还要让自家单反卡口镜头转接过渡),再加上佳能尼康都有下猛料的意思,最典型的莫过尼康58mm F0.95,但从F1.2提升到F0.95还要保持近似像差的难度和成本,要远大于从F1.4提升到F1.2,尤其是两者焦距还差了接近1倍的情况下……所以,适马联合松下徕卡做L卡口,并在这个节骨眼上推出FP,战略布局的意图也是很明确了,但想在这片红到发紫的红海自立门户,以目前的表现,我看没戏……

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