单反“药丸”？看看未来可能会发布的新镜头设计……

随着单反巨头佳能尼康纷纷正式入坑全画幅无反市场，行业中就一直有一个“单反时代终焉”的声音，关于这个话题的争论也是屡见不鲜，事实上单反是不是药丸更主要还取决于厂商的态度，当然，表面上看各家当前的重心都是无反，佳能甚至宣布2019年不会推出新的EF卡口镜头，但产品规划往往至少是站在3~5年高度上去衡量的，想了解各大品牌的新镜头规划，通过近期公开的专利是比较有价值的途径，那么今天就来看看佳能、尼康等大佬的未来镜头规划有怎样的倾向性吧。

首先可以确定的是，对于单反镜头，佳能比尼康的专利储备积极性更高，近期新发布的好几个专利都是针对单反结构而来，需要注意的是：后截距较长的镜头不是不能改短，但细节上，尤其是后组需要比较大的变化，目前比较好的例子就是佳能的24-105mm F4，RF版和EF版主要的区别就是后组，而且需要改变具体的玻璃组合，所以并不是有了单反设计就能直接套到无反上。

一个个来说说吧，首先是新35mm F1.4、85mm F1.2和28mm F2.8，这仨之所以摆一起说是因为佳能将“变迹滤镜”功能加入到了这三颗新镜头专利里。但传统的变迹滤镜是一个独立的光学镜组，由低透光率材料加工为凹透镜后与普通凸透镜胶合形成，而佳能提出的新方案是一个蒸镀到非球表面的镀膜层（其实这也是变迹功能的理想实现方式），简化了设计。

变迹的设计目的是提升虚化效果，那么它是怎样实现提升的？从原理来说，正常状态下的系统光瞳位置是均匀照明的，但因为是对有限宽光束成像，受孔径衍射后的点光源会形成中心亮且带环状光圈（旁瓣）的艾里斑，而在这种点光源的具体分布形态也就直接决定了虚化的目视效果。从光学设计来看这与球差校正有直接的关系，但即便是完美校正，衍射影响下的虚化也并不能达到主观上的舒适效果。

上图为常规镜头示例，可以看到入瞳光线是均匀的，在焦点前后的点光源分布存在不一致现象。

而上图是加入变迹功能后，可见光瞳位置照明设计为非均匀照明，比如是正态分布，这样一来艾里斑旁瓣亮度明显降低，点光源目视效果就变成了极其接近正态分布的形态，换句话说就是把球差带来的光斑边缘锐利/过模糊问题给抹除掉，直接成为一个舒适的“中心亮，边缘平缓变暗”的近理想状态，而且前景背景都可受益，不会像DC镜头那样柔化了背景就顺带柔化了焦内，锐化成像又造成背景虚化变成甜甜圈。

采用变迹滤镜的代表镜头有美能达STF 135mm F2.8 [T4.5]、富士56mm F1.2 APD、索尼100mm F2.8 STM GM OSS，美能达的标注方式最完全，因为变迹滤镜本质上是一个从中心到边缘逐级减光的“渐变滤镜”（如上对比图），所以它会影响最终抵达传感器的通光量，也就是括号里的T值，它决定了快门速度，而F值则决定了景深，后面两款虽然没有提供相应的T值，但对快门的影响依然是存在的。

变迹效果可以通过景深包围的拍摄技巧来模拟，比如一颗F1.8的镜头，在固定机位的情况下拍摄多张连续光圈档位的照片，比如F1.8、F2、F2.2、F2.8、F3.5、F4、F5、F5.6，再到PS里堆栈合成就能获得类似效果，实际上它也就是将不同光圈衍射形成的点光源“堆砌”成近似正态分布效果，光斑对比可见下图：

上图是单次曝光的光斑成像，下图是以1/3档逐级下调堆栈6次的光斑成像，不难看出边缘过渡明显柔和了许多：

在攻克镀膜工艺后，佳能得这3颗镜头，尤其是35mm F1.4和85mm F1.2理论上都会有相当不错的虚化表现，其中RF 85mm F1.2 DS采用的应该就是这项专利提到的技术，简单来说，吸光镀膜的厚度t、吸光系数k(λ)，光波长λ决定了最终透光率T(λ)为：

很显然，镀膜厚度和吸光系数越大透过率就越低，反之亦然，所以只要控制好这两个参数就能实现设计目的，基本上遵循光轴位置镀膜厚度几乎为0，边缘逐渐变厚的设计思路，这对镀膜技术确实有非常高的要求。除此之外佳能的新设计还有一些比较新的地方，比如28mm F2.8采用的是双变迹设计，单变迹很多时候并不足以很好地解决背景点光源边缘偏硬的问题，特别是离轴区域，很容易存在单边过硬的现象，在富士56mm F1.2 APD上就能看出来：

虽然有一定的柔化，但幅度并不算特别大，所以在光圈前后各设计一个变迹镀膜镜片，理论上可以起到更好的效果：

除此之外85mm F1.2的变迹镀膜没有像传统设计那样放在光圈后面，而是做到了第2片，也就是整个系统的第3面，这也是镀膜型设计更方便设计的一种新表现。

这三颗镜头专利里28mm F2.8和35mm F1.4实际上都是直接套用了现有的EF 28mm f/2.8 IS USM和EF 35mm f/1.4L II USM，也就是说这俩纯粹是为了呈现变迹镀膜技术，而85mm F1.2则是新设计：

不过也不难发现在现有的两颗EF 85mm大光圈镜头中，它的结构更接近老款85mm F1.2，用料方式也比较接近，第二片M-FCD1比较特别，部分分散比和异常分散性都比较高，虽然其他玻璃相对普通，但整体素质相较EF 85mm F1.2系列还是明显更高，所以这颗镜头的理论性能很强，顺带体现了这么多年来玻璃材料的进步：

可以看到球差和色差控制得很不错，虽然有一定的像散，但考虑到这是一颗F1.2的人像镜头，像散发生位置基本都在焦外，影响不大。理论上这颗镜头不会沿用EF 85mm F1.2系列的电动变焦马达设计，不过依然要推动足足9片镜片来进行对焦，速度可能还是会相对较慢。

除了变迹镀膜镜头之外，佳能还发布了一颗10mm F2.8的单反超广角镜头专利，不过它其实是隐藏在EF 11-24mm F4镜头专利之中的，严格来说是EF 11-24mm F4的设计变种，这个设计比较大的意义是实现单反结构的超广角镜头设计，此前有讲过，因为需要预留充足的后截距以避开反光镜箱，所以单反的超广角都需要非常大幅度的反望远设计来把出瞳朝前推，这也是为什么一些经典超广角设计（比如Hologon、Biogon等）无法直接在单反上使用的原因之一。

如果考虑外挂的话，蔡司曾经给做过单反用Biogon 21mm F4.5，尼康也做过Nikkor-O 2.1cm F4（如上图），但它们都是旁轴改款，使用时必须弹起并锁定反光板，然后用外置取景器取景拍摄，而佳能的这个“新”专利以及11-24mm F4的出现也解答了一个问题：长法兰距/后截距不是不能做超广角，只是做起来有点贵而已。

因为是定焦设计，所以后者的设计尺寸明显更小，相比起11-24mm F4那浮夸的84mm口径第一片玻璃，10mm F2.8只需要59mm，整个镜组的玻璃用料十分接近，比如两块部分分散比较高的UD镜片，而且结构相似度很高（毕竟是变种）。量产后前组直径应该可以控制到85mm以内，不过因为是灯泡前组所以滤镜就别想了，长度控制在100mm以内问题不大，体重理论上也可以下降到800g以内，总体来说比较接近现有的EF 14mm f/2.8L II USM，成像素质在这个级别来说还算不错（严格来说有一定的色球差，边缘存在场曲且色差有点放飞自我，但考虑到几乎没有对手，所以也就算是鸡蛋里挑骨头了）：

不过，从这些已有的单反镜头专利来看，实际量产的几率我认为都不大，变迹镀膜有很大几率会用在新RF镜头上，超广角定焦做在无反端也可以更简单一些。关于无反与单反的关系，我认为无反是单反的形态进化，电子化更主要是为了突破机械的瓶颈，视频功能渐成主要卖点后反光镜结构也成了累赘，但当达到较高性能时，无反系统并不会比单反轻便小巧（同理，若是为实现轻便，单反也可以做到不输无反的小巧），甚至在法兰距限制更小的情况下还会出现更多的超规格大尺寸镜头，所以它依然会是那个“笨重的专业相机”，唯一的阵痛就是更换卡口带来的烦恼，虽然在过渡时期可以通过转接来解决，但随着同规格甚至更高规格原生无反卡口镜头出现，单反被逐步替代是板上钉钉的事情。

可能有人会说体育机单反还无法被无反替代，昨天我的A9也升级了最新固件5.00，对焦性能有了肉眼可见的提升，从这几个小时与1DX2的对比来看，答案或许没有这么想当然，回头我会抽空对这两大速度机做对焦PK测试，就请大家随便期待一下吧……