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來(lái)源：光行天下

今天的鏡頭設(shè)計(jì)(或者像光學(xué)設(shè)計(jì)者稱(chēng)之為光路設(shè)計(jì))似乎是小菜一碟：在鏡頭的資料庫(kù)中有成千上萬(wàn)的設(shè)計(jì)專(zhuān)利的展示，并且有許多是公開(kāi)發(fā)表的。你似乎可以從大致的設(shè)計(jì)構(gòu)思著手，然后利用高速的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為你的設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到你實(shí)際想要達(dá)到的目標(biāo)。

但問(wèn)題是，計(jì)算機(jī)能夠生成一個(gè)優(yōu)秀的鏡頭設(shè)計(jì)嗎？當(dāng)然是不可能的。真正的設(shè)計(jì)其實(shí)是源自于人的大腦，就如導(dǎo)航儀器只能在你給它指定明確的目標(biāo)之后才可以幫助你找到正確的航線(xiàn)一樣。商業(yè)鏡頭設(shè)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)然可以為你優(yōu)化鏡頭設(shè)計(jì)，但如果設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)本身是不足的，那么你是很難更正它的。

在光學(xué)設(shè)計(jì)部門(mén)中目前大量使用了計(jì)算機(jī)，但它也毫不例外地表明了計(jì)算機(jī)及其計(jì)算機(jī)程序本身是無(wú)法給你找到全部答案的。

鏡頭設(shè)計(jì)是極具創(chuàng)造力的工作，它必須基于經(jīng)驗(yàn)和敏銳的洞察力來(lái)了解各種各樣光學(xué)像差的特性。

首先讓我們來(lái)看一些鏡頭設(shè)計(jì)的基本原理。

任何鏡頭，不管是新的還是老的，都可以用“鏡頭描述”這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)區(qū)分鏡片的數(shù)量、玻璃的種類(lèi)、鏡片的曲面半徑、鏡片的厚度、鏡片與鏡片之間的距離、以及每個(gè)鏡片的直徑等等。這些都是用來(lái)全面描述一個(gè)鏡頭的參數(shù)。當(dāng)發(fā)自于某個(gè)物體的光線(xiàn)穿過(guò)玻璃表面時(shí)，該束光線(xiàn)會(huì)被折射，就如我們?cè)谥袑W(xué)物理課本中學(xué)到的物理知識(shí)所描述的那樣。

光線(xiàn)折射量取決于玻璃的折射率。如果鏡頭設(shè)計(jì)者能知道光線(xiàn)射入鏡頭前鏡片時(shí)的確切入射位置以及入射角度，他就可以通過(guò)光線(xiàn)理論系統(tǒng)精確地追蹤光路。角度和距離可以通過(guò)三角函數(shù)的正弦和余弦算出來(lái)。因此通過(guò)簡(jiǎn)單的平面幾何，光線(xiàn)途經(jīng)的線(xiàn)路就可以被追蹤到。我們知道任何一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出的能量都是散射的，并無(wú)任何方向行可言。只有部分能量通過(guò)鏡頭，而且設(shè)計(jì)者也假設(shè)通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)來(lái)計(jì)算通過(guò)鏡頭的能量(那些被視為一系列的各自獨(dú)立的光線(xiàn))可以追蹤那些光線(xiàn)的路徑。

鏡頭設(shè)計(jì)者首先從光軸上的某點(diǎn)開(kāi)始追蹤少量的光線(xiàn)。這里所假設(shè)的是每個(gè)物象點(diǎn)都會(huì)在膠片平面上形成于之相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所以發(fā)自物體的光線(xiàn)都將被轉(zhuǎn)化為這樣的成相點(diǎn)，并且具有同樣的相對(duì)位置。這就是高斯成相(Gaussian Fiction)。對(duì)應(yīng)那些靠近光軸的點(diǎn)，設(shè)計(jì)者可以有理由相信高斯成象是相當(dāng)精確的，這就是平行光軸光學(xué)(Paraxial Optics) 。盡管計(jì)算公式相當(dāng)簡(jiǎn)單(至少對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō))，但要求對(duì)于這些數(shù)字的計(jì)算精確到小數(shù)點(diǎn)后5~8位。

在機(jī)械和電子計(jì)算機(jī)到來(lái)之前，計(jì)算這些數(shù)值的唯一方法是借助于對(duì)數(shù)表。在30年代，每天只能達(dá)到50個(gè)這樣的計(jì)算量。因?yàn)楹苋菀壮鲥e(cuò)，每個(gè)數(shù)字都得核對(duì)2次才行，比如說(shuō)，不要把“7” 看成“9” ，而且還有保證手寫(xiě)的字體要工整，容易辨認(rèn)。我曾經(jīng)有機(jī)會(huì)看到Leitz早期在Solms的設(shè)計(jì)成果，那些長(zhǎng)串的數(shù)字，為了易于識(shí)別和拷貝而認(rèn)真書(shū)寫(xiě)的字體，都表明了當(dāng)時(shí)的工作是何等的辛勞。例如，對(duì)于一個(gè)有6片鏡片的鏡頭設(shè)計(jì)，每個(gè)鏡片的表面需要計(jì)算200條光路，整個(gè)鏡頭的計(jì)算量到達(dá)了3000條光路，需要3個(gè)月才能完成全部計(jì)算。很令人吃驚的是當(dāng)時(shí)Leitz的工作和組織方式(直到最近Leitz才第一次透露)。

鏡頭設(shè)計(jì)者對(duì)他的設(shè)計(jì)所傾注的浪漫構(gòu)思理所當(dāng)然的是個(gè)迷。在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)主管負(fù)責(zé)一組工作者，其中大部份是女性，她們負(fù)責(zé)大量的計(jì)算工作中非常重要的一部分。設(shè)計(jì)主管指導(dǎo)整個(gè)設(shè)計(jì)，他從手下了解的大量光學(xué)計(jì)算式中獲取結(jié)果，從中決定究竟是繼續(xù)原設(shè)計(jì)還是對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于任何重要的攝影光學(xué)而言，平行光軸光學(xué)的計(jì)算是沒(méi)有太大用處的。

對(duì)于大口徑鏡頭的設(shè)計(jì)而言，由于光線(xiàn)的進(jìn)入量大，因此考慮斜向進(jìn)入鏡頭的光線(xiàn)就非常重要，考慮平行進(jìn)入的光線(xiàn)對(duì)于中央?yún)^(qū)域的成象很重要，但對(duì)于遠(yuǎn)離象場(chǎng)中央?yún)^(qū)域的成象則不具有多大的意義。斜向進(jìn)入鏡頭的光線(xiàn)可以分為兩部分：垂直的和水平的。經(jīng)過(guò)垂直面的稱(chēng)為切線(xiàn)光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)水平面的稱(chēng)為徑向光線(xiàn)。這部分的光路則需要特殊的公式來(lái)計(jì)算了。但這些公式極為復(fù)雜和繁瑣，手工計(jì)算幾乎是不可能的。即使對(duì)于現(xiàn)代的電子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)也不是一件容易的事。

因此在現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)者都力圖避免那些計(jì)算(徑向光線(xiàn))，或者只進(jìn)行近似計(jì)算，Leitz和Zeiss都是這樣做的。最終的計(jì)算毫無(wú)例外的都是折衷的結(jié)果，即有已知因素，也有未知因素。

像差

我們都知道光線(xiàn)是由不同波長(zhǎng)的有顏色光波組成的，而且當(dāng)光線(xiàn)進(jìn)入鏡頭時(shí)不同波長(zhǎng)的光波具有其獨(dú)特的光學(xué)路徑，我們已經(jīng)知道理想的光線(xiàn)不可避免的被鏡片所干擾而產(chǎn)生像差。鏡頭設(shè)計(jì)的第一要素就是對(duì)這些像差進(jìn)行了解和控制。通過(guò)三角幾何函數(shù)可以計(jì)算出校正的光線(xiàn)路徑和現(xiàn)實(shí)的偏移量，這兩者之差被稱(chēng)為光線(xiàn)路徑差，使用來(lái)控制像差的依據(jù)。典型的像差有球面像差，暈光和失光。在30年代，盡管對(duì)像差進(jìn)行了量化，卻始終成為鏡頭設(shè)計(jì)的困擾因素。

像差的方程式是個(gè)多元方程式，每個(gè)元素代表一項(xiàng)已知的像差，它的系數(shù)代表它的重要性程度和它在影響成象質(zhì)量下降方面的大小。所有像差之和可以歸納為：像差= aSA+bC+cA(SA：球面像差；C=Coma，暈光；A=Astigmatism，失光；a，b，c：加權(quán)值)。

過(guò)去，由于對(duì)像差的了解需要大量的計(jì)算，光學(xué)設(shè)計(jì)者對(duì)像差的理解僅僅局限于某些理論知識(shí)上，而現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用非常有限。因此對(duì)于特殊光路的校正方面的知識(shí)是不完善的。于是我們就毫不奇怪對(duì)于Zeiss的Sonnar和Leitz的Summar孰好孰差的爭(zhēng)論會(huì)從那時(shí)一直延續(xù)到現(xiàn)在。設(shè)計(jì)者只有從設(shè)計(jì)草圖著手才能知道該如何大概校正鏡頭設(shè)計(jì)。

對(duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)如果想對(duì)像差進(jìn)行校正，就必須能夠知道特定像差對(duì)于成象會(huì)造成什么影響。球面像差會(huì)影響象場(chǎng)中央部分的成象，象面彎曲的程度說(shuō)明了角部的校正情況，諸如此類(lèi)。然而這仍然是簡(jiǎn)單的說(shuō)法。所以的像差都會(huì)對(duì)整個(gè)畫(huà)面產(chǎn)生影響，像差只有一種效果：發(fā)自物體某點(diǎn)的光線(xiàn)的能量不能夠完全聚集于其對(duì)應(yīng)的成象點(diǎn)上，而是形成一個(gè)模糊圈，并且模糊圈之內(nèi)光線(xiàn)的分布也不是均衡的，而是毫無(wú)規(guī)律可言。事實(shí)上，模糊圈也不是個(gè)完美的圓圈，而是不規(guī)則的形狀，它的形狀，光線(xiàn)在其中的分布以及模糊圈在成象面上的確切位置都是所以像差共同作用的結(jié)果。

像差是多種多樣，為方便起見(jiàn)我們可將之歸為三大類(lèi)：3級(jí)像差，5級(jí)像差，7級(jí)像差，“3”、“5”、“7”代表上面各種像差在方程式的指數(shù)。為我們所熟知的是3級(jí)像差，也被稱(chēng)為賽德?tīng)?Seidel)像差，它的名字源自于第一個(gè)對(duì)其用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行全面描述的人?！暗?級(jí)”這樣的命名確實(shí)容易令人迷惑：3級(jí)像差是所以像差中最重要的，從這方面而言它是第一級(jí)的。就目前而言，要想把所以的3類(lèi)等像差控制在滿(mǎn)意的程度是非常困難的，問(wèn)題的關(guān)鍵是：當(dāng)你把所有的3級(jí)像差都控制好了之后，你將會(huì)碰到來(lái)自5級(jí)像差的干擾。和3級(jí)像差相比，它們更加多變和難以控制。其結(jié)果就是一旦3級(jí)像差得到了很好的控制而使得成象的模糊圈變的很小了之后，新的像差又產(chǎn)生了，而且這些新的像差對(duì)畫(huà)面的影響會(huì)使你更為沮喪。像差造成的結(jié)果通常都是一樣的：降低反差，使整個(gè)畫(huà)面變的模糊。像差對(duì)成象的影響是致命的，這也是為什么MTF成為現(xiàn)代鏡頭設(shè)計(jì)的強(qiáng)大工具之一。MTF可以告訴你你的鏡頭設(shè)計(jì)需要在什么地方加以改進(jìn)。

現(xiàn)在我們應(yīng)該理解為什么老的鏡頭設(shè)計(jì)就是那么回事了。首先是對(duì)于高等級(jí)像差在理論知識(shí)方面就欠缺，要想很好的校正賽德?tīng)?Seidel)像差，設(shè)計(jì)者將不得不面對(duì)巨大的計(jì)算工作。因此設(shè)計(jì)者通常是從創(chuàng)造靈感或者先前的著名著手，勾勒出大致的光路草圖。如果草圖看上去是很有前途的就繼續(xù)設(shè)計(jì)。為了在合理的時(shí)間和預(yù)算內(nèi)達(dá)到結(jié)果(那時(shí)候的資金是很有限的)，設(shè)計(jì)者省略一部分光學(xué)計(jì)算，當(dāng)準(zhǔn)確計(jì)算不可能的時(shí)候就利用近似法，并且使用那些已經(jīng)準(zhǔn)確掌握其特性的光學(xué)玻璃。

當(dāng)然了，賽德?tīng)?Seidel)像差是不可能完全被校正的，設(shè)計(jì)者將不得不尋求校正的平衡，或者盡量減少它們的影響。但即使是這種平衡本身的效果也是有限的。以雙高斯結(jié)構(gòu)為例，該設(shè)計(jì)本身就具有一定量的斜向球面像差(OLA=Oblique Spherical Aberration)，但另一方面，這種結(jié)構(gòu)能很好的校正象散。斜向球面像差在徑向上的表現(xiàn)比切線(xiàn)上要厲害的多。為了平衡徑向的球面像差我們就需要接受一定量的3級(jí)像差以使LOA在徑向上和切線(xiàn)上基本接近，但隨之則產(chǎn)生了一定程度的暗角現(xiàn)象(Vignetting)！是的，非常有趣的現(xiàn)象。實(shí)際上，許多設(shè)計(jì)(包括新的和老的設(shè)計(jì))都把暗角來(lái)作為一種設(shè)計(jì)工具。業(yè)余的鏡頭測(cè)試報(bào)告經(jīng)常來(lái)批判某些鏡頭的暗角現(xiàn)象，殊不知一定程度的暗角是可以提高成象質(zhì)量的。

最顯著的例子就是Leitz的Noctilux f/1.2，該鏡頭的暗角要比Cannon 50/1.2要來(lái)的嚴(yán)重，然而在它全開(kāi)光圈時(shí)的畫(huà)面質(zhì)量卻比Cannon要好的多。因此老一輩鏡頭設(shè)計(jì)的天才們(Berek，Bertele)走了兩條路：第一，要首先創(chuàng)造一個(gè)本身就很少有像差的基本設(shè)計(jì)而且這個(gè)設(shè)計(jì)可以被加以校正。Tessa就是這樣的例子，設(shè)計(jì)者在同時(shí)也不得不考慮其它的諸多變量，這是成功設(shè)計(jì)的第一步。

下一步，也是更為重要的一步，就是要使你的設(shè)計(jì)具有足夠的生產(chǎn)加工的寬容度 (Sufficient Production Tolerances) 。老的設(shè)計(jì)如Hektor 2.5/50就是因?yàn)樯a(chǎn)加工的寬容度太小而導(dǎo)致成本太高。

使用者不得不測(cè)試幾種不同的版本以得到滿(mǎn)意的鏡頭。這也就不難理解嚴(yán)肅的攝影師為何會(huì)選用不同的鏡頭測(cè)試使用直到滿(mǎn)意為止了。設(shè)計(jì)中為了平衡不同的像差而不得不保留一定量的殘余像差。并不是每個(gè)設(shè)計(jì)者都能夠成功或具有創(chuàng)意地找到手頭最好的解決辦法的。因此從30年代到60年代，關(guān)于Leitz和Zeiss的那些著名的鏡頭(真的也好，想象的也好)的味道和特點(diǎn)的爭(zhēng)論就一直激烈不休。直到今天，光學(xué)設(shè)計(jì)和計(jì)算和使用者的期望值還不是在同一水平線(xiàn)上。

計(jì)算機(jī)

從計(jì)算機(jī)于50年代開(kāi)始介入鏡頭設(shè)計(jì)(Leitz是最先于鏡頭設(shè)計(jì)中使用計(jì)算機(jī)的，該機(jī)器的名字為Zuse，德國(guó)造)以來(lái)，很少有什么改變。你可以計(jì)算的更快，并且進(jìn)行更為復(fù)雜的歪曲光線(xiàn)的方程計(jì)算。

但是，設(shè)計(jì)所缺乏的是對(duì)于各種像差本身深入的了解。射入鏡頭的所能夠被算出的和需要計(jì)算的光線(xiàn)數(shù)量程幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。鏡片的數(shù)量(以前設(shè)計(jì)的限制因素：越多的鏡片數(shù)量，則意味著越多的計(jì)算量和變量)增加了，更多的鏡片給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了更大的自由度。由于有更多的鏡片表面來(lái)處理設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者就可以在更大的程度上控制像差。更多的鏡片也意味著更高的造價(jià)，也更加趨于更小的生產(chǎn)寬容度。新型的Leica Apo-Tele 3.4/135具有5片鏡片，該鏡頭具有真正的APO校正能力，但它對(duì)于光線(xiàn)的折射不是無(wú)限的。更多的鏡片要求在這方面做的更好，但隨之而來(lái)的是優(yōu)質(zhì)的成象質(zhì)量將會(huì)更加難以保證，并且生產(chǎn)的寬容度也更加嚴(yán)格。

借助于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大能力和對(duì)光學(xué)理論的進(jìn)一步研究，今天對(duì)5級(jí)賽德?tīng)?Seidel)像差的了解已經(jīng)擴(kuò)展到包含有60多種各種各樣的像差。設(shè)計(jì)者是不可能隨心所欲地來(lái)操縱鏡頭的諸多變量的。前組鏡片的直徑，重量，鏡頭卡口的直徑，光圈的位置等等通常都是固定而不能改變的。

這些限制可以影響到對(duì)許多像差的校正?，F(xiàn)在對(duì)新鏡頭的設(shè)計(jì)要求也越來(lái)越高。新的SummiluxR1.4/50要求到達(dá)2個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)：收縮光圈后象質(zhì)的顯著提高和全開(kāi)光圈時(shí)整個(gè)畫(huà)面要達(dá)到非常好的象質(zhì)。這兩項(xiàng)要求都是它們的前代們所未能達(dá)到的。

現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)可以做到每秒鐘追蹤計(jì)算200,000條光線(xiàn)，各種參數(shù)的數(shù)量也在增加，對(duì)于一個(gè)6片鏡片的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)需要進(jìn)行許多年的計(jì)算才能找到全部可能的結(jié)果，而所需的時(shí)間是天文數(shù)字--以1開(kāi)頭后面有99個(gè)0。

計(jì)算機(jī)對(duì)于今天鏡頭設(shè)計(jì)的重要性在于它是設(shè)計(jì)的優(yōu)化工具而不是設(shè)計(jì)工具。

還記得像差的方程式吧？我們直到成象時(shí)實(shí)際形成的是個(gè)擴(kuò)散的區(qū)域，我們可以確定每條偏移的光線(xiàn)并計(jì)算出成象的模糊圈。理解狀態(tài)的模糊圈應(yīng)該是非常小的，所有的光線(xiàn)和顏色都應(yīng)當(dāng)和結(jié)實(shí)地聚集在一起，我們可以讓計(jì)算機(jī)來(lái)完成這項(xiàng)工作(如計(jì)算曲率，鏡片所需的厚度以及鏡片之間的距離)從而得出盡可能小的模糊圈范圍，而且用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)工作也相對(duì)省時(shí)省力。然后由設(shè)計(jì)者來(lái)進(jìn)行優(yōu)化選擇。這是計(jì)算機(jī)最重要的運(yùn) 用。大多數(shù)光學(xué)設(shè)計(jì)程序其實(shí)更應(yīng)該被稱(chēng)為優(yōu)化程序，由設(shè)計(jì)者來(lái)決定哪些應(yīng)當(dāng)優(yōu)化并且優(yōu)化到何種程度。所得到的結(jié)果被稱(chēng)之為優(yōu)化(Merit Function)。優(yōu)化選擇可以有成千上萬(wàn)種，我們可以用圖將它們?cè)谌S空間表示--想象一下你坐在直升飛機(jī)上觀(guān)賞某地的地形，你將會(huì)看到平地，山脈和峽谷。

某些地方高一些，某些地方低一些，理論上的優(yōu)化方程就類(lèi)似于那樣的地形。一個(gè)優(yōu)化值(Merit Value)實(shí)際上是景觀(guān)中的最低的一點(diǎn)，或者說(shuō)是峽谷底。讓你的計(jì)算機(jī)來(lái)考察該地區(qū)直到找到峽谷為止。一旦計(jì)算機(jī)找到了某個(gè)峽谷點(diǎn)就會(huì)停止尋找，你可以要求它繼續(xù)尋找下一個(gè)峽谷底點(diǎn)。

如果你對(duì)該地區(qū)地形不熟悉(你不知道優(yōu)化點(diǎn)，否則的話(huà)你可以直接得到優(yōu)化點(diǎn)而不需要計(jì)算機(jī)幫你尋找了)，即使你已經(jīng)找到最優(yōu)化點(diǎn)了你也可能一無(wú)所知那個(gè)就是最優(yōu)化點(diǎn)。

一個(gè)人所共知道現(xiàn)象是現(xiàn)在許多來(lái)自不同廠(chǎng)家的鏡頭的表現(xiàn)都很好并且極為接近，這都?xì)w功于大家利用計(jì)算機(jī)尋找優(yōu)化點(diǎn)的結(jié)果。所有計(jì)算機(jī)都在尋找同樣的點(diǎn)并最終將會(huì)找到一個(gè)。帶有粗暴傾向的策略出現(xiàn)了：如果你所需的最佳值沒(méi)有找到，你可以增加鏡片數(shù)量以達(dá)到漂亮的MTF圖。你不可能永無(wú)止境地尋找最優(yōu)化點(diǎn)，那將需要上千年的時(shí)間用來(lái)計(jì)算。于是當(dāng)預(yù)算到頭的時(shí)候你不得不停止，停留在原來(lái)的設(shè)計(jì)上。如果一個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)是非常好的設(shè)計(jì)，那么該設(shè)計(jì)最終得到的MTF圖是非常漂亮的。但反過(guò)來(lái)卻不是這樣的。一張好的MTF圖絕不等同于一個(gè)好的設(shè)計(jì)。

因此我們知道了Leica的設(shè)計(jì)策略：你需要通過(guò)研究光學(xué)設(shè)計(jì)的根源來(lái)掌握設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。一旦你知道一個(gè)設(shè)計(jì)是否具有潛力，你就可以明智的指導(dǎo)計(jì)算機(jī)去優(yōu)化圖的特定區(qū)域?qū)ふ覂?yōu)化點(diǎn)，并且在你找到你所需要的理想值的時(shí)候適當(dāng)?shù)耐Ｏ聛?lái)。

Leica鏡頭的演變

知道了這些鏡頭設(shè)計(jì)大致的背景知識(shí)我們可以理解為什么現(xiàn)代Leica鏡頭得到了提高并且是在哪些方面得到了提高。從開(kāi)始直到60年代，早期的Leitz鏡頭實(shí)際上都是基于對(duì)高等級(jí)像差和玻璃參數(shù)的不完全理解利用手工進(jìn)行設(shè)計(jì)的。計(jì)算機(jī)的使用使更好的校正殘存像差成為可能，但本質(zhì)上成象質(zhì)量(對(duì)于歪曲的光學(xué)來(lái)說(shuō) )大大落后于中央部分的象質(zhì)(平行光學(xué)部分)。光學(xué)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品加工是完全分離，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)具有非常嚴(yán)格的生產(chǎn)寬容度。

第二代(Vollrath/Mandler時(shí)代)的特點(diǎn)是開(kāi)始使用優(yōu)化設(shè)計(jì)。生產(chǎn)寬容度的重要性開(kāi)始得到了重視。優(yōu)化設(shè)計(jì)被廣泛的用來(lái)理性化生產(chǎn)和降低成本。

70年代和80年代是Leitz為生存而奮斗的時(shí)期。R系統(tǒng)的繼續(xù)擴(kuò)展需要設(shè)計(jì)把生產(chǎn)成本降低到最小。Leica仍然有一部分最著名的鏡頭是在這個(gè)時(shí)期設(shè)計(jì)的。Noctilux 1.0/50和Summilux1.4/75直到現(xiàn)在仍然被認(rèn)為是偉大的設(shè)計(jì)，它們可以說(shuō)是手工設(shè)計(jì)時(shí)代的最后產(chǎn)物。

優(yōu)化也帶來(lái)了選擇?，F(xiàn)在對(duì)于設(shè)計(jì)過(guò)程有了更好的了解，產(chǎn)品的生產(chǎn)可以更加協(xié)調(diào)地達(dá)到所需的生產(chǎn)寬容度。以APO-Elmarit-R 2.8/100為例，如果你只看單色像差，它還不如早期的4/100。但以白色光來(lái)看，2.8/100的進(jìn)步是巨大的。

現(xiàn)在我們又有了另外一個(gè)問(wèn)題。每種波長(zhǎng)都有其自己的所達(dá)到最佳反差的象面。但是只有一個(gè)真實(shí)的象面，那就是膠片平面。因此設(shè)計(jì)者需要就他對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)的理解來(lái)找到折衷的辦法以獲取最佳的成像。

始自80年代末至今的第三代(Kolsch時(shí)期)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是在鏡頭設(shè)計(jì)的兩大制約因素：機(jī)械精度和可接受的成本之中尋求更加優(yōu)異的光學(xué)設(shè)計(jì)。在Mr.K?lsch領(lǐng)導(dǎo)之下的設(shè)計(jì)組由不多的但是有極強(qiáng)的事業(yè)心的男女成員組成，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)光學(xué)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)機(jī)械加工的原則是完美結(jié)合成一個(gè)整體的。例如，非球面鏡片的使用要求比以前更嚴(yán)格的生產(chǎn)加工和裝配精度。非球面鏡片是唯一被要求要送到Solms進(jìn)行檢驗(yàn)的。

現(xiàn)代Leica鏡頭的設(shè)計(jì)是用來(lái)挑戰(zhàn)膠片顆粒的極限的。如果說(shuō)有什么設(shè)計(jì)知道原則的話(huà)，那這個(gè)原則就是：對(duì)低頻空間頻率的極高的反差表現(xiàn)(勾勒物體的輪廓的能力)和對(duì)高頻空間頻率的高反差表現(xiàn)(記錄盡可能細(xì)微的細(xì)節(jié)的能力)。這樣的表現(xiàn)本身就不是容易達(dá)到的，而且還有有全開(kāi)光圈時(shí)候?qū)τ谙髨?chǎng)的大部份區(qū)域要有如此的表現(xiàn)。

Zeiss和Leica的不同在于：Zeiss著重于高反差的表現(xiàn)低頻空間頻率而不著重于高頻空間頻率的高反差表現(xiàn)。Zeiss的以此來(lái)補(bǔ)償生產(chǎn)寬容度設(shè)計(jì)體系在Leica這里是行不通的。Leica的設(shè)計(jì)要求暗示著要嚴(yán)格地校正球面像差和色散，而且要求對(duì)于鏡頭設(shè)計(jì)的根本--讓我們姑且稱(chēng)之為光學(xué)特性——要有深入的了解。也許你要花上超過(guò)一年的時(shí)間才能徹底了解一個(gè)提議的設(shè)計(jì)可以達(dá)到什么樣的效果。

沒(méi)有對(duì)此的理解，設(shè)計(jì)者永遠(yuǎn)也不可能找到設(shè)計(jì)的優(yōu)化方程 (Merit Function)。

一個(gè)可以記錄高頻空間頻率很好反差的設(shè)計(jì)要求很小的寬容度。極細(xì)微細(xì)節(jié)的反差的再現(xiàn)對(duì)于對(duì)焦和加工校正的誤差是極為敏感的。Leica鏡頭從一開(kāi)始就由有光學(xué)工程師和機(jī)械工程師共同組成的設(shè)計(jì)小組來(lái)完成。負(fù)責(zé)產(chǎn)品生產(chǎn)的工程師具有最后的發(fā)言權(quán)：如果設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)寬容度是不合實(shí)際的，那么光學(xué)設(shè)計(jì)者就得從頭再來(lái)。在這篇文章的一開(kāi)始我提到了經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的全部的光能量。Leica的設(shè)計(jì)者們注意到這樣的光線(xiàn)流從鏡片到鏡片之間是逐漸放松的(原文Leica designers take care that this flow is eased from lens element to lens element。) 在光線(xiàn)途徑的路徑中的突然變化，如使用完全不同于其它鏡片折射系數(shù)或者變化非常大的曲率的鏡片，都是要避免的。在這里你可以看到的是一種自律(Zen) 的方式。這些新的設(shè)計(jì)原則帶來(lái)的驚喜是令人震驚的：鏡頭對(duì)于膠片所能夠記錄的最細(xì)微的細(xì)節(jié)的清晰再現(xiàn)。即使是全開(kāi)光圈，這種優(yōu)秀的表現(xiàn)從畫(huà)面中心到整個(gè)畫(huà)面都可以看到。

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—THE END—

鏡頭設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和考慮因素