注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

秋实的博客

 
 
 

日志

 
 

【转载】沉默的变革一:镜头风云变谁是搅局者  

2015-08-13 07:03:34|  分类: 器材与理论 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |
2015年08月11日07:55   中关村在线 微博    我有话说 收藏本文     


  近日尼康发布会又有三枚镜头发布,联想到近几年的其他新品,笔者认为数码相机4年一换代的格局已经发生了变化,如今经历了二十年的发展,数码相机正在走入一个新的时期,只是这一次变革恰如一场沉默的风暴,无声息地席卷了整个影像行业。笔者从本篇文章开始,将逐一解析近几年影像行业中最为重要的技术革命,看一下如今的相机行业,究竟发生了什么样的变化。今天的第一篇文章,我们先从最重要的部分,相机镜头说起。

  ·循规蹈矩遇上不安分的搅局者

  今天我们第一篇文章,先从镜头说起。影像行业从诞生至今经历了近200年,这中间可以概括为三方面的发展:光学设计的改进、感光材料的演变与机械结构设计的进步。在光学设计方面,镜头的镜头设计,主要依靠于出色的数学计算,无数工程师从数学模型和物理模型出发,发明了诸多颇具传奇的经典结构。


对于镜头来说,不变的是光学结构的进化

  当一种技术发展至成熟后,便会向着更宽广的领域发展,光学设计进行到上世纪70年代,各种经典结构已经非常成熟了,于是诞生了一大批出色的光学怪兽,至今仍被人们所津津乐道。但是从那之后,各个厂商关注的不再是单纯是技术,生产成本开始被一次次提上议题,而且随着防抖与自动对焦技术的凸显,传统光学结构下,很难实现对焦与防抖的融合,因此镜头的相对体积越来越大,镜头的设计越来越复杂,随着特殊镜片的成熟,镜片结构也从经典结构向着计算机演算,镜片堆叠方向发展。

  在如今的镜头市场,我们显而易见的是传统厂商的墨守成规与搅局者的异军突起。首先我们先说下这搅局者,从目前看最受关注的黑科技大厂便是适马,但是适马并不被笔者所看好,因为适马的技术革新是通过大量堆叠特殊镜片实现的镜头进步,这种进步说白了是进一步压榨成本,以利润换市场的方式,并没有太多深层次推动镜头进步的作用。


说到搅局者,适马是当仁不让的搅局能手

  另一个搅局者其实并不被大家所注意,那就所索尼蔡司,索尼在收购美能达后,并没有收购下美能达的全部光学设计部门,因此镜头设计上一直处于劣势。索尼与蔡司的结盟,看似如同三星与施耐德、松下与徕卡一样,但其实,蔡司依靠索尼的电子技术,将传统结构的电子化水平推向了一个新的高度。这种改变不是依靠材料堆叠所带来的,从镜头来看,索尼蔡司的镜头素质正逐年进步,新的索尼蔡司90mm f/2.0微距在DxO评分中首次战胜了蔡司神头100mm微,就是最好的例证。


尼康在新一代长焦头的重量控制上,可以说非常出色



  相比于激进的新兴镜头厂商,佳能与尼康作为日系厂商的霸主,两者的态度并不相同。佳能在近几年镜头更新明显放缓,新的大白和11-24mm虽然看似出色,但是在技术上并没有带来更多的惊喜,这些继承与EF卡口的优势正在逐渐消失,使得佳能镜头不断被赶超。反观尼康,尼康在近两年,努力推进着电磁光圈的普及,而且在镜头体系上重新塑造了F1.8镜头群,在2014年至今,再一次重塑了长焦镜头群,新一代长焦头几乎重量都在4KG以下,相比于上一代体积重量减轻超过30%,成为了目前最便携的长焦镜头群。

  镜头的推动,始终需要竞争与搅局者的刺激。由于镜头制造是最为传统的光学设计行业,因此大家所熟悉的厂商就那么几家,近几年不论是厂商还是消费者,都能明显感到出镜头行业发生的变化,下面我们就来更为深入的探讨下,如今的镜头研发,有哪些不一样的东西值得我们去注意。


  ·大光圈的光环丧失在高感之下

  大光圈镜头,一直是摄影爱好者所追求的目标,也是整个影像行业和工程师们在一百多年内不断努力的方向。但是在近几年,这一追求悄然间发生了一些变化。


双高斯结构与松纳结构,很大程度上解决了大光圈镜头的成像问题

  早在上世纪,由于光学结构的设计并不完善,镜头光圈值普遍难以做到更大。随着例如双高斯、松纳、反望远这些结构的改进与普及,镜头光圈可以越做越大。但是其实镜头最初使用大光圈,目的是获得更高速度,因此大光圈镜头又称为高速镜头。(人像拍摄只是大光圈的另一个目的而已)


在之前,例如35mm f/1.4这类镜头被称之为高速镜头,因为大光圈镜头设计并不容易

  离我们最近的两次光学设计革命,一次发生在上世纪70年代左右,那时无论日系的尼康佳能,还是德系的蔡司施耐德,研发出了一系列现在看来仍然是光学怪物的镜头;而另外一次,则是上世纪末,防抖和超声波马达在10年内得到了快速普及。

  在如今,光学结构设计也悄然发生了一些变化,这是这次变化并没有新的技术加入,由于光学结构的成熟,就算如11-24mm这样的镜头出现,也没有如上世纪70年代那么震撼。但是这一次,很重要的一点,是大光圈镜头的光环已经开始下降,相反,例如F1.8/F2.8这一类小光圈定焦镜头越来越得到厂商的认可。


佳能近日发布了ME20F-SH摄像机,感光度高达ISO 4000000

  大光圈兴起,是由于感光度不足而带来的。在如今,相机的感光度都能够轻松突破ISO 10000,而例如尼康D4s等机器已经达到了40万大关,而佳能的特殊用途摄像机感光度已经飙升至400万,在这种情况下,很多厂商已经开始大力推出F1.8系列镜头,甚至F2.8系列镜头。


尼康F1.8镜头群(图中无新发布的24mm f/1.8)

  如果说尼康推出的全新F1.8系列,还算是大光圈镜头,那么佳能如今更新的例如24mm f/2.8、28mm f/2.8和40mm f/2.8这一条饼干镜头产线,则说明如今稍小光圈的便携镜头正逐渐收到欢迎。不光日系厂商如此,徕卡在2014年便推出了自己的全新F2.4产线镜头以替换原有的F2.5产线。


佳能也在逐渐发展自己的饼干镜头群,偏小光圈的轻量化镜头是如今的发展趋势

  诸多事情多说明,大光圈镜头的光环如今已经不在无比闪耀,从厂商到使用者,对镜头的便携性有了越来越高的要求,在未来10年我们可以预测到,从F1.8到F3.5,更多定焦将会再一次大放异彩。


  ·谁将成为机械光圈最后守护者

  既然说过了光圈的大小,我们再来说一下光圈的类型。在早起结构中,为了方便机身进行测光识别,相机普遍使用机械光圈杆作为结构,不论佳能尼康或者德系厂商,光圈杆可以说是现代镜头的一个标配设计。


佳能占据数码相机的优势,最大的功臣便是从FD卡口更换至EF卡口

  但是随着数码化进程,佳能首先抛弃了光圈杆设计结构,全新的EF镜头也证明使用新卡口的佳能在断臂之痛过后,迅速在数码时代崛起。随后跟上的索尼,接着是例如松下、奥林巴斯等诸多微单厂商。如今,就日本企业而言,仍在使用机械光圈的,仅有尼康与宾得两家。


电磁光圈的第一个优势是使得越来越复杂的镜头设计不必被动于光圈的机械设计

  下面我们就来聊一聊机械光圈结构与电磁光圈的好处。不可否认,机械的光圈收缩拨杆,是兼容性非常好的机械结构,可以更好的帮助相机判定光圈值,但随着数码技术的广泛应用,电磁光圈的优势越来越明显。电磁光圈对光圈结构设计的硬性要求更少,光圈不受机械结构限制,光圈不一定放在后镜组,位置更随意,这决定了光学设计的局限更小。


电磁光圈的设计结构,决定了电磁光圈镜头具有更小的快门时滞

  另外,出去对光学设计的限制,使用电磁光圈后,由于不需要镜头机械连杆的驱动,因此电磁光圈的光圈收缩和稳定速度更快,这意味着使用电磁光圈后,快门时滞更小。降低快门时滞可能并不会带来太多体验上的改变,但是将提升相机的连拍速度,这也是如今佳能和索尼在连拍速度上快过尼康的原因之一。

  如今,尼康已经发布11颗E头,出去三颗不得不使用电磁光圈的PC-E也就是移轴镜头外,其余镜头均为2013-2015年发布,从第一颗800mm f/5.6定焦开始,陆续从长焦头到日用镜头普及,今年发布的新镜头中,仅有24mm f/1.8仍为G头,其余均为电磁光圈。


尼康2013年发布的800mm f/5.6是第一个真正意义上的E头(其余为PC-E,电磁光圈为被迫所为)

  从尼康的改变可以看出,电磁光圈必然是未来相机的发展趋势,即便是尼康这种注重卡口传承的厂商,也逐渐摒弃了传统光圈拨杆。这样一来,日本厂商仍在苦苦坚守的只剩下宾得一家。而欧洲厂商,徕卡的M口设计有所不同我们暂且不谈,依然在使用机械拨杆。

  由于欧洲品牌在电子化水平上如今仍落后于日本,因此我们可以想象,就算蔡司等厂商仍然坚守手动对焦,但是在大势所趋下,为了适应摄像机发展和广大机身厂商的镜头设计,未来十年内,光圈拨杆也会在如今的蔡司等品牌镜头中消失,届时,恐怕再难有一脉相传的镜头卡口,毕竟电子化会使得老相机寸步难行,但相机发展将会进入一个全新的时代。正所谓壮士断腕,只有当彻底摒弃过去,才能在未来获得更大的突破。


  ·机身防抖下光学防抖如何进步

  下面我们要聊的一个重要功能,就是镜头的防抖设计。光学防抖兴起于上世纪末,最早的一代成熟防抖包括尼康的红字VR和佳能最初的IS系统。当时,防抖效果大概为2.5-3档效果,但是经过了十余年发展,如今的最高的光学防抖效果仍然只停留在5档左右。


镜头防抖虽然出现多年,但如今最好的效果仍为5档

  虽然十年间防抖效果的提升并不大,但是这十年内,人们对光学防抖的需求却越来越大。事实证明,例如尼康D800、D810系列、索尼A7R、A7R II和佳能5DS这一类高像素机器,人们所熟悉的安全快门有时很难满足高像素机身的稳定需求,因此提升防抖效果势在必行。


佳能5DS这一类高像素机型,对防抖有着更高要求

  另外一点,在高像素机身上,有时大量的抖动并不源自镜头的抖动,而是机器本身机震的传导。因此,随着未来高像素越来越普及,抖动带来的影响远比前些年更为严重,因此机身防抖这是显得越来越重要了。

  目前,已经有多家厂商采用了机身防抖,但是在单反系统上,机身防抖仍然非常稀有。这与单反的机械结构有很大关系,在反光板抬起时,本身会产生震动,而机身防抖本身是传感器的抖动而带来的,因此随着反光板的高速运动,机身防抖效果会随之下降,目前最为有效的单反机身防抖源自宾得,但效果仍不到4档。


例如松下GX8所带来的机身与镜头双防抖,或许是未来降低机震的好选择

  机身防抖虽然有效,但实现工艺难度更大,成本更高。光学防抖的原理非常简单,通过镜片浮动来实现防抖,虽然如今这一技术存在了十余年,但技术本质上并没有太多提升,因此防抖效果并没有进一步提高,而且镜头的防抖一般只能实现在同一平面上,对于机震造成的前后摇摆完全无能为力。

  综上所述,不管如今光学防抖如何盛行,但如果原理不发生变化,终究难以满足未来更复杂的拍摄需要,机身防抖如今看来虽然更费电,效果也不如光学防抖好,但是却是未来发展的大势所趋。例如松下的机身、镜头联动防抖,或许是未来高像素机型寻求突破的出路所在。


  ·手工神话不在谁是时代牺牲品

  最后我们来聊一下镜头生产工艺和镜头设计理念的变化。自19世纪末期开始,通过无数数学家和工程师的努力,人类陆续发明了多种经典的光学结构,从天塞到松纳再到反望远,各种结构解决了大部分的许多难以实现的光学难题。


爱展能50mm f/1.5二手售价超过6万,主要是其大量高难度的手工研磨镜片原因

  在设计镜头时,光学设计是一方面,镜头制作水平是另一方面。在机械工艺不发达的年代,很多厂商创造了许多非常著名的非球面镜片镜头,例如非常出名的顶级标准镜头爱展能50mm f/1.5,几乎所有的镜片都是手工研磨镜片,出色的设计和细致的工艺保证了无与伦比的成像画质。


尼康三枚著名的手工研磨镜片镜头,20-35mm f/2.8D、58mm f/1.2和28mm f/1.4D

  现如今,萤石镜片、手工镜片、非球面镜早已经不是什么新鲜事情,大部分厂商都已经开始大范围使用非球面镜了,包括许多大尺寸的非球面镜。但是在之前,这类镜片是比较少见的,例如尼康的28mm f/1.4D,也就是大家熟悉的百变妖,由于使用了一个大尺寸的手工研磨镜片,所以名声极盛。但是由于成本过高,在之前这类镜头的产量往往很低。


徕卡还在坚持着手工研磨镜片,但就起实用性而言,如今手工镜片更适合小产量

  如今,大多数厂商都采用了更好的机械研磨技术,技术设计上,也鲜有难以机械研磨的复杂非球面镜,而是采用多组非球面镜叠加进行结构优化,因此到现在手工镜头的经典传奇是否还能延续呢?纵观世界厂商,目前仍在坚持手工镜片的普通相机厂商,仅有以徕卡为代表的数家而已,就算是蔡司,也已经广泛采用了机器研磨,仅有少数镜头仍未手工制作。


不论镜头质量多么出色,人工的研磨只能使得产品成为小众的玩物

  机器的好处不言而喻,方便快捷,成本更低,品控也更加容易。但是很多人仍然怀念手工研磨的镜头特色。对于手工镜头而言,往往更加名贵,色彩色调更加迷人,但是从实际的拍摄效果来看,工业生产的镜头更容易保证成像锐度,这是手工镜头难以实现的。因此,如果单纯从味道来看,手工镜头固然出色,但实用性上远不如工业生产的镜头素质优秀。

  ·总结

  经历了百余年的光学发展历程,如今镜头发展已经早已不是单纯的比拼光学设计与用料了。计算机的大范围使用,使得光学设计更加简单,特别是机械研磨精度的提高,使得非球面镜的适用范围更加广泛。至于镀膜,如今的镀膜技术也已经相当出色。在未来,镜头主要发力方向,更多将体积缩减、防抖性能提升上下大功夫,更好的便携性,更好的防抖实用性将会是未来镜头的发展方向。


加载完毕


本文导航
循规蹈矩遇上不安分的搅局者
大光圈的光环丧失在高感之下
谁将成为机械光圈最后守护者
机身防抖下光学防抖如何进步
手工神话不在谁是时代牺牲品
  评论这张
 
阅读(61)| 评论(13)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017