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    [推荐]谈莱卡团队的镜头设计之路 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2014-03-10
    徕卡设计团队的平均年龄,我看大约只有三十五岁左右,但可不要被他们的年龄给给骗了。巴纳克的精神在徕卡依然非常活跃,许多他的设计理念至今依然领导着整个设计团队。假如你在场的话,你会以为你走进了一家电脑公司。每位设计人员的桌前都有一部大型的显示器,到处都是电脑打印出来的计算图表。 Oe;#q  
    Qz(2Iu{E]  
    |:5O|m '  
        走近一点仔细观察,你会发现更令你惊奇的现象:每一位设计人员都在研究、分析「自己」的镜头。如果你想找出徕卡镜头设计中,最重要的风格,那就是:每一款徕卡镜头,都是独一无二的原创工艺(creative individual)。如果不提光学理论,是很难解释这种现象的,但LHSA东道主特别警告我不能在这里大谈光学术语,否则要把我给毙了(笑),所以我尽量用另外一种方式来说明。 Q~nVbj?c2v  
    s0dP3tz>  
        现今我们几乎可以完全不靠人力,只需依靠电脑程序,就能设计镜头。这么说当然有点夸张,但是各位可以了解我的意思。想像一下:当我们拍摄一张照片(就说是人像照好了),人物的脸会被记录在底片上,脸上的每一个细节(像是眉毛、瞳孔等等)都会被纪录在底片药膜上相对的那一点。没有像差(aberrations)的镜头,理论上就能在底片上完美地重现人物的脸部细节。不过实际的镜头是有像差的。这表示底片纪录脸部细节的银粒子位置,与本人实际上并不相同。我们可以计算这些不同的差异,甚至可以找出造成差异的原因。这并不是新科技。早在1930年代,光学设计人员就能够做到,他们只是没有高速运算的能力和时间而已。 iY/2 `R  
    RJ@79L *#  
        启动电脑程序,我们可以指定主体上一个特定位置,要求程序计算出光线的折射路径,最后算出这一点将会落在底片药膜面的哪一点上。不断重复上面的运算过程,我们就可以算出一个完整的影像。然后,我们下指令让电脑侦测并计算像差。我们会得到一份报表,上面列出镜头的各像差数值,比如说球差值为0.0003,彗差(coma)值为0.0457(理论上最佳值为0)。接着你可以再下一道指令,要求电脑重组镜片排列方式,将球面像差减少50%,意即减少这组设计中的彗星像差。 +]cf/_8+s  
    \ji\r]k  
        所以,一个光学设计团队可以用分工的方式设计同一款镜头。每个人只作自己负责的部分,然后将这些运算结果组合起来。这正是现在Nikon、Canon等大厂的设计团队的工作方式。为了加速设计效率,他们甚至还举办比赛,看哪一组人马最先推出符合厂方需求的设计,就采用他们的设计图开工生产。 pgES)  
    .4^+q9M  
        然而,镜头的设计是很特殊的工作。有些光学设计可以超出原先的规格需求、有些设计的材质选择、镜片形状更简洁,有些则有其他特性。就好像一本由作家撰写的小说,和一本用大量资料搜集所整理出来的小说,两本是完全不一样的味道。后者当然可以读,说不定也很有趣;但是前者才能真正显露出写作的艺术。因为将这些素材整合起来,是绝对需要一个人的创意天分的。 :rU.5(,  
    Rb:H3zh  
        徕卡的设计人员开始设计镜头时,他(她)是从一张「完全空白的白纸」开始的。你也许不知道,镜头的特性,从一些基本结构(接环直径、镜头焦距、镜片材质与厚度)已经决定了大半。设计人员必须要从这些基础中开始发想、分析,找出其中的潜质(potential)、所需规格、以及影像解析能力等等。他(她)们一开始的设计图,有些是零乱潦草的随手涂鸦,有些则全凭经验值,或者到储存徕卡前辈的设计心血的徕卡资料中心(Archive)去找资料。 nDdY~f.B  
    ,Suk_aX>  
        为什麼一开始的自由创意发想这麼重要?徕卡总裁寇亨(Cohn)今早还告诉我,如果设计生产的速度能再快一点就好了,但总是没办法。有时,这种良性牵制是无可避免的。在镜头设计中,我们一旦遭遇到像差现象,就必须加以克服,这样才能获得良好的影像品质。这些光学像差,大约可以分作两类:第3级像差(the 3rd order aberrations)与第五级像差(the 5th order aberrations)。至于这是什么意思我就暂不解释了,免得大家抓狂。 ?pZU'5le`  
    =!q]0#  
        略过艰深术语不谈,总之,当设计人员解决了第3级像差时,第五级像差就会随之出现,同时也破坏了修正第3级像差的成果。但是进一步修正第五级像差,反过来又破坏了第3级像差的修正。所以设计人员就会再以另一种设计尝试解决此一难题,看看新的设计能不能在修正第五级像差时不至於影响第3级像差修正值太多。吊诡的是,没有修正第五级像差之前,你根本不知道结果会怎样。 /al56n  
    l%2VA  
        这几乎变成一种无解的难题:你必须事先为无法预知的状况预作准备。在一般的设计工作中,电脑是很好的辅助设计工具,例如说帮你修改设计图,加一两片镜片以校正部分的第五级像差。但是,如此一来,你的设计增加了镜片数量,结果又回过头来影响到原先设计的结构。 pF8$83S  
    a6n@   
        所以,设计人员对于镜片组序(initial layout)最终会形成怎样的影像质素必须深入分析,设计方式是否完美,并且达到规格上的要求,他(她)也必须有非常坚定的信念。这正是徕卡坚持一款镜头从头到尾必须由同一人负责的原因。当然,必要时其他同事也会协助,但设计人员必须负责到底。 5kw  K%  
    d[9{&YnH !  
        这种策略也是有好处的。当年设计70-180mm f/2.8 APO这款镜头时,即使使用计算机也耗费了近18个月的时间研发,因为这对徕卡而言,是相当新的领域。但是,针对变焦镜的特性作了深入完整的研究之后,接下来自行研发的80-200mm f/4.0,仅仅花了6个月的时间。当你了解了基础以及光学特性,要再开发比较简单的型号时,就不是那么困难了。同理,M系列的35mm f/1.4 ASPH也是如此。开发第一型非球面版本时,足足花了两年的时间,但是接著推出的35mm f/2 ASPH的开发时间不到一年。这两款镜头,规格上看来关系非常密切,事实上却有完全不同的特征(fingerprint)! V8 8u -  
    GKIzU^f  
         徕卡设计团队并没有所谓的「R」或「M」的小组区隔。任何一位设计人员都可以设计两种系统的镜头。负责设计70-180mm f/2.8 APO的xiao姐(译注:徕卡设计人员中,不少成员是女性),同时也是SUMMICRON-M 35mm f/2 ASPH的设计者;负责设计ELMARIT-M 24mm f/2.8 ASPH的先生,同时也负责APO VARIO-ELMARIT-R 35-70mm f/2.8 ASPH的设计工作!其他族繁不胜枚举。 ,5 ka{Q`K  
    Pv5S k8  
         什么是镜头的特征?我们只需检查拍摄的正片,就能够发现:每种镜头在锐利度平面(planes of sharpness,详见LEICA FAQ Part 2解说)前后的像差,都有不同的形状与量度(magnitude)。这种现象会使主体的清晰受到不同程度的影响。这里设计人员必须作一些很困难的选择:包括使用的玻璃材质、矫正像差的程序(先矫正球面像差,其次是色差〈chromatic aberrations〉,再其次是彗星像差或其他)、矫正量、各种像差交互影响的最终值,这些设计时必须考虑的元件都会影响最后到达底片的影像质素。 Gt#r$.]W?o  
    b5)^g+8)w  
        摄影的最高工艺典范 K9EHT-  
    E2r5Pg  
        其他优秀的镜头制造厂(如ZEISS、Canon或Nikon)对像差的矫正方法,也许和徕卡比较起来相去不远(因为这有部分是电脑程式的工作)。但是,如果徕卡能以7片设计就能达成目标,其他厂商却必须用上11片镜片矫正,那麼影像质素就绝对是可以分出高下了。几年前我曾问过Canon的光学技术工程师他们的终极目标是什麼,他们回答道:「超越徕卡,学习更多的摄影知识。」 e#Ao] gc  
    "}Om0rB}1  
        这句话到现在依然是正确的。徕卡设计人员,背后有浩瀚的知识宝库,不论是摄影,或者是显微镜光学设计都有庞大的感性知识作支撑。此外,他(她)们更有优秀的创意设计流程,这种独一无二的洞察力能够在让他(她)们在错综复杂、处境维艰的光线乱反射中,设计出当今最优秀的光学产品。 KsOSPQDGE  
    [T r7SU#x  
        有些收藏家很懊恼,因为徕卡已经不再制造所谓的原型镜头(prototype)了。现在的镜头设计,可以由研发部门的电脑资料库直接送往工厂生产线,而不需要先制造正式量产前的测试原型。这样一来,徕卡玩家想要搜藏以前素负声名的缩头五(SUMMICORN-M 50mm f/2),恐怕是没指望了。以前设计人员无法计算所有的光线路径,也无法预先观察到镜头的成像品质,设计人员只有大胆用「猜」的方式,靠直觉来弥补缺憾的资讯。原型可以证明设计人员的猜测是否能符合原先的要求。有时候OK没问题,有时候一猜错,代志就大条了。也许下次演讲我们可以来聊聊这个主题。 b\ED<'  
    _MC',p&  
        现在以电脑的高速运算能力,足以预测光线在镜头内的折射反射路径,估算成像品质,而且能达到很高的精确度。在电脑软体中,有许多指令是专门用来与机械元件如接环搭配的,并且处理容许公差的。电脑可以绘出精确图形,让设计人员观察像差矫正,这与实际制造原型是相同的意义。 ?I^$35  
    w3,KqF  
        不过,这些设计图也不是新玩意儿。在徕卡资料中心,你可以找到历代设计人员手绘的同型设计图!这一定是经过数个月的辛苦运算的绘制成果。这也显示了徕卡与过去的光荣传统依然有非常紧密的连结。现在徕卡的镜头都是由新一代年轻有为的设计人员设计出来的,他(她)们也传承了巴纳克时代的精神。我们何其有幸,能够看到往昔徕卡的原创精神在索姆仍然生机蓬勃。 Y9X,2L7V  
    DGGySO6=$e  
        拥有徕卡镜头,就像是啜饮一杯红酒,或是拜读一本精彩的小说。因为,徕卡镜头是以一群非常有创意、具有坚强意志的人所设计出来的,可说是艺术品(work of art)。当然,这也必须藉助电脑的力量才能完成。徕卡重新定义了镜头设计的最高工艺典范(the state of the art of lens design)。 ;>Z+b#C[  
    .5; JnJI  
    结论 r5s{t4 ;Ch  
    lVT*Ev{&.  
        我想抒发一些感想,作为今天的演讲的终曲。任何一款徕卡新世代镜头,都是头注了数年的心血,结合机械-光学结构的独到创意,是真正走在时代尖端的科技。所以,有些徕卡玩家只是拍个两三张照片,就随便乱下定论,说「这支镜头不太好」,实在是很让这些设计人员沮丧灰心。假如我花了两年时间尽全力设计出一款最好的镜头,然后有人用来拍了几张休闲照片,然后跟我说:「嗯……还可以啦,只是我还是要抱怨一下照片边缘有点暗角咧~」,我真不知道干嘛花这麼多心血去设计一款镜头给这种人用!
     
    这个时代,每个人都在大声说话,每个人都在争分夺秒。我们用最快的速度站上高度。但是也在瞬间失去态度。当喇叭声遮盖了引擎声,我们早已忘记,谦谦之道才是君子之道。你问我这个时代需要什么,在别人喧嚣的时候安静,在众人安静的时候发声。不喧哗,自有声。
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    离线gangjiyiqu
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    只看该作者 1楼 发表于: 2014-03-11
    很好的文章
    离线wlopt
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    只看该作者 2楼 发表于: 2014-03-11
    很好的一篇文章
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    只看该作者 3楼 发表于: 2014-03-11
    好文!
    离线aidenna
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    只看该作者 4楼 发表于: 2014-03-11
    mark一下。 i\ 7JQZ  
    最后一句话五味杂陈的感觉。。 8rJf2zL  
    作为消费者我有同样的抱怨,作为镜头工作者也有被抱怨的心酸。。
    离线xidianxuezhe
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    只看该作者 5楼 发表于: 2014-03-14
    莱卡,果然是镜头设计领域中的王者!
    离线pigpig
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    只看该作者 6楼 发表于: 2014-03-15
    学习下
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    只看该作者 7楼 发表于: 2014-09-29
    好文!