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鏡頭的設(shè)計從何而來？
K x8> 現(xiàn)代鏡頭設(shè)計使用計算機程序完成，但很少能找到一支新鏡頭是憑空誕生的。設(shè)計師都是從已經(jīng)存在的設(shè)計著手，然后進行
優(yōu)化。當(dāng)然，鏡頭設(shè)計師不會說“這支鏡頭真爛，我們就拿它當(dāng)起點吧”。他們通常是在已經(jīng)很好的設(shè)計基礎(chǔ)上做進一步改進。所以相機鏡頭就像達爾文的鳥一樣，是嚴(yán)格遵守適者生存法則的。好的鏡頭會被復(fù)制及改進，直到不同的生產(chǎn)商都推出類似的產(chǎn)品；而差的鏡頭則很快就會銷聲匿跡。我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，事實上任何一支現(xiàn)代鏡頭的基因都可以向前追溯到五支鏡頭之一——其中4支誕生于1900年。這是一個驚人的事實：無論你使用哪支鏡頭，它的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)都誕生于1900年前后。
`>kHJI4 1 事實上，有那么一點。那些原始鏡頭所采用的形式，或多或少都有各自的優(yōu)勢和缺陷。現(xiàn)代鏡頭也同樣繼承了它們的這些“個性”�，F(xiàn)代鏡頭中使用的那些復(fù)雜技術(shù)正是用來校正這些原始設(shè)計中存在的缺陷的。了解一支鏡頭的基因是很有趣的。例如，我們能知道價值400美元的佳能（Canon）50mm f/1.4與價值8000美元的Cook Panchro 50mm電影鏡頭采用同樣的基礎(chǔ)設(shè)計。從技術(shù)上看也很有意思：佳能50mm f/1.4與50mm f/1.2、適馬（Sigma）50mm f/1.4、尼康（Nikon）50mm f/1.4G及福倫達（Voigtlander）50mm f/1.1等都采用相同的基礎(chǔ)設(shè)計。這解釋了為什么它們的邊緣都存在一些像散和球面差。
8eAc 5by 早期鏡頭設(shè)計
V _1'` F 第一支鏡頭是非常簡單的。但早在攝影術(shù)發(fā)明之前，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了2條重要法則：新月形
透鏡可以校正簡單透鏡的球面差及像場彎曲。
=Gl6~lJ{_ 2 消色差雙合透鏡可以校正色差。
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}&E'ox<S 新月形透鏡（左）和雙合透鏡（右）
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9 khXp}p!Zm 在達蓋爾銀版攝影法發(fā)明之后，攝影鏡頭的設(shè)計發(fā)展一日千里。20世紀(jì)初期市場上出現(xiàn)了大量各種鏡頭，其中大部分都消失了，但有6支——其中5支出現(xiàn)在1900年——“繁衍”出了我們今天使用的大部分鏡頭。第6支是倒置遠攝鏡頭，上世紀(jì)20年代 開始出現(xiàn)在電影行業(yè)中，到30年代末期才首次出現(xiàn)在單反相機上。
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5 e P0W# HU~,_m 這6支鏡頭是現(xiàn)代鏡頭的先祖
\A~ r~ ( E8(np 在本文第一部分，我們來看看從這6支“原始”鏡頭中的3支。如果你使用單反相機拍攝，并擁有50mm或100mm定焦鏡頭，很可能會發(fā)現(xiàn)它們就來自這3支鏡頭中間。如果你使用旁軸相機、中畫幅或高端攝像機，那么你用的每一支定焦鏡頭（包括廣角）都可以從它們中找到源頭。
D%WgE&wtM JDa=+\ _ Petzval人像鏡頭
0=WZ 8|R }]fJ[KbDp 優(yōu)點：大光圈中心銳度優(yōu)秀，暗角較小。
])v,zp"u 5.]eF$x2 缺點：明顯的像散和像場彎曲限制了它的焦段無法做得較長。
('9LUFw\ -GqMis}c 歷史：1850年之前設(shè)計，這是一支非常重要的鏡頭，是人像攝影師半個世紀(jì)的支柱。相對而言，很少有現(xiàn)代鏡頭來自Petzval，但直到1950年之前，它都是投影儀和電影機的首選。它同時還是柯達f1.9電影鏡頭的基礎(chǔ)，用于柯達16mm攝像機。
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對稱（Rapid Rectilinear）鏡頭優(yōu)點：對稱設(shè)計幾乎可以完全消除畸變、慧形
像差及側(cè)向色差。
J|'e.1v equ|v~@ y 缺點：有出現(xiàn)球面像差、像場彎曲及像散的傾向，因此限制了大光圈的實用性。即使在一般光圈下，基于這種設(shè)計的現(xiàn)代鏡頭也需要有額外的元件來消除像差，有時會增加鏡頭復(fù)雜程度和成本。
dg(fD>+ "OdR"M(G\ 歷史：Rapid Rectilinear鏡頭出現(xiàn)于19世紀(jì)60年代，是第一支擁有良好
光學(xué)素質(zhì)的對稱結(jié)構(gòu)鏡頭。它給攝影師提供了光圈適當(dāng)?shù)膹V角鏡頭，而且?guī)缀鯖]有畸變。從60年代到世紀(jì)之交（1900年）它們都用于風(fēng)光和建筑攝影。隨著新型鏡片的出現(xiàn)，Rapid Rectilinear鏡頭可以針對像差和像場彎曲進行優(yōu)化，令其表現(xiàn)更加優(yōu)異。
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x)^/3 /4Df ' d Rapid Rectilinear發(fā)展過程
Ts~MkO {6/Yu: ; 1890年出現(xiàn)的對稱結(jié)構(gòu)的蔡司（Zeiss）Protar（初名Anastigmat，意為無像散），被認(rèn)為是第一支現(xiàn)代攝影鏡頭。經(jīng)過長期發(fā)展，更好的鏡頭制造技術(shù)允許使用更多的鏡片，而且前后鏡組的尺寸也得到了優(yōu)化，但仍保留了中段光圈的均勻性。今天的施耐德（Schneider）Angulon和徠卡（Leica）Super Angulon都直接來自Protar。蔡司發(fā)現(xiàn)如果將前鏡組分離而非粘合，可以進一步減少色差。這支鏡頭——天塞（Tessar）——看起來有點像以后會討論的Cook Triplet。設(shè)計師Paul Rudolph可能受到過天塞的影響，但天塞無疑來自Protar（編注：也有觀點認(rèn)為天塞來自Triplet，這里保留原文說法）。今天很多優(yōu)秀的鏡頭都是天塞的簡單改良：Leitz Elmars、蔡司Sonnars、柯達Ektars、施耐德Xenars、福倫達Heliostigmats和Skopars，甚至包括尼康50mm f/1.8都是天塞的變種。如果你擁有35-110mm焦段畫質(zhì)不錯且價格合理的鏡頭，最大光圈通常是f/2.8，那么很有可能就是天塞結(jié)構(gòu)。
iC$mb~G \!]Zq#*kH 雙高斯鏡頭
;|.~'' : 雙高斯鏡頭來自對稱鏡頭，但結(jié)合了凹凸透鏡，都向中心位置彎曲，并在鏡片之間留有空隙而非粘合在一起。
WNE=|z#| 優(yōu)點：雙鏡片結(jié)構(gòu)允許使用更大的光圈，特別是相對于非對稱結(jié)構(gòu)而言。雙高斯鏡頭的像場彎曲和色像差通常較小。
Za5bx,^ 缺點：傾向于球面像差和像散。其原始版本的分辨率不佳。
CH`_4UAX% 歷史：大光圈鏡頭的誘惑從來就不可能會被忽視。設(shè)計出Protar和天塞的Rudolph博士利用一對粘合鏡片代替了內(nèi)鏡片，對雙高斯結(jié)構(gòu)進行了改進，即蔡司Planar——直到今天仍在使用。
xs'vd:l.Pp 20世紀(jì)20年代，Taylor Hobson的設(shè)計師發(fā)現(xiàn)并不需要嚴(yán)格對稱，他們可以改變鏡片的尺寸和形式，這一改動令光圈可以做得更大。這支鏡頭（Opic）直接促成了施耐德Xenon和蔡司Biotar的誕生。在電影領(lǐng)域，Cooke Speed Panchro及Angenieux S-type都是Planar的衍生。
\W;+@w|c 這個設(shè)計還可以加入額外的鏡片進行改進，但仍然不改雙高斯的基礎(chǔ)。有一種經(jīng)典設(shè)計采用6枚鏡片，光圈通�？梢宰龅絝/2.0。而大光圈鏡頭通常需要7枚甚至8枚鏡片（額外的鏡片用于控制像差和像散）。
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