相機鏡頭:對稱式廣角鏡頭(Hypergon、Topogon、Metrogon、Biogon與Hologon)
發表於2008.12.25 09:22

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相機鏡頭:對稱式廣角鏡頭(Hypergon、Topogon、Metrogon、Biogon與Hologon)
 
冼鏡光
December 25, 2008上線
 
 
            廣角鏡頭設計起源很早,而且很多都是對稱或幾乎對稱的設計;前文提過,對稱設計的好處是前段產生的某些像差會被後段自然地降低或抵消,於是設計人可以專心處理其它像差與光學問題。本篇的重點在介紹一些古典而且有名的設計,我們會提到Thomas Sutton的全景鏡頭、TopogonMetrogonBiogon、與Hologon。雖然彼此之間沒有嚴格的先後順序,不過建議在看本文之前先把其它各篇瀏覽一次、熟悉一些常用的詞彙,這些文字依次是:從透鏡說起古典設計、Triplet與TessarErnostar與Sonnar、與Gauss、雙Gauss、Planar、Biotar等等
 
 
Sutton Panoramic與早期廣角鏡頭
 
            根據文獻記載,在1859年就有了可以涵蓋120度左右(約略是135片幅的13mm)的全景鏡頭,這是由英國人Thomas Sutton1819-1875)設計的,叫做Sutton Panoramic鏡頭。它相當於在玻璃球內挖掉一個小玻璃球後的殼,中間還灌了水,在兩片玻璃之間有個光圈片(見下圖)。這個鏡頭邊緣失光相當嚴重,所以能用的部份大約只有120度左右的視角,又因為沒有校正球面像差與色散,光圈只能是很小的f/30Sutton Panoramic鏡頭還有一個缺點,它拍到的影像是在與鏡頭有相同球心的球面上、而不是濕版的平面(那時乾版與底片還沒有出現),所以使用上相當不便。如果您想看看這台Suttpn Panoramic相機、鏡頭、彎成近球面的玻璃(濕)版、與拍得的照片,請看Christies拍賣的這些記錄,相機加鏡頭值$63,000+美元!

 

 
 
            十九世紀後半段有不少對稱設計的廣角鏡頭。繼Sutton Panoramic之後有1860年紐約的C. C. HarrisonJ. Schnitzer公司生產的Globe鏡頭(見下左),它也是個對稱設計,每一半都是雙合透鏡,在外是凸新月形、在內是凹新月形,視角約80度(約略是135片幅的24mm),光圈為f/30。接著是1865年由Emil Busch1820-1888)設計的Pantoskop,它的效果比Globe好些,視角也是80度,光圈為f/25PantoskopGlobe類似,但透鏡的彎曲程度比Globe的高很多,它們都是四片二群(4E/2G2-2)的兩組對稱凸雙合透鏡設計(見下中)。同年(1865),C. A. Steinheil1801-1870)發表了兩片兩群(2E/2G1-1)的Periskop設計,涵蓋視角不詳,光圈為f/15;不過這個鏡頭並沒有校正球面像差與色散,在市場上不如Globe成功。

 

 
 
 
Hypergon
 
            上面提到的廣角鏡頭除了像差與色散之外還有一個重要問題:成像不平坦。最先克服平坦像場(flat field)難題的是德國Goerz公司(C. P. Goerz Berlin,在柏林的Goerz1926年併入Zeiss Ikon)的Emil Von Höegh,他在1900年設計了極為有名的Hypergon(見下圖)。這個鏡頭是對稱的兩片兩群(2E/2G1-1)設計,每一片都是彎曲度極高的凸新月形透鏡,而且兩個球面的半徑幾乎相等、當然透鏡就相當薄;美國專利資料指出兩個球的半徑是8.47mm8.51mm,最厚部份為2.206mm,鏡頭週圍的直徑是13.5922mmHypergon的視角約130(約略是135片幅的12mm),最大光圈為f/22,但收小到另一個光圈f/31時可以加大到140度並且降低色散,這在當時是視角最廣、具有平坦像場而且幾乎沒有變形的(大片幅10´12)廣角鏡頭。Hypergon的兩片透鏡設計無法完全校正球面像差與色散,不過在如此短的焦距(比如150mm)與那麼小的光圈下拍黑白底片,這兩者並不是大問題。

 

 
 
            但是Hypergon與其它廣角鏡頭一樣,畫面邊緣會嚴重失光,使整個畫面亮度極不均勻,所以鏡頭附了一個連在鏡筒上的花瓣形蓋子,在曝光時這個蓋子擋在鏡頭中央部位,當曝光時間進行到80%左右時用一個吹氣球(古時候的快門線)把蓋子向旁邊擺開,讓中央部份曝光。下面的照片是Clive Russ先生提供的,第一張是Hypergon的正面,焦距是150mm,正右方的小桿用來選兩個光圈之一,中央可以看到花瓣形的罩子、它與鏡頭的邊緣相連,左邊是吹氣球管子的接頭。第二張照片是花瓣形罩子移開的樣子,我們可以看到球狀突起的鏡頭。

 

 

 
 
TopogonMetrogon
 
            兩片兩群的簡單設計固然有它的好處(比如低變形),但卻少了修正色散與其它像差的機會,因此光學工程師自然地會回到多透鏡的設計。對稱雙Gauss設計到了1930年代初期已經建立了它的地位(見Gauss、雙Gauss、Planar、Biotar等等),於是Carl ZeissRobert Richter1933年用對稱雙Gauss方式設計了Topogon(見下左圖)。Topogon兩側是兩片很厚的凸新月形透鏡,中間是兩片很薄的凹新月形透鏡,一凸一凹正好是Gauss設計,兩者以對稱方式排列,光學結構是四片四群(4E/4G1-1-1-1)。Topogon的視角為90度(約略是135片幅的22mm),光圈是f/6.3,在1930年代是空照相機的標準配備。Zeiss Ikon1932年推出Contax RF機型後,也把Topogon修改成135底片相機版,二次大戰前Carl Zeiss生產過Hypergon 25mm f/8Topogon 25mm f/4,但產量很低(或許根本沒有量產)。戰後東西德Carl Zeiss都只生產Topogon 25mm f/4,不過西德Carl Zeiss1950年代用Biogon取代Topogon(見下文),而東德Carl Zeiss Jena轉而研發Contax S與其它SLR用的鏡頭,也差不多在1950年代用Flektogon取代了Topogon,所以Topogon在二手市場上並不多見。

 

 
 
            雖然Topogon在相機鏡頭市場上不多見,但在空照相機領域卻十分成功,從1933年起Carl Zeiss與美國都生產了為數不少空照用的TopogonZeiss生產的當然叫做Topogon,而美國方面則主要是由Bausch & Lomb為軍方生產,先是與Topogon相同的(4E/4G 1-1-1-1)的版本,後來又生產了稍許修飾過的(5E/5G 1-1-1-1-1)版本,兩者都叫做Metrogon;據稱Fuji也生產了不少後期的Metrogon。上右圖是Metrogon110mm版的結構(5E/5G1-1-1-1-1)。
 
            Metrogon的視角與Topogon一樣是90度,6英寸焦距f/6.5版可以涵蓋9´9英寸的大型空照用底片,12英寸焦距版更可以涵蓋9´18英寸底片。與Topogon相同的是,Metrogon也有嚴重的邊緣失光,需要用特殊(中央比邊緣深)的漸層減光鏡來平衡中央與邊緣的亮度。Metrogon從二次大戰起一直用到韓戰甚至越戰初期,大部份是裝在美國空軍的K-17空照相機上,進行偵察測量任務,透過使用三台K-17Metrogon的空照相機,重疊後的影像涵蓋角度可以高達194度。
 
            下左照片是6英寸Metrogon的前半部,下右則是深陷的透鏡反面:

 

 
            下面兩張是後期12英寸焦距的Metrogon,前方加了用來平衡中央與邊緣透光用的黄綠色漸層濾鏡,後方的部份可以看到突出來的半球面透鏡。

 

 

 
            大多數Metrogon沒有光圈與快門(有些有光圈葉片),很多大相機玩家把Metrogon加上一個鏡間葉片快門使用,以往S. K. Grimes先生有改裝的服務,但近年己經停止了。下面是Clive Russ先生提供改裝過、加上鏡間快門的6英寸Metrogon照片,第一張是前方、第二張是後方,從第二張照片可以看到光圈葉片。另外Clive Russ先生指出他的Metrogon不是由S. K. Grimes先生改裝的。

 

 

 
 
 
Biogon各型
 
            前面提到的廣角鏡頭基本上是為大片幅機型生產,但是1920年代與1930年代初期小片幅機型興起(主要是LeicaContax),廣角鏡頭設計另有一片天地。Carl ZeissLudwig Bertele1934年把Sonnar的設計稍做修飾得到一個35mm f/2.7的廣角鏡頭(Contax RF機型用),他的做法是把Sonnar 50mm f/1.5前段的凸透鏡與接下來的三合透鏡縮小,再把後方各透鏡加大,成為七片四群(7E/4G1-3-2-1)的結構(見下左圖),Bertele把這個鏡頭叫做Biogon,它在1936年前後上市,但與戰後知名的Biogon設計完全不同。

 

 
 
            Ludwig Bertele1944年為Wild公司(在瑞士的Heerbrugg)設計了一個叫做Aviotar的空照鏡頭(見上右圖),Aviotar1934年的Biogon非常相像,差異是原來在前方的三合透鏡改成雙合透鏡,接下來的雙合透鏡變成三合透鏡,並且原本在最後的凹新月形透鏡也改成一個凹新月形三合透鏡,所以鏡頭的組成是九片四群(9E/4G1-2-3-3)。這個鏡頭的視角是60度(約略是135片幅的28mm),光圈為f/4.2,而且變形程度低到可以忽略。
 
            我們目前熟悉的Biogon是個完全不同、而且也是二次大戰後最重要的新設計。大戰結束後,俄國光學專家M. M. Roosinov1946年建議把兩個倒裝望遠鏡頭的設計背對背接在一起,形成一個大致上對稱的結構(見下左圖),於是得到一個新的廣角鏡頭設計。倒裝望遠設計指的是鏡頭前方有一個職司發散的凹透鏡組,後面跟著一個小而緊湊的成像用凸透鏡組,因為兩組倒裝望遠透鏡背對背相接,所以鏡頭前後方都有相當凸出的透鏡,在大多數情況下是凹新月形透鏡;這種(Roosinov的)設計可以讓視角大到66度時中心與邊緣的亮度仍然相差不大。

 

 
 
            Ludwig Bertele1952年再度為Wild公司設計空照鏡頭時就用了Roosinov的原理,他把這個鏡頭叫做Aviogon(見上右圖)。Aviogon的焦距是115mm,最大光圈為f/4.5,可以涵蓋18´18cm的片幅,而且影像變形控制在0.01mm以下。Aviogon是十片六群(10E/6G1-1-3-3-1-1)的架構,兩組透鏡差不多以光圈部份對稱。因為它優異的光學特性,Aviogon很快就取代了TopogonMetrogon成為空照的標準配備。
 
            Carl Zeiss在二次大戰後再度生產Contax RF機型,但因為原來Dresden廠房在戰爭中被炸毀、而且Dresden又在東德境內(請看這篇文章的說明),因而西德Zeiss Ikon幾乎得從頭做起,當然也想推出一系列比戰前更好、更先進的產品,所以要求Bertele設計一個超廣角鏡頭。Bertele的做法是把Aviogon簡化成下左圖的樣子,仍然叫做Biogon,不過與戰前的樣子大不相同。與Aviogon相比,新的Biogon中原來在前段的三合透鏡簡化成雙合透鏡,後段的兩片凹新月形透鏡也簡化成較厚的一片,所以這是個八片五群(8E/5G1-1-2-3-1)的設計。

 

 
 
            Carl ZeissContax RF機型生產了兩個Biogon,分別是21mm f/4.5(見上右的廣告)與35mm f/2.8,後來也為Contarex SLR)生產了21mm f/4.5,不過Contarex的反光鏡片必須先彈起來鎖住後才能裝鏡頭。因為Biogon的鏡後距(從鏡頭最後一片透鏡到底片平面的距離)很短,Distagon出現後ContarexBiogon就停產了。此外,Carl Zeiss也為Leica M機型生產過少量的21mm f/4.5。目前BiogonCarl ZeissSLR機型廣角鏡頭的主力,從大型4´5相機(應該已停產多年)、到中型6´6135底片機型(譬如Contax GLeica M)都會看到Biogon;以135底片機型而言,焦距在21mm35mm之間,4´5機型則是75mm
 
            Ludwig Bertele為他的Biogon申請了專利,其中有前後各三片凹新月形透鏡、視角高達120度的版本,但不包含前後各一片凹新月形透鏡的型式(因為Roosinov已經討論過這樣的設計),所以其它廠家可以採用。正因為如此,SchneiderSuper Angulon(含大型機與Leica版)、RodenstockGrandagon(大型機)、與NikonNikkor SW系列(大型機)鏡頭才能上市。下圖自左而右是Nikon Nikkor SW f/47E/4G1-3-2-1)、Rodenstock Grandagon f/4.58E/4G1-4-4-1)與Schneider Super Angulon f/5.68E/4G1-3-3-1)的光學結構圖;Nikon版比較特別的是中央部份,它用凸--凸的三合透鏡,但RodenstockSchneiderCarl Zeiss都用凹--凹的方式:

 

 
 
            Carl ZeissNikon都為SLR生產過Biogon類型的鏡頭,兩者都是從RF版改來。首先是Carl Zeiss1958年推出ContarexBiogon 21mm f/4.5,它是個八片五群(8E/5G1-1-2-3-1)的Biogon標準設計,見下左圖;次年(1959Nikon也發表了RF版與SLR版的Nikkor-O 2.1cm f/4,光學結構是八片四群(8E/4G1-3-3-1),見下右圖。這兩個鏡頭在使用時得彈起並且鎖住反光鏡、而且用外掛觀景窗取景構圖。

 

 
 
            請注意,Nikkor-O 2.1cm f/4只能在Nikon FF2上使用;Nikon196512月把接環稍做修改,於是從序列號碼225001起的Nikkor-O 2.1cm f/4才能在Nikkormat機型上使用。但是,千萬不要把這個鏡頭裝在其它Nikon SLR機身上,因為鏡頭尾端會損壞反光鏡,所以要玩這個鏡頭的朋友最好多投資買一台Nikon FF2機身,並且加一個21mm的外掛觀景窗。下面的照片是Nikkor-O 2.1cm f/4鏡頭、把它裝上Nikon F2AS機身、以及打開快門簾幕後鏡頭最後一片透鏡的位置:

 

 

 

 
            Biogon的設計也在空照的領域使用。下面是由美國Pacific Optical公司在1960年代末生產、叫做Paxar B的軍用偵察Biogon類鏡頭(見下圖),光學結構是十片五群(10E/5G1-1-3-3-2),焦距是3英寸(76mm)、光圈f/4.5、視角90度、涵蓋範圍4.5´4.5英寸(約11.4´11.4公分)、鏡筒長8.068英寸(20.5公分)、重8.5磅(近3.9公斤),但鏡後距(最後一片鏡片到底片平面距離)只有0.65英寸(約1.65公分)。

 

 
 
            下面是Paxar B的前方與後方的照片,第二張中有一片CF卡讓您比較鏡頭的大小,鏡頭中央部份的空隙是裝光圈與快門用的。第三張照片中較小的是RodenstockGraflex公司生產的Grandagon 58mm f/5.6,涵蓋範圍是6´7公分,它與Paxar B相比根本就是小巫見大巫。

 

 

 

 
 
Hologon
 
            Sutton1859年設計的球形鏡頭到1942年被在波士頓的J. G. Baker往前推進了一步,他用兩個同心的半球透鏡、加上兩個同心的半球殼透鏡設計了一個球形鏡頭(見下左圖),中央是光圈孔,但成像仍然在同心、半徑為該鏡頭焦距的球面上(圖中右邊的虛線)。Baker這個鏡頭的光圈高達f/3.5,不過它似乎只有專利而沒有生產。下一個球形鏡頭的里程碑是Carl Zeiss1966年發表的Hologon,在概念上Carl ZeissSuttonBaker球形鏡頭的中央部份換成另一個球,得到三片三群(3E/3G1-1-1)的凹--Triplet設計。Harold Dennis TaylorTriplet的設計人(見相機鏡頭:古典設計、Triplet與Tessar的介紹),在說明Triplet設計時指出,如果把兩片倍率相同的凸與凹透鏡黏在一起而成為一個雙合透鏡,兩者會相互抵消而得到一個倍率為零的透鏡(但它的Petzval和也為零);若把這兩片透鏡分離少許,就會有正的倍率,而且Petzval和不會改變(下右第一個圖),但鏡頭因為高度不對稱而引入各種像差。為了修正像差,Taylor建議把兩個透鏡之一分成兩片隔著放置;譬如說,把凸透鏡分成兩片、再隔著凹透鏡放置得到凸--凸的Triplet(下右中),或把凹透鏡分成兩片、再隔著凸透鏡放置得到凹--凹(下右右),但是Taylor選擇了前者(凸--凸)設計了知名的Triplet而不是後者。

 

 
 
            Hologon從一開始就是為36´24mm135相機設計的,它最早的型式是15mm f/8、視角110度、變型極低、光學結構是三片三群(3E/3G1-1-1),見下左圖。不過Hologon邊緣失光十分嚴重,得要加中央深邊緣淺的漸層減光濾鏡平衡通光量,又因為光學結構(中央一個實心球形透鏡)不容許裝光圈,Hologon只有一個f/8光圈可用;另外,因為最後一片透鏡太靠近底片平面而且鏡筒很短,Hologon也無法在SLR上使用。

 

 
 
            Carl Zeiss先是把Hologon裝在一台從Contarex變化而來的Hologon Ultrawide機身上、當成一台不能換鏡頭的超廣角相機使用(生產年份是19691975),1972Carl Zeiss也為Leica生產了少量的M-mount Hologon 15mm f/8。因為產量少,Hologon Ultrawide相機與LeicaHologon 15mm f/8在二手市場上不很常見,價格十分高、而且有時高得到離譜。
 
            Hologon的光學結構可以看成是球形透鏡的變型,球心部份不是實心、而是換成一個像球一般、而且與前後兩片透鏡分離的凸透鏡,但Hologon與球形透鏡最大的不同就是影像是在平面、而不是在球面上。另一方面,因為Hologon 15mm f/8的透鏡組成是凹--凹的方式,它也可以視為Triplet的一個極端變型;不但如此,我們更可以把中央的凸透鏡看成是兩個凸透鏡接在一起,左右兩側各有一個凹新月型透鏡,因此在原理上Hologon也可以看做是Biogon的變型。
 
            Contarex之後,Zeiss Ikon在相機業的龍頭地位逐漸被日系廠商取代,再加上Hologon不適合在SLR上使用,於是在SLR當道下Hologon在市場上消失。Kyocera/Yashica1994年推出Contax G1hOLOGON有了新舞台,不過給Contax G1用的Hologon16mm f/8,光學結構改成五片三群(5E/3G2-2-1),見右上圖。
 
            下面是Clive Russ先生提供、Contax G1/G2用的Hologon 16mm f/8照片。第一張左邊是鏡頭、右邊是4X漸層減光濾鏡,第二張是把鏡頭與觀景窗裝上Contax G2的樣子,第三張是加上了4X漸層減光濾鏡。

 

 

 

 
            Contax G1/G2生產的Hologon 16mm f/8也許是最後的一批Hologon鏡頭,因為隨著倒裝望遠式廣角鏡頭設計日漸成熟、以及對較大光圈的需求,目前各廠商都不再採用對稱式或Hologon式設計廣角鏡頭,縱使是還在生產RF機型的廠家也都改用倒裝望遠式設計,連Carl Zeiss本身的ZM系列15mm f/2.8也使用Distagon倒裝望遠式。
 
 
後記
 
            本篇介紹的是從1859Sutton全景鏡頭起到1966Carl Zeiss Hologon等的對稱(或近乎對稱)廣角鏡頭,因為它們的鏡後距很短,在SLR/DSLR上的用處不大;縱使是可以裝上SLR機身,反光鏡也得彈起而且鎖住,再用外掛觀景窗取景構圖,使用上是很麻煩的,因此這些幾乎都是RF機型的產品。另外,本文介紹的二十世紀鏡頭中,除了HyergonHologon之外都有顯著的軍事用途,或是原先就是為空中偵照設計、然後再改成一般用途,所以常會看到軍用鏡頭就不足為奇。好了,這一篇實在夠長、就到此打住,下一篇打算談望遠鏡頭。
 
 
誌謝
 
            最後,本人在此對Clive Russ先生致謝,感謝他提供HypergonMetrogonHologon的一些照片,使本文增色不少、更容易閱讀。文中用到Russ先生照片的地方都加了註明,若您要使用或轉載這些照片的話,請直接與Russ先生連繫,他的網站(Clive Russ)上有聯絡資訊

 

 
未經本人同意,請勿轉載轉貼本文任何片段,請尊重智慧財產(著作)權
引用方式:冼鏡光,對稱式廣角鏡頭HypergonTopogonMetrogonBiogonHologonDCView.com達人部落格(http://blog.dcview.com.tw/article.php?a=Az4DYwJmAzE%3D
 
 
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回應

Kit Leong  於2008.12.25 14:58  

真特殊的鏡頭設計,感謝分享,讓我們對鏡頭的歷史又多一點了解!

耕耕  於2008.12.25 17:04  

好知識!

社教乖寶寶  於2008.12.25 21:17  

講的相當專業 和無忌論壇的建築大大 可以說是有過之而無不及!
讓我對軍用鏡頭有更深一層的認識

dream2000  於2008.12.25 23:58  

冼老師,謝謝您的分享,又上了一課。
不過老師有看過Hologon 110/8 for Linholf嗎?
http://www.westlicht-auction.com/index.php?id=25204&acat=25204&lang=3
View camera的鏡頭都配鏡間快門,很好奇這個鏡頭怎麼安置快門?

版主回應︰ 於 2008.12.27 05:59

Hologon不能裝鏡間快門,快門要裝在鏡頭後方。

Keith Kwan  於2010.10.21 13:21  

這系列文章是2年前的,現在才讀到是有点相逢恨晚吧!現在才寫回應,不知老師會否留意…

能夠學到Biogon, Planar, Sonnar 及Tessar的構造,先感謝老師的用心。最近開始留意到還有人作20x24吋的大幅攝影,于是注意到所用的鏡頭。其中最觸目的是Schneider Fine Art XXL系列的鏡頭,只有2組鏡,請問是否屬於Planar結構?又如何能達成900mm如此巨大的Image Circle?請指教。

又,老師能否講解一下Distagon結構,感謝!!

Schneider Fine Art XXL :
http://www.schneideroptics.com/ecommerce/CatalogSubCategoryDisplay.aspx?CID=166

版主回應︰ 於 2010.10.22 15:11

看起來不是,因為似乎是全對稱結構,不過沒有進步資訊只看光學結構圖是很難推斷的。Distagon就是倒裝望遠的一個變型,但Zeiss從來沒透露很多細節,所以局外人很難說得很清楚,很抱歉。

valenr  於2013.05.03 11:33  

老師您好!又來問問題了。

1.所謂“對稱式鏡頭”,真的是前後組完全一樣嗎?那樣豈不是可以把後組裝到前面,前組裝在鏡間快門後面?或者光用兩個前組重新組合成新的鏡頭?有人在賣兩個metrogon的前組)

2.比如Schneider symmar 100/5.6雙焦鏡頭也是對稱結構,可以單獨使用後組成像,那也可以單獨使用前組成像麽…?另外單獨使用前/後組的時候裝在快門之前還是之後,是否會有不同?

有些是突發奇想的問題,望不吝賜教。
謝謝!

版主回應︰ 於 2013.05.06 10:37

(1) 未必每一個宣稱為對稱式的鏡頭都是十全十美的對稱,縱使是非對稱的鏡頭也可以反過來用,這在近拍時十分常見。對稱式鏡頭的光圈和快門通常在正中央,前後組都是可以成像的凸透鏡。

(2) 快門位置不會有太大影響,但光圈位置會引起不同程度的變形,請看拙著「DSLR:觀念、技巧與原理」單元M中有關變形的討論( http://blog.dcview.com/article.php?a=VGkHYQNnADIDYg%3D%3D )。

valenr  於2013.05.06 12:28  

感謝老師的推薦,您這本書讓我想起我曾讀過的另外本《Science for the curious photographer : an introduction to the science of photography》著者Johnson , Charles S.

說到這個書是有兩個目的…一方面希望中文界也能有類似這本書壹樣從“比較”理論的角度解答了攝影中各種問題(比如此著作中對于光圈極限、暗角、組合透鏡、偏振光等的公式計算),但不失閱讀性。只是原書可能在此方面還是有所失衡。不知老師是否可將之作爲下本書的方向?唐突之言,還請見諒。

另外此書中通過計算論證了鏡頭光圈極限爲F0.5,但我在別處討論時似乎有人提出了突破極限的辦法。不知道以老師您之見,對此問題有否透徹研究?

版主回應︰ 於 2013.05.06 15:37

在鏡頭的基本光學部分,本人書中單元M要比該書詳細而且深入得多,單元M只談鏡頭的基本知識就有122頁,近拍和微距部分在單元N也有44頁。但是,光圈極限繞射等課題需要更進一步知識,不方便寫到書中。所以看拙箸單元M會比看Johnson的書來得紮實得多。

要寫一本比Johnson的還好、更詳盡的攝影鏡頭的書(不是光學教科書)並不難,因為「DSLR:觀念、技巧與原理」以及部落格中已經有了很多資料,難的部分是市場,因為一來曲高和寡、二來國人不愛買書看書,所以出版商的意願不高,出了書賣不了多少本就變成虧本生意了。

最後,提出看法和做得到甚至於做得出來是不同的,個人對比沒多大研究。

NtRdeMtrX  於2016.03.21 03:01  

老師您好,最近對老鏡非常有興趣,所以找了很多文章閱讀一些理論跟歷史,後來漸漸逛到您的部落格覺得學到非常多東西!!

不過有幾個問題很難找到適合的解答,想請教您一下─
1. 在本文有提到Flektogon後來取代了Topogon,究竟Flektogon的結構演化有什麼特色,而他能夠取代Topogon的地方是何處呢?不知道老師是否有相關的研究?

2. 有幾顆東蔡的Flektogon老鏡在二手群中非常熱絡,可是在研究鏡頭理論的群眾中對於Flektogon的著墨卻甚少,而且也鮮少看到其他廠商使用相同的結構稱呼,是否是因為他只是個過度結構或著是模仿結構,還是其實他有什麼重大的瑕疵?

3. 這些零零總總的鏡頭結構名稱,是如何決定的?因為看起來許多的鏡頭都是各種模仿,然後再透過各種修補而產生,即使是同一型的鏡頭不同代在結構也會有些微的不同,要怎麼認定這些鏡頭就是屬於什麼樣的結構,或著是源自於什麼結構發想呢?

希望老師能跟我討論看看,謝謝!

版主回應︰ 於 2016.03.22 10:57

>> 在本文有提到Flektogon後來取代了Topogon,究竟Flektogon的結構演化有什麼特色,而他能夠取代Topogon的地方是何處呢?不知道老師是否有相關的研究?

這些對稱式廣角鏡頭的鏡後距很短,無法在長鏡後距的一些電影攝影機和SLR上使用,而且邊緣失光相當嚴重。Distagon和Flektogon這類型廣角鏡頭就是克服上述問題的設計,它的基本做法就是在一個普通鏡頭前面加一片凹透鏡,一般叫做逆望遠或倒裝望遠設計,因為望遠鏡前方是一組相當於凸透鏡的鏡組、後方則是一組相當於凹透鏡的鏡組。把望遠鏡倒過來就變成凹透鏡組在前、凸透鏡組在後的設計,這就是目前通用的廣角鏡頭設計,連Leica的RF廣角鏡頭都改用了這一項技。

>> 有幾顆東蔡的Flektogon老鏡在二手群中非常熱絡,可是在研究鏡頭理論的群眾中對於Flektogon的著墨卻甚少,而且也鮮少看到其他廠商使用相同的結構稱呼,是否是因為他只是個過度結構或著是模仿結構,還是其實他有什麼重大的瑕疵?

都是逆望遠(或倒裝望遠)設計,沒什麼特別的地方,各家設計在觀念上相同,細節上不太一樣而已。

>> 這些零零總總的鏡頭結構名稱,是如何決定的?因為看起來許多的鏡頭都是各種模仿,然後再透過各種修補而產生,即使是同一型的鏡頭不同代在結構也會有些微的不同,要怎麼認定這些鏡頭就是屬於什麼樣的結構,或著是源自於什麼結構發想呢?

沒什麼道理,就像您為自己子女取名一樣。進入電腦系統設計之後,一個Tessar設計可能不再是1-1-2,而可能是更複雜、和當初的Tessar完全不一樣也看不出太大關聯的結構。近代攝影鏡頭的設計不外乎Tessar、Sonnar、Doubke Gauss和逆望遠以及望遠這幾項,對稱式設計早就不用了。

拙著《DSLR:觀念、技巧與原理》( http://blog.dcview.com/article.php?a=BzpXMQVhUWNUNQ%3D%3D )的單元M還有其它鏡頭的基本知識。

NtRdeMtrX  於2016.03.27 02:50  

感謝老師的解說!我有看老師的書了,內容完整清晰,廣度與深度齊備,實在太晚發現,相信這一本就足夠陪伴我很長一段攝影生涯。

我也讀了老師部落格分享的各種鏡頭結構介紹,實在很佩服前人的努力而鑄造的科學結晶,很想要更了解歷史及發展緣由,不過老師的書中主要是基礎的建設,好像沒有鏡頭歷史、演進及細節分析的內容,未來有機會出嗎?或著目前老師推薦那些攝影人的書呢?

版主回應︰ 於 2016.04.09 07:06

很抱歉,因為漏看您的第二篇留言,以致回覆很遲。

>> 我也讀了老師部落格分享的各種鏡頭結構介紹,實在很佩服前人的努力而鑄造的科學結晶,很想要更了解歷史及發展緣由,不過老師的書中主要是基礎的建設,好像沒有鏡頭歷史、演進及細節分析的內容,未來有機會出嗎?或著目前老師推薦那些攝影人的書呢?

台灣大多數讀者喜歡「輕」而且易讀的「淺」書,有關鏡頭歷史、演進及細節這些硬書是乏人問津的。而且台灣讀者更是喜歡免費或高C/P值,當然網上自由可取的資訊(不管是對或是不對)就是「知識」最主要的來源。所以這一類的書縱使寫出來也不會有多少人買,出版商是不太想出的,縱使不收稿費也如此,因為肯定虧本。十幾二十年下來的觀察就是如此,台灣自己造成的知識沙漠,正在自己承擔、並且還在惡化中。正因為一直陷在這個泥淖裡頭而不自知,以為世界就是如此而麻痹自己,所以和世界的距離愈來愈遠,很令人感嘆,要看書恐怕得找外文書了。

在外文書中個人建議看英文而不是日文,因為英文書多而且廣,有深度的更是多不勝數。《DSLR》這本書後面的參考文獻中應該會有些幫助:在歷史發展和演進方面〔26,41〕,比較早期的攝影光學教科書會有不少古典鏡頭的資料〔9,16,25〕,有些近代教科書寫得十分廣但不深〔44〕,另一些比較深但未必全是攝影光學〔48〕;以上的數字是參考文獻的號碼。

因為不住在合灣,很難說自己能夠推薦有哪些攝影人的書值得一讀,但外文書可能會太貴。個人的看法是從根讀起,不必趕潮流。《DSLR》中的參考文獻〔2,53,54,56〕值得一讀,此地「書!書!書!」一欄介紹幾本好書,「攝影思潮回顧」中還有唯一的、由Edward Weston寫的經典好文翻譯。因為翻譯作品得要取得翻譯權,書的部分也要取得使用照片的許可,所以已經停頓很長的日子了。

宇治抹茶  於2016.04.04 01:30  

不好意思 想跟洗大大請教一個問題
相機裡的相片檔案格式分為
L M S1 S2等等 越高級檔案越大 可拍攝張數越少

我雖然知道越高級畫面細節保留越多

但如果是一般電腦上觀賞而不做美工輸出的話

那麼選擇哪一種檔案最好呢?

版主回應︰ 於 2016.04.04 12:46

(1) 這要看在電腦上如何觀賞。目前流行4K顯示器和電視,也就是解析度有4098X2160(或8mp)。所以觀賞時希望整張照片可以佔滿顯示器,那麼橫向解析度就應該有4K左右。依這個標準選擇就錯不了。

(2) 電腦顯示器和電視的解析度只會愈來愈高,所以個人一定選最大的檔案和最高的解析度,因為它可以縮圖;但若選較低解析度後就無法回到更高的解析度使用了。

yschen  於2016.04.06 18:19  

洗老師你好
可否請教老師您一個問題。
根據我的了解,相機要拍出全部都清楚的照片,要使用小光圈,使用小光圈勢必要把ISO值拉高或快門時間變長,如此一來可能會造成快門時間低於安全快門導致晃到的情形。
但為什麼一般手機很容易拍出來全清楚照片,且不太會有晃到的情形發生,是因為犧牲掉畫質嗎?還是有甚麼原因?
謝謝老師

版主回應︰ 於 2016.04.10 10:50

>> 但為什麼一般手機很容易拍出來全清楚照片,且不太會有晃到的情形發生,
>> 是因為犧牲掉畫質嗎?還是有甚麼原因?

手機的鏡頭絶大多數是廣角,晃動的差異並不明顯,相機也如此;晃動明顯的是望遠鏡頭,焦距愈長愈明顯。另外,手機也較輕,晃動程度也較低。還有,有些手機也有防抖動的機制,而且銳化的程度恐怕也相對比較高、從而抵消了相機抖動帶來的影響。

lich  於2017.03.26 07:46  

洗老師您好:
我閱讀晚近的廣角鏡頭結構,發現多數鏡頭,無論多麼複雜,都可簡化理解為“凹-凸-凸-凹”或“凹-凸-凹-凹-凸-凹”(後一種如較近的Zeiss ZM Distagon 35/1.4),亦即“對稱倒裝望遠”。可否將它們都理解成Biogon變體?這是否就是您在本文中稱Biogon為“二次大戰後最重要的新設計”其中之一的原因?
謝謝!

版主回應︰ 於 2017.03.29 10:24

個人以為您以透鏡種類(凸和凹)為主的理解是不正確的,因為我們並不知道一組透鏡的綜合成果是凸還是凹。第二,只要是倒裝望遠,就沒有可能是對稱。要注意的是,對稱的意義是各光學元素的對稱關係、而並不只是凹和凸。所以,個人以為您的理解僅止於表象,而沒有到達光學的層次。

lich  於2017.04.13 19:44  

洗老師您好:
再次回复有多禮之嫌,不過還是要多謝您!上次提問後我也自行檢討了一番,經您指出更覺得的確耽於了表象,迷迷糊糊已似所謂的『民間科學家』……

另:您曾預告鏡頭系列的最後是一篇談倒裝望遠的文章,可惜似乎未載於網上。不知將來是否有機會補足?謝謝!

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