用DSLR模擬Daguerre(達蓋爾)相機
發表於2008.08.27 05:00

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DSLR模擬Daguerre(達蓋爾)相機
 
冼鏡光
August 27, 2008上線
 
            相機鏡頭:古典設計、Triplet與Tessar這篇文章中提過1839年初法國人Louis-Jacques-Mandé Daguerre1787-1851讀音與dag-AIR類似)發表他研究多年的攝影術(Deaguerreotype)時,很明確地定義了他的相機鏡頭規格:鏡頭是一個新月形achromat、凹面朝外,它的前面是光圈(相關名詞的解釋請參看相機鏡頭:從透鏡說起這篇文章)。同年819日,法國政府買下Daguerre的專利,並且宣佈世人可以自由使用Daguerre的攝影術,於是轉眼間Daguerre相機如雨後春筍般地在歐州與美州出現,但是有Daguerre本人簽名的正牌機種(見文末附記)現存不足十台、分別在法英德美。鏡頭方面倒不是太了不起的成就,它大致上就是把當時天文望遠鏡的achromat主鏡改到相機上使用而已,目前二手市場上這類型鏡頭還十分常見,只是經過百多年的日子很可能滿佈銅綠(十九世紀鏡頭大多數用銅鏡筒)、品相不一定很好了。寫完相機鏡頭:古典設計、Triplet與Tessar之後就很想找一個這樣的鏡頭裝上相機拍攝,看看十九世紀後半期攝影家們會拍到什麼樣的影像。
 
            不過這卻有一個難題。Daguerre相機的鏡頭原本是涵蓋216´164mm的大片幅,這差不多是大型機的8´6英寸的規格、比常見的5´7還大,再加上還要拍單張底片花費不低,所以買一個老鏡頭在大型機上使用不十分經濟。然而轉念一想,ChevalierDaguerre設計的鏡頭是個achromat雙合透鏡,既然如此,何不用一個achromat的近拍鏡取代(好的近拍鏡都是achromat雙合透鏡)?雖然近拍鏡是設計成裝在另個鏡頭上使用、而不是拿來當一般鏡頭看待,不過achromat近拍鏡仍然是一個凸透鏡,沒有理由不能單獨使用。有了這個想法之後不動手試一試就心有未甘,接下來的文字就是用一個凸新月形achromat加上Nikon D60模擬Daguerre相機的紀要。從狹義角度來看,這個模擬沒多大意義,因為相隔160年造鏡頭技術與數位科技有極大的進展,所以照片的品質與160年前的不可同日而語;但從廣義的層面來看,取原來的精神、用近世的科技做個實驗也是很有趣味的,不是嗎?
 
 
基本器材
 
            DSLR上模擬Daguerre機型的最大困難是片幅,我們在相機鏡頭:古典設計、Triplet與Tessar這篇文章中提過,它的片幅是216´164mm、焦距是380mm、視角大約是40度(比135底片的標準鏡頭的50mm小一些),但APS-C規格的晶片是25.1´16.7mm,在面積上只有Daguere相機的1.12%!從下面的Daguerre相機與APS-C晶片的片幅比較就不難看出兩者之間的大差異:

 

 
            片幅的差異造成不可能用380mm的鏡頭產生40度左右的視角,或許您會想何不用35mm的廣角鏡頭、裝在APS-C機身上不就差不多是標準鏡頭?但這樣做就味道全無了,因為Daguerre相機是用Chevalier設計的achromat雙合透鏡,與今天的35mm廣角鏡頭比品質相差太遠,所以我們不應該用SLR/DSLR鏡頭。
 
            好在是市面上的achromat很多,它們就是常見的、品質較高的近拍鏡(close-up lens)!不過難處是很不容易找到35mm的近拍鏡。我們知道近拍鏡的屈光度(diopter)是1000被焦距除的商(請參看近拍(最短)對焦距離的迷思的簡介或拙著冼鏡光,數位相機:觀念、技巧與原理K.3章的詳細說明),所以35mm焦距近拍鏡的屈光度是+28.5,市面上根本沒有這樣的產品。再者,縱使找到了也不能用,因為Nikon機身的卡口距(flange distance)是46.5mm,而35mm焦距的近拍鏡對焦在無窮遠時離底片或感光晶片的距離是35mm,所以近拍鏡得放到機身內部(擋住反光鏡片),當然這是不可行的。事實上,因為卡口距是46.5mm,再加上各個轉接環的厚度,近拍鏡得離開底片或感光晶片60mm上下,所以近拍鏡的焦距也差不多得是60mm,換算成屈光度就是+17 = 1000/60,仍然是一個很高的值。
 
            市面上品質較好的近拍鏡屈光度大約在+10左右,不過效果已經是不很理想了,所以退而求其次用低屈光度的近拍鏡。手上的高品質近拍鏡有Canon 250D+4)與500D+2),以及Nikon#3T+1.5)與#4T+2.9)等等,不過我的250D口徑太大不好組裝,所以選用Nikon#4T。因為Nikon #4T近拍鏡的屈光度是+2.9,所以焦距大約是345mm = 1000/2.9,這表示對焦在無窮遠時#4T到底片或感光晶片的距離是345mm,很長的距離,而且對焦到近距離時會更長。不過長度倒不是個問題,因為可以用延伸筒extension tube,也叫做接寫環)接出很長的筒子,再用蛇腹對焦,下面是接好的樣子:

 

 
            在上面照片中機身是Nikon D60、蛇腹是Nikon PB-4、在蛇腹前面的筒子是兩組延伸筒接出來的。在相機鏡頭:古典設計、Triplet與Tessar這篇文章中提到,Daguerre相機鏡頭的achromat的凹面朝外、凸面朝底片,所以我也依樣葫蘆一番。Nikon #4T的螺紋口徑是52mm,如果要凹面朝外裝,就得用一個一邊是Nikon鏡頭爪式(裝上延伸筒)、另一邊是52mm陽紋的接環,這種接環通常叫做倒接環reverse ring),我用的是Nikon BR-2。於是裝起來就像是下面的照片,自左而右是Nikon #4T近拍鏡、BR-2倒接環(銀色)、與延伸筒(部份):

 

 
綜合起來,上面的組合用了Nikon #4T近拍鏡(屈光度+2.9、焦距345mm、口徑52mm),Nikon BR-2倒接環,兩組延伸筒,以及Nikon PB-4蛇腹。這幾個配件中蛇腹不可或缺,因為得用它對焦。近拍鏡可以是任何品牌,最好是achromat雙合透鏡的高品質產品,不然效果會很不理想。焦距不能太長,因為延伸筒加蛇腹的長度至少得等於近拍鏡的焦距,但焦距也不能太短,因為裝上蛇腹後可能無法對焦到無窮遠;我的經驗是屈光度在+3+4之間的最好用。倒接環市面上很容易買到,如果口徑不合就要加接環。
 
 
一些缺陷
 
            除了片幅之外,這個組合還有幾個很難克服的缺陷。第一是焦距,Nikon #4T的焦距是345mm,在APS-C的機身上相當於518mm = 345 ´ 1.5,因而做不到40度的視角;事實上,這個組合變成一個超望遠鏡頭,不很合適拍風景了,當然就失去了原來「風景」鏡頭的味道。
 
            第二個缺點是沒有光圈。因為「鏡頭」部份只是一片近拍鏡,當然就沒有光圈的機制。這個問題其實不難解決,我們可以找一個大型相機的快門,加上合適的接環裝在近拍鏡前方,但關鍵是前方何處?這是需要依近拍鏡的光學特性算出來的,因為光圈位置不能亂放,要不然非但無法有效降低像差、還會造成暗角,所以我沒有做進一步的嚐試。您也許會問為什麼要大型機的快門?道理是這樣的,大多數大型機用鏡間葉片快門(也就是一個環中既有光圈葉片、也有控制光圈葉片開合時間的快門機制),所以在拍攝前把它定在T快門,選好光圈後打開T快門,再按相機上的快門鈕拍攝,照完後關閉T快門就行了。
 
            這個組合的光圈是多少?量了Nikon #4T凹面的內圈直徑,讀數大約是46.5mm,因為#4T的焦距是345mm,所以這個組合的光圈是f/7.4 = 345/46.5!更重要的是,這個值是以遠距離對焦為準,近距離時因為蛇腹伸長而造成失光,在曝光時得要有所調整。一般而言,如果對焦距離在十倍焦距(以這個組合而言就是3.5公尺)以內,就要加長曝光時間,相信玩大型相機的朋友都知道如何補償。好在是我們用DSLR,試拍一張後再做調整就好了。
 
            第三個缺點是很不容易對焦。大多數SLR/DSLRAF系統都需要f/5.6或更大的光圈才能正常作業,雖然在某些高亮度場合f/8還能對焦,但是AF系統就有點吃力了。這個組合的光圈是f/7.4,觀景窗相當暗,測試用的Nikon D60在大多數場合無法或很不容易對焦,所以很傷眼力,再加上相當於518mm焦距的淺景深,非常準焦的照片比率不高。用觀景窗放大器會改善對焦準確度,但在非微距場合我個人卻很不愛用這項道具,或許日後可以一試。
 
            第四個缺點是笨重。相機加上蛇腹與各延伸筒後的重量相當可觀,得放在比較穩的腳架上拍攝,因此幾乎沒有運動性,所以試拍的對象都是在院子週圍或室內的靜物。但不論如何,能夠拍到可以看的結果就心滿意足,日後再想法子改良。
 
 
拍攝結果(一)
 
下面是林子邊上的野花野草,這是個很好的景,因為有很多細節與相當高的對比,對焦點是那一叢白花下方的莖部。照片縮成600´400後看起來還不差,但白花與黄花卻沒有多少細節,相當模糊了(曝光過度應該是原因之一)。

 

 
            很有意思的是對焦所在的白花糊成一片(見下面第一張照片,原照片100%裁切),細節因為球面像差完全消失。不過其它沒有太複雜細節的區域倒也表現不差,下面第二張與第三張照片中葉子的脈絡是看得清楚的,只是球面像差使畫面鬆軟、抹掉了細緻的部份。

                       

 

 

 
            下面是左上角的裁切,鬆軟的程度又高了些,在高對比區域出現暈狀的邊線,有點像是加了片柔焦濾鏡的效果。

 

 
這是第一批測試照片之一,本來的想法是Nikon #4T是個近拍鏡,設計的目的是掛在其它鏡頭前方做近距離拍攝用,所以心中實在沒多大期望。坦白地說,看到這張照片有點驚艷的感覺,突然間改變了原先的想法,讓我繼續玩下去。
 
 
拍攝結果(二)
 
            上一張照片中白花與黄花部份表現不佳,所以換一個景,看看細節不那麽多時表現如何,下面就是第二個景,對焦部份是兩株白花之間的不知名野花。

 

 
            下面第一張照片是中央部份100%的裁切,細節還是有一點糊,不過花莖上的細毛倒還是十分請楚的。下面第二張照片是中央下方的100%裁切,在亮度較高部份還是有散開的情形,但花莖的細節實在表現不俗。

 

 

 
 
拍攝結果(三)
 
            第二張照片給我相當鼓舞,所以找一個單純的景再試一次,這是長在屋簷邊的野草。這是張逆光拍攝,而且對比很高,但是對焦卻出乎意料地難,本來是以畫面中央野草頂端對焦的,但卻對到野草後方一段距離了,用D60的觀景窗實在不很容易確定是否準焦。

 

 
            下面是中央靠下方的100%裁切,莖上的細毛與葉上的脈絡依稀可見,如果準焦效果一定很好。

 

 
 
拍攝結果(四)
 
            在林子中找一個類似但比較好對焦的景再試一次,這是下面的照片。這仍然是逆光拍攝,並且讓曝光有點不足突顯樹葉的脈絡,而且樹葉較大容易對焦。

 

 
            下面連續三張照片是葉子的上方、左側與下方的100%裁切,看來對焦很準,雖然樹葉不平坦,但細節卻還原得非常理想,不過在高對比區域邊緣仍然有散開的現象(見下面第一張照片右側)。所以,Nikon #4T這個achromat的表現還真的是可圈可點!

 

 

 

 
 
其它結果
 
            再加幾張照片。下面這張是放在戶外的模型車,放久了積了不少灰塵,拍攝的距離大約在一到兩公尺之間,對焦點是車頭Ford的字樣。

 

 
            其次是室內的娃娃、逆光拍攝,原來對焦點是中央的小狗,但似乎沒對準而前移了些;再下來是是側光拍的小娃娃,這張對焦似乎準了些。不論如何,如果我不說它們是用achromat拍的,相信您可能會以為用的是kit鏡頭!

 

 

 
            我們看看散景如何。第一張是讓鳥兒洗澡的水盆,背景是草叢,看起來有點散不開的感覺;第二張是草叢中的小雪人,前景(照片最下方)的散景很不討喜。但這是一個f/7.4 achromat的拍攝結果,有此成績己經難能可貴。

 

 

 
            在如此簡單的鏡頭下很難避免色散,下面照片中樹葉與天空的高對比處的紫邊現象相當明顯。

 

 
 
後記
 
            前面提過,一開始時對這個組合的期望不大,只是想要用現代設備溫習160多年前用凸新月形achromat拍攝的樂趣。最先是調整器材的嚐試階段,常常對焦不準,習慣了就漸入佳境,摸熟之後扛著這組笨重器材到院子與林子裡走走。第一次用心拍攝後得到相當好的結果,接下來就開始享受這種「古典」拍法的樂趣,這與多年前扛著5´78´10到處走不相上下,只是用數位方便得多。但是這個組合的焦距太長,在Nikon D60上相當於500mm以上的超望遠,拍風景實在不好用,所以從來沒把它帶離家門去拍咱們鄉下的好風光。目前正在找一個很輕而且簡單的蛇腹,如果找到了,接上Canon 250D把焦距縮短到250mm(在D60上相當於375mm),這樣帶出門或手持拍攝就容易多了。另外,            在這次實驗中Nikon #4T一直都是凹面朝外,用BR-2接上延伸筒,我沒有試凸面朝外的接法,而且也沒有試其它廠牌的近拍鏡,如果您有興趣不妨動手試試。
 
            寫這篇文字之前的第一個想法,是找一個真正十九世紀末的凸新月形achromat拍攝,這樣拍出來的結果才會有古意。上eBay與其它拍賣場找了一段日子,的確是發現若干品相十分好的老鏡,但價格卻不低、雖然也沒高到離譜,與內人討論到是否弄一個回家拍攝時她總是愛說:「你是要收藏還是要玩,如果要收藏就買,如果要玩就想一想值不值得。」仔細想想自己真的只是要玩,興頭一過就不再用了,所以幾次都沒出手,最後就想出用achromat近拍鏡取代的點子,就像前面看到的,樂趣還很大呢!如果日後真的弄了個玄祖父級的鏡頭,我一定會繼續寫下集與各位分享。
 
 
附註
 
            正牌Daguerre機型是Daguerre設計,由在法國巴黎Alphonse Giroux et Cie.生產、1839821日上市的機種(見下面照片),相機左側有一個橢圓型標記,上面除了有臘印與Daguerre簽名之外,還有一段法文的註明:「如果沒有Daguerre先生的簽名與Giroux先生的臘印,本器材沒有任何保証。Daguerreotype由原發明人指導由在巴黎的Alph. Giroux and Co. Rue du Coq St. HonoréNo. 7生產」

 

 
            這部相機其實是個木盒子,前方裝了Chevalier的法國風景鏡頭,後方是一個抽屜。抽屜後方有一面鏡片,對焦時可以掀出來呈45度角,拍攝者以這個(上下正確左右互易的)影像透過推拉抽屜的方式對焦,對焦完成後把Daguerre發明的銀版「底片」裝在抽屜後方拍攝。從這個觀點來看,Daguerre相機是一台SLR,差異在於反光鏡面是裝在底片後方而不是前方;事實上,Daguerre相機是一台在十八世紀旅行藝術家畫人像時常用的Camera Obscura的變形。曝光時間?在剛推出Daguerre相機時是十五分鐘,所以早期的照片幾乎全是靜物與巴黎街景。下面是Daguerre1837年做攝影實驗時所拍的照片,場景應該是他的工作室。

 

 

            下面這張是Daguerre1846年時的照片:

 

 
            下面是世上第一本(Daguerre)相機手冊的封面,它是1839年在德國萊比鍚印行:

 

 
            這張是完整的Daguerre相機系統的版畫:

 

 
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,DSLR模擬Daguerre(達蓋爾)相機DCView.com達人部落格(http://blog.dcview.com.tw/article.php?a=DzFXNARtADc%3D
 
 
 
 
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回應

動感奇異果  於2008.08.29 00:50  

你......太帥了....

msbs tan  於2008.08.29 14:37  

你真的好神,佩服佩服。

Kit Leong  於2008.08.29 14:40  

這太神了.... 而且蠻有趣的, 這樣組合的意思是只需利用一片近拍鏡的倒接, 再延長距離並微調焦距就有這樣的成像?

真的太帥了....

hoower  於2008.08.30 01:32  

雖然耐著性子完全看完了
但是板大的文章
我還是沒有一篇看的懂
真是太專業了
呼~~~
我還太淺了

版主回應︰ 於 2008.08.30 14:25

每個人在跨過某個門檻前都會有這樣感覺的,給您自己一點時間,一旦克服了這道障礙,前方就是大道了。加油!我們都為您打氣。

晨星之子  於2011.11.28 15:01  

冼老师,你好,我想请教一个问题,近摄镜这样使用,但是有两个问题,一个就是球差问题,一个就是镜头组装起来之后长度问题。我设想一下,如果使用一支类似Tesser结构的镜头作为这片镜片的中后组镜头,是否可以解决这个问题呢?因为这些镜头都有矫正球差的结构,还有后组镜片就是调节或者说是缩短相面距的作用,如果这样接的话是否效果会比单纯使用一片近摄镜倒接的效果来到更好?谢谢冼老师。

版主回應︰ 於 2011.11.29 14:48

任何鏡頭加上近拍鏡之後,最遠對焦距離就是該近拍鏡的焦距,所以無法對焦到無限遠。因此您的想法不可行。

dodolan  於2011.11.29 13:22  

您好
我們是一群攝影的愛好者,目前有成立一個同好會,想請您來分享一些經驗,地點是在板橋的攝影棚(朋友贊助),不知是否能邀請您來跟我們分享一些經驗,時間是12月的每周四晚上1930-2100,期待您的分享

版主回應︰ 於 2011.11.29 14:43

很抱歉,因為住在國外,所以無法恭逢盛會。

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