【转载】再谈“柯克”镜头 摄影镜头的魅力(二)

今天没货

相机之家   日期: 2007-12-26   类型: 转载  作者: 赵刚

   在最近轰轰烈烈的数字影像革命中,各相机厂商起劲的忽悠像素对于最终成像质量的影响.使得很少再有人关注对于影像最终起决定性作用的镜头—这个曾经再传统胶片时代的重要话题.其实再数字影像时代镜头的重要性依然存在,随着数字相机像素的不断提高镜头的重要性也开始呈现出来,考虑到一些经典镜头对现代镜头设计的影响和承继关系,从本期开始,我们将陆续介绍一些经典结构镜头的光学特性及其表现,之所以从三组三片的柯克(Cooke,也成库克)镜头开始,是考虑到在它之前设计的更简单的镜头结构(两组两片的伊梅刚Imagon柔焦镜头除外).由于整体光学性能不高,成像质量也很低,没有什么实际的应用价格,也就不再介绍之列了.



    三片式柯克的前世今生

    我们通常将三组三片结构的镜头称为”三片式柯克镜头”,不论这种说法是否科学,这已经成为了一种约定成俗的叫法了,这个结构的镜头在日本也有专门的称谓,那就是”三枚玉”.它在19世纪末期之后的很长一段时间内,都是以”高性能镜头”的面目出现的,和在那之后出现的天塞(Tessar)双高斯(Double Gauss)结构的镜头,一同成为了从古典到现代过渡时期的古典镜头群落”三剑客”.至今,这种结构的镜头依然被应用在一些相对廉价的照相机上.

    1893年,英国泰勒.哈勃森(Taylor Hobson)公司的H.D 泰勒(H.D Tealor)设计制造了三片式柯克镜头,直到今天它仍然保持着其原生态的结构.稍后,欧洲其他的照相机,镜头制造商开始使用了钡冕玻璃制造镜头.这种新材料的应用也为三片式柯克镜头的设计提供了空前的自由度,在一定程度上促进了它光学性能的提高.

    技术随着时代的进步也在不断发展,进入20世纪后,照相机的产量也进入了爆炸性增长期,小型相机和专业相机的概念相继形成,并在20实际前半叶完成了整体结构布局.徕卡Ⅰ型在1925年研制成功,第一台禄来福莱克斯(Rolleiflex)也在1928年粉墨登场.在这个时代,三组三片的镜头渐感力不从心.作为摄影镜头绝对主力的宝座开始摇晃,逐渐将主角的位置让位于在三片式柯克基础上进行了改良的天塞,双高斯,松那(Sonnar)等结构的镜头.那之后设计的镜头结构,因得益于计算技术的帮助,以及制造工业的相对成熟与稳定,逐渐形成了现在镜头结构复杂化,规格系列化,功能细分化的格局,这些现代镜头大都无法摆脱三片式柯克镜头设计思路对他们的影响.



    目前,就三组三片单纯的镜头结构而言,还是有其现实意义的.譬如:在不需要大光孔的简单结构中望远交换镜头,低价相机的镜头,中低档放大镜头以及一次性相机镜头结构….都有三组三片镜头的身影.

    三片式柯克镜头的构造特点和应用

    三片式柯克的镜头结构,虽然只有三片镜头,控制镜头各项重要指标的能力有限,但通过利用新型光学玻璃来制造镜头的手段,依然能够改善诸如镜头球差,彗差等相关重要参数,进而达到提高镜头整体光学性能的目的.

    早期由三片分离透镜构成的柯克镜头,其光圈位于镜组之间,这种最简单的光学结构形式本身就能够使镜头像差能得到初步校正,像质基本可以满足一般普及型相机的技术要求(镜头等级为2-3级)且价格比较低,镜头由”正 负 正”三个单透镜以分离的形式组成.其中凹透镜是由高色散的火石玻璃,凸透镜则是低色散的钡冕玻璃.柯克型镜头利用三个单透镜的焦距,三个单透镜的表现形状,两个空气间隔面及光学玻璃的色散性等参数作为调整变数,来校正镜头的各种光学缺陷,这也是镜头制造史初期的一种最简单的消像散镜头.它的主要缺点史高级像散,轴外高级球差和彗差较大,分辨率不太高.

    现在也通常把三片式柯克镜头的光圈由镜组之间移至镜后,由于光圈后移造成的光焦度失衡,使系统存在有较大的轴外球差,不得已只能采取像场边缘挡光的办法来控制像差,这样会使柯克镜头的有效像场要比别的复杂结构镜头的像场要大,如果不够大的话,就会造成镜头边缘照度相比于中心要低很多的现象.也就是通常所说的暗角现象.这也是通常低档三片式柯克镜头的通病.现在的很多LOMO相机就大多采用类似设计,很多LOMO爱好者甚至还要挖空心思去寻找有暗角的镜头来满足自己的需求.当然这属于个人偏好,不是三片式柯克镜头暗角存在的真实理由.一些低档相机的制造商为了节约成本缩小了镜头的有效像场,使得镜头即使缩小了光圈也会存在暗角的现象,作为低档相机这种暗角相机还是普遍存在的.

    另外,由于中心和边缘的像差比较大,只能使用30°的中心范围,一方面,像散和彗差往往出现在画面的边缘,扰乱拍摄影像的品质.因为有彗差的镜头也往往清晰度不好,于是就有了”中心锐利,边缘糟糕”的镜头.不是好镜头的说法.当时的解决办法只有一个,那就是在镜头视角上打主意.尽量将这种结构用在视角狭窄的镜头设计上.

    现在看来三片式柯克镜头并不是一无是处,也有显著的优点.三组三片整组调焦结构的优点在于,镜头彗差不会随着调整拍摄距离而产生显著变化.也就是说,这种镜头最近拍摄距离拍摄的影像和在中远距离内拍摄的影像没有明显的品质差异;而利用前组调焦的三组三片镜头结构,影像品质则会因为拍摄距离的变化而出现明显的差异.最简单的解决方法就是在镜头上标注最佳拍摄距离,即便如此,现在很多的制造商们好像也不像从前那么诚实了,连这个标注的程序也省略了.


    目前,就三组三片单纯的镜头结构而言,还是有其现实意义的.譬如:在不需要大光孔的简单结构中望远交换镜头,低价相机的镜头,中低档放大镜头以及一次性相机镜头结构….都有三组三片镜头的身影.

    三片式柯克镜头的构造特点和应用

    三片式柯克的镜头结构,虽然只有三片镜头,控制镜头各项重要指标的能力有限,但通过利用新型光学玻璃来制造镜头的手段,依然能够改善诸如镜头球差,彗差等相关重要参数,进而达到提高镜头整体光学性能的目的.

    早期由三片分离透镜构成的柯克镜头,其光圈位于镜组之间,这种最简单的光学结构形式本身就能够使镜头像差能得到初步校正,像质基本可以满足一般普及型相机的技术要求(镜头等级为2-3级)且价格比较低,镜头由”正 负 正”三个单透镜以分离的形式组成.其中凹透镜是由高色散的火石玻璃,凸透镜则是低色散的钡冕玻璃.柯克型镜头利用三个单透镜的焦距,三个单透镜的表现形状,两个空气间隔面及光学玻璃的色散性等参数作为调整变数,来校正镜头的各种光学缺陷,这也是镜头制造史初期的一种最简单的消像散镜头.它的主要缺点史高级像散,轴外高级球差和彗差较大,分辨率不太高.

    现在也通常把三片式柯克镜头的光圈由镜组之间移至镜后,由于光圈后移造成的光焦度失衡,使系统存在有较大的轴外球差,不得已只能采取像场边缘挡光的办法来控制像差,这样会使柯克镜头的有效像场要比别的复杂结构镜头的像场要大,如果不够大的话,就会造成镜头边缘照度相比于中心要低很多的现象.也就是通常所说的暗角现象.这也是通常低档三片式柯克镜头的通病.现在的很多LOMO相机就大多采用类似设计,很多LOMO爱好者甚至还要挖空心思去寻找有暗角的镜头来满足自己的需求.当然这属于个人偏好,不是三片式柯克镜头暗角存在的真实理由.一些低档相机的制造商为了节约成本缩小了镜头的有效像场,使得镜头即使缩小了光圈也会存在暗角的现象,作为低档相机这种暗角相机还是普遍存在的.

    另外,由于中心和边缘的像差比较大,只能使用30°的中心范围,一方面,像散和彗差往往出现在画面的边缘,扰乱拍摄影像的品质.因为有彗差的镜头也往往清晰度不好,于是就有了”中心锐利,边缘糟糕”的镜头.不是好镜头的说法.当时的解决办法只有一个,那就是在镜头视角上打主意.尽量将这种结构用在视角狭窄的镜头设计上.

    现在看来三片式柯克镜头并不是一无是处,也有显著的优点.三组三片整组调焦结构的优点在于,镜头彗差不会随着调整拍摄距离而产生显著变化.也就是说,这种镜头最近拍摄距离拍摄的影像和在中远距离内拍摄的影像没有明显的品质差异;而利用前组调焦的三组三片镜头结构,影像品质则会因为拍摄距离的变化而出现明显的差异.最简单的解决方法就是在镜头上标注最佳拍摄距离,即便如此,现在很多的制造商们好像也不像从前那么诚实了,连这个标注的程序也省略了.

   假如一个镜头工厂的镜头(片)研磨能力固定,则三组三片结构的柯克镜头的产量显然会大于三组四片结构的天塞镜头,这对于上个世纪初叶镜头没有明显价格差异的情况下,三片式柯克镜头无疑在商业上具有了相当大的存在意义.

    在充分理解了三组三片柯克镜头的优缺点之后,你会发现这种镜头本身设计紧凑,简洁,重量很轻,是非常便于使用的镜头,但它同时也给人留下了又细又长的印象.这种镜头,无论在哪一方面和现代的同类镜头相比都毫不孙色.镜头中心附近的锐利以及很少内反射面的通透感,都能为使用者带来置身于影像的乐趣.

    “柯克”有两个镜头注定会永垂史册：一个是3组3片的柯克镜头(Cooke Ttipet)；另一个是柯克组合式镜头XV。英国具有悠久的照相机和光学镜头的制造历史，罗斯(Ross)光学、雷德 (Reid)相机、MPP相机等曾经辉煌一时，柯克堪称其中的佼佼者。北京电影学院沙占祥先生在《摄影镜头的性能和使用》一书中，将柯克镜头与德国的”徕卡”、”蔡司”、”施奈德”、”罗敦斯特”一起列为高级镜头，高于日本的尼康、佳能和法国的“昂热尼厄”(又译安琴)等镜头，可见柯克的地位。



    3组3片柯克镜头堪称光学设计的一大里程碑，著名的3组4片天塞(Tessar)和3组5片的海利亚(Heliar)均由柯克改进而来。另一个富有传奇色彩的柯克非XV组合式镜头莫属。柯克XV组合式镜头最初生产于1935年，这是一支”三而合一”的镜头，前后两组合用时，焦距是12.25英寸F/6.8；前组单独使用时焦距是26.50英寸f/16；后组单独使用时，焦距是26 50英寸f/16，后组单独使用时，则是19英寸 f/12.5。

    在摄影镜头的发展早期，组合式镜头的设计非常流行，其中有一类称为”双焦距式”组合镜头(Double convertible)，即前后两组为焦距一样的对称镜组，两组组合起来是一个较短的焦距，后组也可以单独作为一个较长焦距的镜头来使用。这种”双焦距式”镜头中，最有名的可能就属“施奈德”于1950年到1972年代之间生产的西玛(Symmar)系列啦。我国1950年代进口的林哈夫照相机很多都配有这种镜头。这一类组合式镜头叫做”三焦距式”(triple convertible)，即前后两个镜组的焦距各不相同。所以可以组成三个焦距的镜头，柯克XV就属于这一类。



    虽然当时蔡司、施奈德、柯瓦(Kowa)、特纳·雷克(Tuner–Reich)等不少厂家都生产类似的组合式多焦距镜头，柯克始终是其中的王者，倍受专业摄影家推崇。这些用家中最有名的一位恐怕就是安塞尔.亚当斯了，在亚当斯的创作颠峰时期，他的许多著名作品均出自”柯克”XV镜头。例如《月升》(新墨西哥1941年)用XV的前组(26.50英寸)拍摄；《小白桦》(新墨西哥北部，1958年)用XV的后组(19英寸)拍摄; 《冬季的风暴》(约塞米蒂国家公园，1940年)用XV的整组(12.25英寸)拍摄；《麦金利山和困惑湖》(阿拉斯加德那利国家公园，1947年)用XV的前组(26.50英寸)拍摄…。在英国BBC电视台对他的访问中，亚当斯公然宣称XV是他的最爱。时至今日，柯克XV仍是二手市场上人们追逐的目标。




    2002年，长期专心致志从事高端电影镜头研发的柯克，在时隔50年后重返大片幅摄影镜头市场。同年8月，用于4×5片幅的柯克PS945柔焦镜头-9英寸(229mm)f/4.5诞生。这只镜头的原型是富有传奇色彩的Pinkham＆Smith(柔焦镜头，当年由波士顿光学公司(Boston optics firm)生产的一系列柔焦镜头，在20世纪早期被人像摄影师广为追捧。其中最出名的便是9英寸f/4.5镜头(Visual Quality Series IV Soft Focus Lens)。直到今天，仍有不少人迷恋于她特殊的镜味—细节的高清晰度和美妙的高光晕化相组合，在二手市场上孜孜不倦地寻找。

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   2004年，柯克推出又一力作—昔日组合式镜头地王者柯克XV的现代版，镜头的名字有点长，柯克XVa系列三焦距组合式镜头(Cooke Series XVa Triple Convertible Lens)。



    目前，XVa以两种形式出售：一是裸镜，即只是光学镜组，快门需要自己安装；另一种就是以带快门的套装形式出售。笔者推荐买后者，虽然价格要稍高些，但是厂方已经为你校准了光圈精度，这点钱花得值。以套装形式出售得XVa镜头包括以下三部分：光学镜组，3号柯佩尔(Copal)快门，特制的光圈指示环。光学镜组由前后两大部分组成，光学结构4组8片，前后镜组2组4片，胶合式，整组为311mm(12.25英寸)f/6.8后组为476mm(19英寸)f/11，前组为646mm(25.50英寸)f/16。和XV不同的是，由于光学的进步，如今2个柯克XVa可以组合出5个焦距的高质量镜头：273mm f/5.6(前组+后组)、311mm f/6.8(前组+后组)、368mm f/8 (前组+后组)、476mm f/11(后组)和646mm f/16(前组)。滤光镜的螺纹都是最常见的口径：前组滤光镜螺纹为77mm，后组为62mm，非常方便。在前后镜组的边缘，均蚀刻有各自的焦距(英寸/毫米)，便于摄影者使用时分辩。

    按照大家的经验，8×10座机比较理想的镜头系列是：超广角150mm、小广角240mm、标头300mm或者360mm小中焦480mm、中焦600mm、长焦800mm或更长。可以看到，2支柯克XVa组合出的镜头基本涵盖了最常用的焦距范围，摄影包里只要再放进一支150mm镜头就足够了。有时甚至一只XVa，一支150mm(或者210mm)就可以出门啦。这样，不仅装备规模大大缩小，使用也方便。从经济上讲，负担也比3支施奈德镜头小很多。

    和常见的大片幅摄影镜头一样，前后组之间是快门部分，柯克采用了目前最流行的日本产Copal3号镜间快门，快门时间范围T、B、1-1/125秒。快门的前部可以旋入一个金色的黄铜制圆环—昔日柯克XV的金圈标志，这样前组镜片就可以直接旋入了。在只使用后组镜片的时候，为了消除Copal快门内圈的眩光.柯克随XVa镜头附送一个经过很好消光处理的黑色圆环,可以套在金色圆环内.除了可以消除眩光,这个小小的黑色圆环上还有螺纹。62mm口径滤光镜可以直接旋入，便于使用各种滤光镜。

    用过其它组合式镜头的摄影者都知道，使用中最麻烦的就是读取光圈数值。由于一个镜头可以变成二三个焦距的镜头，以往光圈数字只好用不同的颜色来标示：因为空间有限，字体也会很小。拍摄时一不小心，就会串行，读错光圈数值，铸成大错。现在，柯克的设计师用一个可以旋转的光圈指示环,，巧妙地解决了这个问题。

    目前，柯克提供两种光圈指示环，一种对应三焦距，一种对应五焦距，以三焦距者为例，这个环上清晰地刻有311mm、476mm、646mm焦距时各自的光圈范围，选择三种不同焦距的时候，只要简单地将对应地光圈刻度转一下就行了，旋转到位时有清晰地手感。

    XVa不是一个简单地XV现代复刻版，它溶入了柯克三大独门秘技。

    1、首先是玻璃

    据悉，在XVa的制造中，柯克不惜工本，动用了极为昂贵的柯克S电影镜头玻璃。要知道，同样使用S玻璃的柯克电影镜头，每支开价动辄2万美元！老的XVa在前后镜组单独使用时，会出现轻微的焦点漂移现象—即收缩光圈时的焦点和全开光圈时略有变化。为了补偿这一变化，亚当斯当年在缩小光圈后都会重新调一次焦。现在依靠新的光学设计和高级S光学玻璃，柯克的设计师彻底解决了这个问题。

    2、柯克电影镜头上威名赫赫的多层镀膜技术

    看过电影《芝加哥》的摄影人都会对影片质量惊叹不已，特别是那最后舞台上一幕：一万盏灯光直射镜头，画面上竟然全无眩光和鬼影！当时为了保证这一场景的拍摄质量，电影开拍前，所有大牌电影镜头都参加了严格的测试，最后只有柯克胜出。可见，柯克多层镀膜的威力！XVa理所当然受益于此，笔者曾多次在极端光线条件下拍摄，根本不用担心眩光和鬼影，果然名不虚传。

    早期的XV镜片未镀膜，因此影像柔弱。因此，许多使用者在冲洗时喜欢用迫冲的办法来稍微提高底片的反差，现在，再不必如此这般啦。XVa还根据现代彩色胶片的显色特性，做了色彩平衡，以满足彩色摄影的需要。从色彩还原上看，柯克镜头带有一种很舒服的暖调，给人一种很阳光，很温暖的感觉，当然整体色彩依然平衡，毫不逊色。

    是不是好镜头，行家一望便知。XVa水晶般清澈的镜片和高超的镀膜工艺，宛如一泓碧水，深不可测。难怪面对这只镜头时，老外只好用“几乎不可见”（almost invisible）来赞誉。整只镜头工艺极其精美，漆膜细腻，加上很酷的金属镜头盖，前后盖上蚀刻的手写体“Cooke”字样，处处显露出高人一等的品质。

    3.柯克的最大的绝技就是闻名遐尔的装配技术

    虽然今日的柯克搬进了新厂房，增添了大量新设备，但是和徕卡，禄来，林哈夫等老牌名厂一样，60多名机师的技术和经验仍然是柯克的无价之宝。由于依赖手工调校和装配，柯克XVa镜头的订货周期较长，产量很少。据我所知，自生产二年来，XVa只有过百的产量，每一只镜头都弥足珍贵。



    广大影友经常津津乐道于德国高档镜头的虚化，在这一点上，柯克似乎更要胜出一筹。以笔者的经验，不少施奈德，罗敦斯特，尼康等大片幅镜头，在大光圈时，前后景的虚化一般都很出色；但在光圈f/22左右时，许多镜头的虚化就会显得比较生硬。只有这只柯克XVa始终给我妙不可言的享受，那是一种黄油溶化似的微妙过渡。
使用柯克镜头的人喜欢讲“柯克的感觉”（the Cooke Look）用那种有别于德国镜头和日本镜头的独特的镜味，来形容柯克成像上那种海纳百川的大气和贵气。如果有机会的话，柯克的美妙，绝对值得一品。

fissa

就像当年虽然镜头起决定作用，但胶片的感光素质也相当重要一样，，，数码相机的镜头和感光元件同样重要。。。我这么理解~

今天没货

就像当年虽然镜头起决定作用，但胶片的感光素质也相当重要一样，，，数码相机的镜头和感光元件同样重要。。 ...
fissa 发表于 2010-4-28 00:53

                               
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    正解

拿canon举例，5D2的高ISO成像噪点就要比50D的好很多，50D过了ISO800基本不能看了，但5D2的ISO调到1300对噪点的抑制还是非常好，这就使得5D2使用起来更为得心应手~

fissa

记忆中ISO800其实也很高了。。精益求精，实在是需要金钱支撑啦。。