尼克尔镜头——“一千零一夜”故事

第六十夜

No.60

“饼干”标准镜头

AI尼克尔50mm f/1.8S

在今晚的第60夜,我想介绍的是一款中野先生作为F3相机设计师活跃在一线时的镜头――AI尼克尔50mm f/1.8S。

大下孝一

我们希望通过“一千零一夜”故事的连载向用户传达设计师对镜头的设计思维,并使用户对尼克尔镜头更具亲近感。邂逅当时从事研发尼康F单位数系列相机的中野良幸先生是开始此连载的契机。在第52夜中我曾介绍过研发“尼康乐趣多多镜头工作室”的塚本先生,中野先生便是他的领导。我也就此有缘结识了中野先生。自那以后,我时常和佐藤先生去他们的办公室询问有关相机的问题。双眼熠熠生辉的中野先生一边谈到“F3的快门结构比F2的要精简这么多,所以卷片才能如此平滑”,一边流利地徒手画出内部结构的透视图。透视图之精美让我至今难忘。在他的脑海中记忆着各式各样的相机结构,因此不需任何参考就能画出既易懂又精美的透视图。只要与相机有关,什么问题他都能解答。中野先生就是这样一位博学多识的前辈。

“尼康乐趣多多镜头”发售后不久,中野先生询问我和佐藤先生是否能为尼克尔俱乐部杂志撰写这份连载。对于先生的满腔热情,我们作出了答复,我们接受了这项工作。

恕我的前言太长了。在今晚的第60夜,我想介绍的是一款中野先生作为F3相机设计师活跃在一线时的镜头――AI尼克尔50mm f/1.8S。

尼康EM相机与E系列镜头

尼康F3相机的研发期为1970年代后半期。同时研发的另一款单反相机是在1980年和尼康F3同时发售(在某些地区发售于前一年)的尼康EM。该机型比1978年发售的尼康FM相机、1979年发售的尼康FE相机体积更小,是一款面向入门级用户的营销战略型商品。包括50mm f/1.8在内的尼康E系列镜头就是为配合这款低价格、小型、轻量尼康EM相机开始研发的。

因该系列镜头未在日本国内发售,所以有些读者也许不熟悉。AI尼克尔50mm f/1.8S镜头和在美国等地区销售的E系列50mm f/1.8镜头为兄弟产品,在光学方面采用了相同的基本设计,但外形与镀膜不同。

中村荘一先生

负责设计的是我曾在第15夜中介绍过的中村荘一先生。中村先生性格直爽。在我刚进公司那段时期,他任职于光学部。先生时常来我的职场,对我也会询问,“设计进程怎么样啊?”。关于中村先生,令我难忘的是第52夜和第54夜中介绍的“尼康乐趣多多镜头工作室”。这套系列镜头发售于1995年12月。5年之后的2000年9月,尼康技术工房(尼康的子公司)对该系列镜头在外形上作出改进并发售了该版本。担任光学设计的是被调动到尼康技术工房的中村先生。至今我仍记忆犹新,当时他边看着试制品边兴致勃勃地说道,“唉,大下君,你担任设计那时的玻璃材料现在已无法弄到手,更改设计真是伤透了脑筋啊!”。中村先生就是这样一位到退休为止一直满怀热情地专心从事于镜头设计的设计师。

话说正题,公司对这款镜头布置3个课题――小型、价廉和高性能。虽然该镜头也用于E系列,但必需达到与以往镜头同等或更高的性能。

谈到小型和性价比高的镜头,不难联想起从“Nikkor AUTO”时代便开始生产的50mm f/2。然而,当时普及型50mm镜头的主流为f/1.8,故f/2已无竞争能力。因此仅对镜头外观作变更的方案不言而喻地便消失了,更何况镜头设计目标的总长度比50mm f/2的要更短。

AI尼克尔50mm f/1.8S

图 1
图 2

来看看中村先生是如成功何解决这道难题的。图1是AI尼克尔50mm f/1.8S的镜头结构图。这是所谓的高斯型镜头结构。让我再次附上曾在第2夜中介绍过的AI尼克尔50mm f/2的镜头结构图(图2;同样采用高斯型且规格相似)以供参考。比较两者便能发现,50mm f/1.8S光圈两侧的透镜之凹面曲率较小,且这些透镜与光圈的间隔也比50mm f/2的要窄许多。该镜头的特征就在于此。

高斯型镜头通过光圈前方的2片凸透镜集聚来自拍摄对象的光线,再将光线导向光圈前后的负弯月透镜以达到对色差进行良好补偿的目的。换种说法,光圈部分的光线需要有“收缩”。因此,以往大家都认为从前组到光圈必需拥有一定的长度。而且,高斯型镜头类型为对称型结构,因此光圈后侧必需与前侧拥有相同的长度,故长期以来,许多人将这种光学系统看作是不适合实现小型化的系统。

中村先生不顾以往对于镜头类型的见解,缩短了光圈的间隔,并减小了第2透镜和第4透镜的厚度。按理说,这样做应有利于获取单反相机所需的后焦距,而且利用获取的后焦距自由度可以进行色差补偿。我估计这就是中村先生的设计思维。结果正如先生所料。通过实施更进一步的薄型化不仅减小了各透镜的曲率,也减少了彗形像差。就这样,他成功设计出了总长度比50mm f/2镜头短了3mm以上的“饼干镜”――50mm f/1.8。

镜头的描写特性

范例 1
照相机:D700;镜头:AI尼克尔50mm f/1.8S;光圈:f/8;ISO:200;光圈优先自动;使用捕影工匠显影
范例 2
照相机:D700;镜头:AI尼克尔50mm f/1.8S;光圈:f/5.6;ISO:200;光圈优先自动;使用捕影工匠显影
范例 3
照相机:D700;镜头:AI AF尼克尔50mm f/1.8D;光圈:f/4.5;ISO:200;光圈优先自动;使用捕影工匠显影

和往常一样,现在让我们来观察一下这款镜头的描写特性。该镜头的特征之一在于畸变少――无穷远的拍摄对象时为0.1%;易出现色差的至近对焦距离时也能保持在1%以内。不仅如此,横向色差也小。范例1是将光圈收缩到f/8拍摄的东京车站大楼。直线描写为直线,且包括边缘部分在内的画面都能获得较为正确的描写。

范例2是将光圈收缩到f/5.6时拍摄的玫瑰。与轻微散焦部分的衔接显得自然,而且背景的横滨海洋塔也获得了我所期待的散焦效果。

范例3是将光圈收缩到f/4左右时拍摄的汤岛天神的抚牛像。这款镜头的优点在于稍稍收缩光圈时镜头描写效果给人带来的安心感。描写效果良好。本范例也同样再现出抚牛的金属质感。彗形像差少的镜头较适合再现这种金属质感。可以说,本范例良好地体现出了这款镜头收缩光圈时的特征。

范例 4
照相机:D700;镜头:AI尼克尔50mm f/1.8S;光圈:f/1.8;ISO:200;光圈优先自动;使用捕影工匠显影
范例 5
照相机:D700;镜头:AI尼克尔50mm f/1.8S;光圈:f/4;ISO:200;光圈优先自动;使用捕影工匠显影

全开光圈f/1.8时的描写特性有如何呢?范例4是使用全开光圈f/1.8拍摄的玫瑰照片。与其他范例相比,这张照片描写柔和,即便是画面中央清晰对焦的玫瑰周围也有清淡杂光包围。这一倾向在拍摄远景时也相同。使用全开光圈f/1.8拍摄时,虽然分辨率直到画面边缘都较高,但图像呈现具有杂光倾向的描写,且画面边缘部分光量下降现象也稍明显。将光圈收缩到f/2.8时,画面主要部分具有杂光倾向的描写便会消失,且对比度有所增加。将光圈收缩到f/4时,渐晕现象消失,光量直到画面边缘部分都较均匀,整体画面都能形成高对比度的描写。将光圈继续收缩到f/5.6~f/8便可在全画面获得较高分辨率的描写。如上所述,这是一款描写特性伴随收缩光圈而产生变化的镜头。因此,有该镜头的用户不妨一试,确认这种随着不同光圈产生的描写变化。

范例5是为与范例4作比较,用f/4光圈拍摄的玫瑰照片。因将光圈收缩到了f/4,所以对比度高,且对玫瑰的描写如实。与范例5相比,在范例4中,具有杂光倾向的描写增添了花瓣的柔和形象,而边缘部分光量的下降带来了让视线集中在中央的玫瑰上之效果。我是这样认为的,您呢?

比较范例4和范例5能发现散焦效果也存在着不同。这款镜头随着对焦距离变近会逐渐产生外向彗形像差。因此,使用全开光圈时(范例4),部分背景散焦图像会形成生硬的边缘,在有些场景中会出现双线散焦,或是与清晰对焦处的衔接会产生不自然的描写。范例5则通过收缩光圈(到f/4)消除了彗形像差的成分,并由此形成了自然的散焦效果。大家更喜欢哪一种效果?

AI-S镜头与AF-D镜头

这款与尼康EM相机一起于1980年发售(作为尼康E系列镜头,发售于1979年)的镜头,因其轻薄和高描写性能受到广大用户的钟爱,为提高EM系列的魅力作出了贡献。此后,该镜头以相同的光学基本设计(镀膜等有所变更)为AI AF尼克尔50mm f/1.8S,直到2016年的今天,仍作为AI AF尼克尔50mm f/1.8D销售在市场上。AF镜头以后,它虽已不再拥有以前的薄型饼干镜外形,但依然保持着同样的拍摄效果(其实,范例3是用AF-D镜头拍摄的)。与AF-S尼克尔50mm f/1.8G相比,虽然全开光圈时的对比度和锐利度确实有所不及,但畸变少且收缩光圈时的描写效果也不逊色。总而言之,这是一款能通过收缩光圈带来不同描写特性乐趣的镜头。