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索尼FE 50 1.4 ZA开发背后的秘密


这是DC.Watch与索尼FE 50/1.4 ZA镜头开发人员的技术访谈,原文为日文,经兰拓相机租赁粉丝@琦玉老师 翻译(致敬!感谢!)。@兰拓相机租赁 @相机Beta 合作伙伴,主营器材评测和相机租赁。国内租赁相机不二的选择。


ZEISSPlanar T* FE 50mm F1.4 ZA开发组访谈

 

·       杉本利彦

2016年10月3日 08:00

正文




今年729日,索尼发布了E卡口第一颗50mmF1.4规格的镜头,即“PlanarT* FE 50mm F1.4 ZA”。这颗镜头也毫无悬念地加入了近期大口径标头的队伍,其巨大的身材和高企的价格也使人们对其抱着极高的期待。然而这一镜头虽以“Planar”自诩,其精致的结构中却没有我们所熟悉的前后对称的双高斯型部分,对这一点,想必许多人都抱有疑问。索尼在这颗镜皇中到底投放了什么样的技术?索尼和蔡司所研发的最新版Planar结构又有哪些特点?带着这样的问题,我们采访了索尼的开发人员。

(采访者:杉本利彦)


——首先我们希望了解下该产品的企划意图。贵公司起初计划开发怎样一颗镜头?

须琦:我们在A7系列的用户中听到了很多强烈要求开发大口径高性能镜头的声音,因此在发售了Distagon T* FE 35mm F1.4ZA、FE 85mm F1.4 GM之后,自然而然就会想到要为用户提供50mm F1.4的镜头,这就是我们的企划意图。

具体说到要开发怎样的镜头,就50mm定焦标头来说,就是要做一颗能用于任何场景的镜头,要在镜头中凝聚最新的光学和机械技术,做到拔尖的对比度、じ十足的通透感、强悍的锐度和表现力,这就是我们的开发理念。

——为何这颗镜头没有归入“G Master”序列,而是用了ZEISS标呢?

须琦:当索尼和蔡司共同开发一颗镜头时,这颗镜头会使用蔡司标。相反,如果是采用索尼自有技术和设计基准开发,则会归入G或者GM序列发布。亦即,这颗镜头是我们和蔡司共同开发的,因此使用蔡司标。


△同样是高素质高规格镜头,85/1.4采用的是GM序列


——在设计方向上有哪些区别?

须琦:GM序列追求的是同时实现极致的焦外和解析度。因此,当以最大程度上同时实现极致的焦外和解析度为理念开发一颗镜头时,这颗镜头就会归入GM序列,在开发的过程中也会追求名副其实的光学性能和机械质感。

相对地,融合索尼的镜头开发技术和蔡司公司设计思想,并依照蔡司公司的严苛规格所制造的镜头就使用蔡司标。

——钦点蔡司标方向开发FE50/1.4的理由是?

须琦:50mm镜头作为标准视角头,在任何时候都能用得上。我们希望用户将这个焦距的镜头作为第一个可换镜头,因为这个焦距既可以用于人像拍摄,又可以用于抓拍。用于抓拍时解析度就很重要了。

我们的开发理念和蔡司公司的设计思想非常契合,因此这一镜头就以蔡司标来开发了。

——虽说蔡司标的镜头是和蔡司公司共同开发的,(那么这个头)设计本身是由索尼来开展的吗?

须琦:我们确实是共同进行开发的,不过双方在其中的参与度这个问题上就无可奉告了。


——E卡口此前已经有FE 50mm F1.8Sonnar T* FE 55mm F1.8ZA两颗镜头了,这次的Planar T* FE 50mmF1.4ZA则是第一颗F1.4的标头。想请教下应该如何从这几颗镜头中选择?

须琦:对于以标变镜头或者套机的入门的用户,我们推荐接下来选购FE 50mm F1.8。这颗镜头主要理念在于以最实惠的价格让用户感受F1.8光圈的强烈虚化的魅力,使其充分体会定焦镜头的表现力。

Sonnar T* FE 55mm F1.8ZA最大的魅力在于轻便小巧又锐不可当,既对表现力不妥协,又能充分发挥小机身带来的轻便性而挂机使用。这颗镜头的理念就是做一颗高性能、高解析度、高表现力、轻巧便携的街拍镜头。

本次发布的Planar T* FE50mm F1.4ZA则提供了F1.4光圈才有的极致虚化,并借着活用全开光圈就可用的高解析度,来创作出更具艺术性的摄影作品。其理念就在于提供满足职业摄影师和发烧友用户高水准需求的表现力。

——这颗镜头已经是E卡口的第三颗F1.4大口径镜头,但在去年发布Distagon T* FE 35mm F1.4 ZA前,E卡口上都没有F1.4的镜头。为何E口定焦头会先发布F1.8系列,后发布F1.4系列?

须琦:a7系列最初的重点在于小而强,所以线路图上先行发布的也是Vario-TessarT* FE 24-70mm F4 ZA OSS以及Sonnar T* FE 55mm F1.8ZA等相对小巧的高性能镜头。

但随着a7RII的发布,机身性能在提升,要求F2.8级别的大口径变焦头和F1.4级别的大口径定焦头的呼声越来越高,因此我们也在线路图上加入了F1.4的大口径定焦头和F2.8的大口径变焦头。

——老实说,这颗镜头作为一颗50mm的标头真是又粗又重,市场上对于这个问题没有意见吗?

须琦:已发售的同焦段镜头也就是Sonnar T* FE55mm F1.8ZA在市场上广受好评,不过要开发更大口径的镜头时,性能上是不能妥协的。

从向职业摄影师和发烧友用户提供最高性能的镜头这一理念来说,也应当以拍摄性能为最优先的事项。

不过凡事也还是要有限度,在与光学设计负责人等共同进行了大量探讨后,我们以光学性能为优先事项,也考虑了实际安装在机身上的平衡性,对尺寸做了最优化设计,最终就得到了现在的尺寸。

——作为50mmF1.4的镜头,这颗镜头可够贵的(实际市场价含税186300日元左右,100多张毛爷爷)。定这个价位的理由是什么?

须琦:想必你已经知道,实拍时,这颗镜头的边缘画质从光圈全开开始就能表现出前所未有的光学性能。为了达到这样的性能,索尼用上了最新的光学设计技术。因此,我们定了现在这个价格。


——一听镜头名称是Planar,我们总能想到双高斯结构,然而看了实际的结构图,却发现这颗镜头结构相当复杂。请讲解下应该怎么看这颗镜头的结构特征。


对比:FE 50 1.8用的就是很标准的双高斯结构。


细井:前六片是典型的双高斯结构。后六片镜片则用于修正前半部分双高斯结构未完全消除的像差。

——双高斯结构如果镜片不对称的话(像差)就会变得比较难消除,那采用在后半镜组中增加对焦和修正光路系统的结构是什么原因呢?

细井:双高斯结构的优点在于容易做成大光圈镜头,但缺点是光圈全开的时候多少会有些像差。我们希望光圈全开时也能实现较高锐度,因此采用的这样的结构。

——最近索尼的镜头设计有一项特征,那就是喜欢将修正镜组放在镜头的后半部分中,这样的结构是专门针对无反机身的设计手法吗?

细井:并不能笼统地说是无反机身的特征,主要还是因为随着a7RII等机身的出现,相机像素逐年提高,镜头也必须相应地采取更小像差的涉及方针。

此时,采用以前的双高斯等经典结构将无法充分消除像差,为了应对这一问题,就在后面加入了修正光学系统。

——目前各家公司最新的镜头设计上,单反标头中有许多采用在高斯型主镜组前配置反望远镜组结构的镜头,而在无反上也有许多如FE 85mm F1.4 GM这样在松纳结构的主镜组后方配置修正光学系统的镜头,对这些结构你有何看法?

细井:我想这样做的主要目的还是在于通过在传统结构的主镜组上增加修正光学系统,以达到消除高像素机器上较为显眼的像差这一目的,从而应对相机的高像素进程。

——也就是说这颗镜头前半的双高斯结构部分也已经可以作为成像镜头了?

细井:你说的没错。

——光学系统变长不是会影响通光量吗?

细井:对通光量没有影响(其实此处存疑)。倒不如说,光学系统长度越长,越有利于像差消除。不过镜头也不能太长,所以还是要跟性能综合考虑。

——长度增加的话口径蚀不会变大吗?

细井:不会,不要见得风识得雨


——采用怎样的对焦方式?

细井:内对焦。

——对焦镜片是第7、8片镜片吗?

细井:如你所言。


——里面这片ED镜片的作用是什么?

细井:主要是消除轴向色差。

——最近高像素机身上(译注:应该是指A7R2),光圈全开的话轴向色差会变得很明显,这片镜片是用来消除这个色差的,是这样的意思吗?

细井:典型的50mmF1.4镜头始终是有轴向色差的,特别是全开光圈拍摄时,会出现明显的色散。我们这颗镜头加入了ED镜片,从而彻底消除色差,即使全开光圈也几乎看不到。

——用轴向色差大的镜头拍摄时,有时候稍微移动下对焦范围,焦平面上的颜色也会发生变化,(这颗镜头)不会这样吗?

细井:是的。

——第2片和最后的第12片镜片用了非球面镜片,这两片镜片的作用是什么?

细井:两片非球面镜片是互补地消除像差的。主要是消除对解析影响较大的球差和慧差。



——我们试拍了下,发现这颗镜头光圈全开就能拍出很锐的照片。以前的双高斯镜头在光圈全开时总会有点肉,这颗镜头上到底是下了怎样的心思才实现这样优异的拍摄能力呢?

细井:如刚才所说,这颗镜头主要是在后部配置了修正镜组,以消除以前的双高斯结构中未彻底消除的像差。然后,我们又在第二片镜片上用了AA镜片(Advanced Aspherical,高级非球面镜片),从而使得光圈全开到F1.4,边缘的MTF也能保持很高。

——那么AA镜片到底是怎样的镜片?

细井:说白了就是用比较高端的成型技术制作的超薄型非球面镜片,不过通常的模压玻璃非球面镜片很难制作成超薄型,而我们则用了自己独有的技术,制造出了面形精度非常高的非球面镜片。

金井:我插一句,制造模压玻璃非球面镜片时,镜片的面形精度会随着厚薄比(镜片最薄部分与最厚部分的厚度变化比率)增大而急剧下降,为了应对这个问题,我们以高端制造技术保持了高精度的镜片面形,这就是AA镜片的特征。

 


——看这颗镜头的MTF图,10线/mm的径向(R)和切向(T)曲线一直到边缘都能保持在90%以上。40线/mm的曲线平均也都保持在60%以上,确实是一颗很锐的镜头啊。


细井:对的。


上图为FE 50mm f/1.4 ZA的MTF曲线。

——跟SonnarT* FE 55mm F1.8ZA的MTF图相对比,就会发现这颗镜头的边缘画质更好,而且更重视画面整体画质的均衡性。是故意设计成这样的吗?


细井:通过提升F1.4光圈时的性能,我们也得到了平坦性更好的像场。

金井:设计上是全开F1.4的性能也不逊色于Sonnar T* FE 55mm F1.8 ZA

——MTF中的RT(轴向、切向)曲线比较接近,这也是有意为之的吗?

细井:是的。轴向和切向如果离得远,那么拍摄性能会因被摄主体的朝向而变化,拍出来的照片也会有点怪怪的,因此为了让照片更为自然,我们刻意让两条线尽可能靠近。

——夜拍时的慧差也感觉比较小。不过点光源看上去稍微变大了点,不会像鸟的羽毛那样子呢。

细井:非常对,我们尽可能将慧差消除到几乎看不到的程度,以便夜拍时能全开F1.4。我们认为,用了两片非球面镜片,能够更好地消除慧差。

——大光圈镜头常见的轴向色差也很少呢。

细井:以前标准焦段的镜头中很少使用ED镜片。用了ED镜片的话,可以很好地消除轴向色差。

——照片拍出来非常锐,但焦外的边界也非常清晰。这颗镜头的散景是怎么处理的呢?

细井:这颗镜头设计理念上是最为重视对比度的,但这并不是说我们不重视焦外。我们设计时也放了很多心思在消除焦外二线性像差上。

——也就是说,对比度和焦外相比,还是以对比度为优先咯?

细井:作为F1.4的镜头,当然会大量使用虚化来创作,所以我们设计时就考虑到焦外要尽量自然,不能很脏。

——光圈总共用了11片叶片,会有什么优势?

细井:稍微收一点光圈也还能保持圆形。比如说,收到F2.8也基本能拍出圆形的散景。


——索尼心目中美丽的散景是怎样的呢?

金井:也是很常见的说法,也就是焦外没有边缘残留、没有二线性,或者说“奶化”这样。

——能具体说说“奶化”吗?

金井:我们公司呢有一颗A卡口的135mm F2.8[T4.5]STF镜头,中间的亮度最高,越到旁边亮度越低。这就是一种理想的散景处理的例子。

——那么说来,和这次这颗镜头方向上是不是有点不同呢?

金井:就像我刚才说的,并不是不把焦外当回事,而是要将像差消除到焦外不脏、没有二线性的程度,再在对比度和解析度特性上取得平衡。

——是不是很难处理好解析度和焦外边缘柔和感的关系?

金井:很难做到完美。正式因为很难做到完美,怎样折衷处理才是镜头最有意思的地方。通常会在企划时确定偏向哪一边,或者没法处理好两者平衡时,要优先保证哪一方面这样。

——感觉可能因为镜身比较长,有点口径蚀。跟一般的镜头比起来怎么样呢?

细井:这是无中生有的事,没有区别。

——在如何减少口径蚀这一问题上采用了什么方法?

细井:镜头口径大了口径蚀就会少了。

——进行1.5m左右距离的远摄时,光圈要缩到多少才能消除掉口径蚀呢?

细井:这个跟光源的像高(到镜头中央的距离)和拍摄距离有关,不能一概而论。不过基本收个一到两档就差不多了。


——最近对焦距离是0.45m,要是能更近一点就好了。这个很难吗?

细井:要缩短最近对焦距离,就要把尺寸设计得更大。综合考虑各方面平衡性,我们这次就设计成了0.45m。

——相比无限远对焦,近距离拍摄时画质不会有变化吗?

细井:也不能说完全没变化,不过对焦距离变化对像差的影响很小。而且我们采用了内对焦方式,也是为了消除像差变化。


——这颗50mmF1.4的镜头为什么会做成这样又大又重呢?

兼田:看镜头结构图就可以知道了,镜片已经排列得非常紧密了,要把尺寸再减半什么的真的是很难。总的来说尺寸、重量、光学性能三者是此消彼长的,我们也是权衡了光学性能之后才设计成现在的这个尺寸和重量。我想用户看到这样的综合性能和优异的光学性能也会相当满意了。

——光学设计本身也不得不做得这么长吗?

兼田:这是一颗一根筋追求最高光学性能的镜头,当然是以光学系统部分为最优先。当然我们在机械部分上也下了很多心思,才控制在这个尺寸。

——带独立光圈环的原因是?

须琦:我们认为独立光圈环在操作上更为直观,也更能反映拍摄者的意图。另外现在也有很多人用来拍摄视频,而拍摄视频时常常会有手动调节光圈的需求,并且我们也设置了无极光圈切换功能(ClickON/OFF),以避免在拍摄视频时操作声和振动带来的问题。


——这颗镜头所使用的线性驱动SSM(超声波马达)有什么特征,可以说明下吗?

獭庭:特征在于可以又快又精准地驱动较重的镜片。

——对焦马达有很多种,这次为什么用了线性SSM方案呢?

须琦:为了实现最好的光学性能,这颗镜头用了又大又重的对焦镜组。我们认为线性驱动SSM是最适合用来又快又准得驱动又大又重的对焦镜片的方案。

——防尘防滴处理可以应对怎样的天气呢?

兼田:很难用天气来说明。具体的防尘防滴级别也是无可奉告。

——这颗镜头的遮光罩是莲花型的呢。不同厂家的50mm镜头遮光罩既有用圆形的也有用莲花型的。用莲花型的原因是?

细井:这跟具体的镜头设计有关。经过我们研究,这颗镜头用莲花型的遮光效果最好。

——镜身设计和机械部分的设计上还有什么难点吗?

兼田:这颗镜头总共包含多达12片镜片,为了在制造时高精度地调整镜片,真是下了一番工夫。还有就是为了提高对焦环的操作手感,让操作手感更顺滑,以及实现防尘防滴方面也是破费了不少心思。

——产地在哪里?

须琦:索尼泰国工厂生产。

——顺便问下,索尼现在镜头共有多少个生产基地?

须琦:生产基地的具体情况无可奉告,只能说爱知县索尼幸田研究所等地都有制造高精度非球面镜片的技术。

——最后向请各位负责人就这颗镜头谈谈自己最想说的事情,比如对前文的补充啦,开发的难点和轶事,或者这颗镜头特别吸引人的地方之类的。

獭庭:蔡司是个很有历史的品牌,不能造出些奇奇怪怪的东西。因此,作为机械设计的负责人,一项一项都要很仔细地推进。部件层面当然不用说,组装上也是容不得一点缝隙,这样才能造出不辱蔡司之名的产品。

还有,对焦环的操作手感、前对焦环后光圈环这样的布局、MF切换开关设置方面都做了细致的考虑,让用户能够很自然地使用这颗镜头。

另外,镜身使用了索尼独有的耐酸铝金属制造,很难发生破相的事情,用户也能够安心地长期使用这颗镜头。

这是一颗执着于高品质和易用性的镜头,希望用户们能用这颗镜头,尽情地创作出多样的作品。

兼田:我们用了很多心思设计了这颗镜头的对焦环,在使用时能够很自然的转到合适的景深。这一点还请用户们在实际使用中细细体会。

此外,超声波马达在拍摄静止照片时可以实现又快又准的AF功能,在拍摄视频时亦可顺滑地对焦,这也是这颗镜头的一大卖点。

金井:这颗镜头是一颗蔡司标的镜头,我们非常自信地做了一颗兼有优异光学性能和高级质感的镜头,可以说不负其名。

在光学设计上,就如MTF表所示,光圈全开边缘也能保持优异光学性能。F1.4光圈全开就能有这样拍摄性能的镜头真的是不多,也请用户们能尽情打开F1.4大光圈来使用。

细井:从一开始,我们就围绕达成业界50mmF1.4最高级别的MTF性能开展设计,经过各种修正,最后终于实现了这样的优异性能。我自己也用实际的产品实拍了下,感觉确实是达到了公布的MTF图的性能。也请大家能积极体验光圈全开带来的优异拍摄快感吧。

须琦:从企划阶段开始,我们就有着“拔尖的对比度”(众人笑)、“十足的通透感”、“良好的锐度和表现力”的理念。正是这样高度的信念,让我们在光学设计、机械设计、电子设计等工作方面都能够充分投入。当做出实际产品时,那优异的性能、艺术品般的高级质感、拿在手里的快感,无一不符合当初的设计理念,无愧是一颗蔡司标的镜头,而且作为产品的完善度也非常之高。

希望用户们能亲手试试这颗镜头,将它装载机身上进行拍摄,实际体会下这颗50mm镜头到底达到了怎样高的完善度。

写在最后:


在本次采访中听到高对比度、高解析度这样的理念时,我回想起CP+2013时,采访访日的蔡司公司副总裁Winfried Scherle博士的情形。当时向他询问了有关大口径镜头光圈全开拍摄时画面边肉和轴向色差的问题。

当时,博士反问我认为怎样的镜头才算好,我回答说“光圈全开时就很锐,而且没有轴向色差就是好镜头”。然后博士就告诉我,CP+2013中刚发布的Distagon 55mm F1.4(即ZEISS Otus 1.4/55)就是我说的那样的镜头。

这样想来,那个时候开始,蔡司的设计方针中就已经认识到旧时代的镜头设计业已到头,要大幅度转向新时代的设计。

这也就意味着,这颗Planar T* FE 50mm F1.4 ZA正符合蔡司所追求的新时代的基准,亦即光圈全开时就连边缘也能从容不迫地达到高对比度、高锐度,达到让设计者自己也足以昂首挺胸的光学性能,无愧于卡尔蔡司之名。

在这次访谈中,我们还得知了一件有趣的事情。这次的镜头是以高对比度和高解析度为目标,而GMaster镜头的理念则是焦外与解析并进。不同的镜头也会分别套用不同的开发理念。


对于镜头企划者而言,究竟是锐度优先,还是焦外和立体感表现优先,这常常是镜头特性设定的一大烦恼。某些用户会说,我要光圈全开也锐不可当,但另一些用户会说,不对还是要优先表现焦外的味道。无法同时满足双方要求时,总要决定偏向哪一方。


然而对于索尼来说,既有继承了过去美能达时代遗产,能够同时表现焦外柔美、充满立体感又十分锐利画面的GMaster系列,也可以在需要优先考虑对比度和高锐度时启用蔡司标。亦即,换个标,就能将同焦距同光圈的镜头做出两个品种来。


迄今为止,索尼E卡口镜头的两个系列中还没有焦距和最大光圈值都相同的镜头,但今后若是人们开始追求不同的镜头味道,也许这样的预期将成为现实。


又或者,蔡司会以Batis品牌发布与索尼GMaster系列同规格的镜头呢?





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