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解密三维空间高表现力 尼康AF-S105/1.4E开发访谈

发表时间:2017-08-09 来源:色影无忌 作者: 尼康 责任编辑: 梁爽

 

 

左起


山下雅史 尼康影像事业部 开发总部 主任(负责镜头的实际设计)

佐藤治夫 尼康影像事业部 开发总部 主任研究员(镜头的概念设计兼光学设计开发组长)

石上裕行 尼康影像事业部 市场总部 副主任(负责产品企划)

曾雌功  尼康影像事业部 开发总部 主任研究员(负责机械设计)

 

  尼康在2016年8月发售了AF-S 尼克尔 105mm f/1.4E ED,因拥有105mm焦距的同时,实现了F1.4的大光圈而广受关注。这款镜头和之前发售的AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G一样,都是以“三维空间高表现力”为理念进行开发的。尼康出于什么考虑进行了这款镜头的企划?采用了哪些技术?本次访谈就这些问题采访了尼康的开发人员。


采访:杉本利彦 照片提供:上田晃司 

 

三维空间高表现力理念下的挑战

 

出发点是想在尼康100周年时推出“100mm F1.4”的镜头

 

 

――首先请介绍一下此次产品开发的目的和企划的意图。


石上:一开始是想开发“大幅虚化的镜头”,在此基础上还要合焦面锐利,虚化过渡流畅华丽,也就是说以能够实现自然、有立体感和纵深感表现的大光圈中远摄定焦镜头为开发目标。


佐藤:开发AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G时,尼康各部门协同成立了“经典镜头分析项目组”,由此回归初心,开始了通过尼康研发的检测装置“OPTIA”,对尼康和其他公司在历史上留名的“经典镜头”进行像差等的特性分析。这个项目组除了影像事业部之外,聚集了核心技术总部研究开发管理部光学技术研究所的智囊团和公司内部图像处理、物理学、光学、程序设计、摄影等方面的专家,对怎样的像差平衡能得到合适的画质和所需成像特性,以及对于实现目标的设计方法和评价方法等进行了多角度研究。因正好2017年是尼康成立100周年,大家协商之后提出了“100mm F1.4”规格的镜头开发方案。 将研究结果在公司内部会议上发表后,有人提出“这么好的镜头不用等到100周年,应该立刻开始制作”,也有人提议“虽然能理解100mm是为了纪念尼康成立100周年,但按照尼康的传统还是105mm更合适”,于是改成了105mm的设计,就这样得出了这款镜头的原型方案。


――最近很多厂商将100mm、105mm级做成微距镜头,为什么现在推出105mm的大光圈镜头?


佐藤:我认为拍摄人像的用户主要可分为偏好85mm的“85mm派”和偏好100-105mm的“105mm派”。稍作调查发现,85mm派的用户选择镜头时倾向于35mm、85mm、135mm和200mm等稍微隔开的焦距,但105mm派在35mm和105mm之间会选择50mm、55mm和58mm等标准镜头。我也是105mm派,一直以来喜欢使用58mm F1.4和105mm F2.5。不过85mm的话,市面上有很多F1.4级的大光圈镜头,而105mm的级别中没有F1.4的大光圈镜头,在手动对焦时代,尼克尔镜头有F1.8的,但进入自动对焦时代后,最大光圈只能是F2。 如果能制作出105mm级的F1.4大光圈自动对焦镜头,也是一大突破,因此开发时就执着于F1.4。但是作为经典镜头分析项目组的成果,我设计的105mm F1.4镜头一开始并不是最适合高速自动对焦的,于是为了实现高速自动对焦,又重新修改了设计。像差校正和成像相关的地方继承105mm F1.4的原型方案,同时借鉴AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G的特点进行了改良设计,在那个阶段请山下参与设计,由他一直跟进到量产之前。


和AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G是怎样的关系

 

 

――新闻稿中写着“新产品继承了AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G追求的‘三维空间高表现力’(如实的还原性)设计思想”,具体来说它继承了AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G的哪些地方?


佐藤:三维空间高表现力的设计理念是继承自AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G,不过多少改变了像差平衡上的效果。在公司内外调查了用户对于AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G的使用感想,有的反馈说这样的特性就很好,而有的说靠近被摄体拍摄时合焦位置的锐度有待提升,于是此次将近距离处的成像效果向二维空间靠近,也就是使合焦更锐利。总之,就是比AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G的表现更锐利,这样一来,更加适合一般性使用的用户。相反的,追求与AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G相同特性的用户也许会觉得这款镜头有不足之处,或者也有人会觉得这样的性能刚好符合自己的要求。


――包括其他公司在内,最近镜头设计的倾向是:即使是大光圈,从最大光圈开始就成像锐利的镜头变多了,而尼克尔强调三维空间高表现力的镜头最大光圈的表现有些柔和。


佐藤:拍摄人像等艺术照的摄影师追求的画质并不只是二维成像效果好,图像传感器是二维平面,被摄体是三维的,所以需要考虑如何将三维空间呈现在二维平面上。然而一般对光学系统的评价只停留在二维方面,我认为这是不够的,仅提高二维上的效果比较简单,只需要单纯地将像差尽可能消除就行了。我提出的三维空间高表现力这一理念是源于将三维的被摄体转换为二维时,根据转换的方法成像效果会发生改变这一现象。

 

  例如,在无限远的情况下,基本可以当成无限远平面与图像传感器之间的关系,也就是二维对二维,尽可能提升MTF曲线就行了。但在距离有限的情况下被摄体是三维的,合焦面前后即形成虚化,如果虚化效果不好,就不能说成像效果是好的。总之,不是一味提升合焦处的MTF曲线,仅关注二维特性就可以了,而是要在设计上取得三维和二维表现的平衡,这就是三维空间高表现力的根本。

 

D5/光圈优先自动(F1.4、1/250秒)/ISO 450/曝光补偿:-0.3EV/白平衡:色温(5000K)/优化校准:单色

 

  在三维空间高表现力的设计理念下,并非单纯令画面整体的画质锐利,也非仅提升对比度就可以的,而是要重视从合焦面开始,随着距离的变化形成过渡平滑的虚化,通过自然而柔和的虚化过渡来体现立体感。

 

  换句话说,三维空间高表现力不是过度提升合焦面的锐度,而是达成基本的锐度后,将剩余的力量放在提升合焦面前后虚化的效果、连续性和立体感上。

 

  例如,合焦于眼睫毛时,睫毛部分成像锐利,但耳环及脑后的头发大幅虚化后,一根模糊的头发看起来像三四根,整体看起来很不真实,成像效果并不自然,且虚化的过渡不平滑,缺乏连续性,比如从合焦面起突然出现大幅虚化,或者合焦面前后一定范围内一直没怎么虚化,紧接着突然虚化等。虽然经过长年的研究发现,这样的虚化特性由像差的残留方法决定,但一直以来并没有理清合适的像差平衡,现实情况就是,虽然可以定性,但很难定量。关于定量的部分,我在刚开始在开发AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G时,想将像差的平衡设计得更大胆些,不过有人说用于AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G上有些过了,不知道这次AF-S 尼克尔 105mm f/1.4E ED的设计大家会有怎样的评价。

 

  AF-S 35mm f/1.4G、AF-S 尼克尔 58mm f/1.4G和AF-S 尼克尔 105mm f/1.4E ED三款镜头都基于三维空间高表现力的理念,不过成像效果各不相同。35mm镜头因为是初期阶段的产品,仍有发展的潜力,58mm镜头的效果对有的人而言太过了,而105mm镜头应该是实现了大家期待的像差平衡。

 

  当然,从其他公司的像差平衡来看,也能理解一眼看上去合焦处的锐度至关重要这样的方向性,但是中远摄镜头在最大光圈下用于近距离拍摄时,一幅照片中合焦的范围不到10%,让人怀疑将这部分的MTF提高10%到底有多大意义。而从合焦部分起虚化过渡平滑是不容易做到的,这是我们今后努力的方向。而视频连续记录了从合焦到虚化的过程,可能这才是三维空间高表现力这一理念活跃的领域,视频拍摄盛行的时代即将到来,镜头的评价方法和设计方法也会随之改变。基于当下评价方法下颇受青睐的镜头,在新时代下是否也能获得好评,对此我也很感兴趣。

 


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