了解了一点镜头设计的知识

781 22

[1 楼] 上海的南京人 [泡菜] 14-11-15 21:10 镜头是“算”出来的。是的，你没有看错，是用数学计算出来的。依据的是光学理论和材料的折射率、色散率。光学系统内通常存在7类像差，需要一一校正。这就是镜头为什么有那么多镜片的原因。校正了一种像差，意味着另一种像差的增强。校正全部的像差是不可能的。所以，每个镜头的设计都是妥协的产物。镜片直径越大，校正越难。光学成像规则可不是线性的！ M4/3在这一点上占了大便宜，用不大的镜片就可以实现高素质的大光圈镜头。天下没有两片相同的树叶，也没有两片相同的镜片，更没有两个相同的镜头！因为镜头是极其极其精密的光学仪器，个体差异很大！ ——尽管出厂的时候有个最低标准！你买到的一款如何，跟“抓彩”是一样的
[23 楼] lastpower [泡菜] 14-11-22 22:37 楼主有个误区，设计没有占便宜只说。别墅和楼房装修设计谁占便宜？互相都可以说对方占便宜。所谓占便宜，更多只能说是在生产上。也就是镜头口径小，良品高，材料成本低些。本帖由安卓客户端发布
[22 楼] qutao0811 [泡菜] 14-11-16 12:32 dhep 发表于 2014-11-15 22:21 从楼主的观点 M4/3在这一点上占了大便宜，用不大的镜片就可以实现高素质的大光圈镜头。结合售价和镜片直径，O的12/2和P的45/2.8M应该是很占便宜的，小1和小Q未必能占了大便宜 N家小1、P家小Q携一众小DC表示不明觉厉、要奋起直追
[21 楼] chenhongzjj [泡菜] 14-11-16 12:24 其实楼主本意是想证实M43镜头在设计上占便宜，但是偏偏引用的理论却不是那么回事，有点牛头不对马嘴的感觉 M43成像圈小，畸变暗角等又都机内直接矫正，连老43的垂直入射都放弃了，在这么优厚的条件下，设计再不占便宜，或者说设计难度再不低，真说不过去了。
[20 楼] LIx2NG [泡菜] 14-11-16 10:54 上海的南京人发表于 2014-11-16 09:26 这类问题我们应该搬个凳子坐一起讨论，论坛真的不合适我再说一句吧，球面镜片A是B的等比例放大，A的球面像差比B大。镜片等比例放大之后的像差维度，就是你图上标注的最小包围圈和线扩展LSF，也是等比例放大的。这是线性的，可谓意料之中的根本算不得挑战。“镜片直径越大，校正越难。光学成像规则可不是线性的！” 这是你的原话。镜片曲率不变，厚度增加一倍你看看球面像差是不是只有两倍？光圈从2到1.4，边角失光是否只有两倍？这些才是挑战。
[19 楼] 上海的南京人 [泡菜] 14-11-16 09:26 LIx2NG 发表于 2014-11-16 00:33 你不要忘了焦距的影响。另外，广角需要保证入射角度长焦需要保证进光量，都需要大镜片，哪怕光圈不大。不管怎么说，大光圈和大镜片尺寸不能等同起来，这是两个概念。大光圈设计难度大不是因为镜片尺寸大，而是因为需要光学矫正的幅度大。镜片厚度跟光波长当然不在一个数量级，厚度也是设计需要来决定。我说的是镜片表面的平整度、制造误差。精度才是成本杀手。这些东西跟光波长是一个量级的，对像质大大的有影响。传统的1/4波长厚度镀膜、现代的纳米结构的镀膜，都是在光波长的量级里做文章。松下用于M43镜片制造的三坐标测量仪，精度可达0.01~0.1微米，也就是10~100纳米。可见光波长400~700纳米。http://industrial.panasonic.com/ea/products/product_cat2/ADAH000/ADAH000/ 球面像差的程度跟透镜的球面半径/厚度比相关。跟镜片的物理直径没有必然关系。基础光学分析里有“薄透镜”一说，不是说绝对厚度，而是说相对球面半径而言“不厚”所以球面像差可忽略不计算。球面镜片的物理直径只要不大到研磨不便的地步，那么加工精度是可以保证的，具体些说，直径30mm的和直径20mm的，制造难度一样，成本差别很小。我是这个意思。楼主你要明白，一本摄影教程里的镜头原理，充其量 ... 这类问题我们应该搬个凳子坐一起讨论，论坛真的不合适我再说一句吧，球面镜片A是B的等比例放大，A的球面像差比B大。
[18 楼] RX200 [泡菜] 14-11-16 01:02 zaqer 发表于 2014-11-15 14:44 老4/3的大光圈镜头设计并不容易像场小但要求的分辨率高 M4/3是占了有机内矫正的便宜另外镜头设计是个系统工程. M4/3镜头... 老43镜头设计的时候要还要兼顾垂直入射，所以体积都堪比全副了本帖由安卓客户端发布
[17 楼] LIx2NG [泡菜] 14-11-16 00:33 上海的南京人发表于 2014-11-15 23:53 关于像差校正，你没有理解错，我也没有理解错。原表述不够精确，心领神会就是了。光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径对于特定系统的特定镜头，最大光圈与镜头直径是直接相关的，不是另一回事。光波长是用nm来衡量的，与在镜片的厚度根本不在一个层次上。薄的好处是透光率高，对其它光学性质如折射等没有影响——厚度本身的不同在设计上是计算了的。 “一般的球面镜，镜片尺寸影响不大”，这句是错的。镜片尺寸影响非常大，7种像差的第一种就是球面像差。球面透镜的外围区域的聚焦点和中心区域的不同。非球面的难度在于制造工艺。做过光学实验的人应该都知道，失之毫厘差之千里。镜头的差异是客观存在，但合格镜头的差异都在可接受的范围内。你可能误解我了。你不要忘了焦距的影响。另外，广角需要保证入射角度长焦需要保证进光量，都需要大镜片，哪怕光圈不大。不管怎么说，大光圈和大镜片尺寸不能等同起来，这是两个概念。大光圈设计难度大不是因为镜片尺寸大，而是因为需要光学矫正的幅度大。镜片厚度跟光波长当然不在一个数量级，厚度也是设计需要来决定。我说的是镜片表面的平整度、制造误差。精度才是成本杀手。这些东西跟光波长是一个量级的，对像质大大的有影响。传统的1/4波长厚度镀膜、现代的纳米结构的镀膜，都是在光波长的量级里做文章。松下用于M43镜片制造的三坐标测量仪，精度可达0.01~0.1微米，也就是10~100纳米。可见光波长400~700纳米。http://industrial.panasonic.com/ea/products/product_cat2/ADAH000/ADAH000/ 球面像差的程度跟透镜的球面半径/厚度比相关。跟镜片的物理直径没有必然关系。基础光学分析里有“薄透镜”一说，不是说绝对厚度，而是说相对球面半径而言“不厚”所以球面像差可忽略不计算。球面镜片的物理直径只要不大到研磨不便的地步，那么加工精度是可以保证的，具体些说，直径30mm的和直径20mm的，制造难度一样，成本差别很小。我是这个意思。以下内容由 LIx2NG 于 2014-11-16 01:12 补充楼主你要明白，一本摄影教程里的镜头原理，充其量只能做到概论的程度。各种东西无法讲得很深入，多是“一般来说。。。”，“通常而言。。。”的句式。都不会犯明显错误，但跟快速发展的工程水平和市面上的实际产品有脱节，这是避免不了的。既然是本摄影专业的教材，咱们挑个刺也不至于较真。
[16 楼] 上海的南京人 [泡菜] 14-11-15 23:53 LIx2NG 发表于 2014-11-15 23:14 既然如此我就来指一下英帝老教材的纰漏。纠正一种像差必然会增大另一种像差？这说法表述不当。真要这样顾了头顾不了屁股的，你无论如何都妥协不出来。应该说各种像差之间相互牵制，必须在很大的参数空间里寻找整体最优方案，计算量很大。以前要凭借经验缩小参数空间，现在要靠电脑暴力计算光圈大倒是必然导致设计难度大，尺寸是另外一回事。薄镜片对工艺要求更高。同样的表面不平整度和公差，在5mm和1.5mm厚的镜片上表现出来的影响肯定不一样。何况M43对分辨率要求更高。如果是一般的球面镜，镜片尺寸影响不大。如果是非球面，尺寸会有限制不然很难批量制造。镜头的个体差异在以前是很大，现在从生产、装配、品控的设备高级多了，流程也完备多了，主贴里的碰运气论未免夸大。关于像差校正，你没有理解错，我也没有理解错。原表述不够精确，心领神会就是了。光圈F值=镜头的焦距/镜头光圈的直径对于特定系统的特定镜头，最大光圈与镜头直径是直接相关的，不是另一回事。光波长是用nm来衡量的，与在镜片的厚度根本不在一个层次上。薄的好处是透光率高，对其它光学性质如折射等没有影响——厚度本身的不同在设计上是计算了的。 “一般的球面镜，镜片尺寸影响不大”，这句是错的。镜片尺寸影响非常大，7种像差的第一种就是球面像差。球面透镜的外围区域的聚焦点和中心区域的不同。非球面的难度在于制造工艺。做过光学实验的人应该都知道，失之毫厘差之千里。镜头的差异是客观存在，但合格镜头的差异都在可接受的范围内。你可能误解我了。
[15 楼] 后入为主 [泡菜] 14-11-15 23:25 LIx2NG 发表于 2014-11-15 23:14 既然如此我就来指一下英帝老教材的纰漏。纠正一种像差必然会增大另一种像差？这说法表述不当。真要这样顾了头顾不了屁股的，你无论如何都妥协不出来。应该说各种像差之间相互牵制，必须在很大的参数空间里寻找整体最优方案，计算量很大。以前要凭借经验缩小参数空间，现在要靠电脑暴力计算光圈大倒是必然导致设计难度大，尺寸是另外一回事。薄镜片对工艺要求更高。同样的表面不平整度和公差，在5mm和1.5mm厚的镜片上表现出来的影响肯定不一样。何况M43对分辨率要求更高。如果是一般的球面镜，镜片尺寸影响不大。如果是非球面，尺寸会有限制不然很难批量制造。镜头的个体差异在以前是很大，现在从生产、装配、品控的设备高级多了，流程也完备多了，主贴里的碰运气论未免夸大。说的极是
[14 楼] LIx2NG [泡菜] 14-11-15 23:14 上海的南京人发表于 2014-11-15 22:31 忘了说了，这些东西是英国皇家艺术学院的高级摄影教程上看来的我本来的目的是学些镜头光学知识，但太专业了，具体的东西不适合贴这里，7种像差我也只理解了6种——惭愧。。。。。另，镜片大带来很多困难，但太小了就会有衍射问题。既然如此我就来指一下英帝老教材的纰漏。纠正一种像差必然会增大另一种像差？这说法表述不当。真要这样顾了头顾不了屁股的，你无论如何都妥协不出来。应该说各种像差之间相互牵制，必须在很大的参数空间里寻找整体最优方案，计算量很大。以前要凭借经验缩小参数空间，现在要靠电脑暴力计算光圈大倒是必然导致设计难度大，尺寸是另外一回事。薄镜片对工艺要求更高。同样的表面不平整度和公差，在5mm和1.5mm厚的镜片上表现出来的影响肯定不一样。何况M43对分辨率要求更高。如果是一般的球面镜，镜片尺寸影响不大。如果是非球面，尺寸会有限制不然很难批量制造。镜头的个体差异在以前是很大，现在从生产、装配、品控的设备高级多了，流程也完备多了，主贴里的碰运气论未免夸大。
[13 楼] chenhongzjj [泡菜] 14-11-15 23:06 楼主经常发些娱乐贴活跃这里的气氛，贡献很大本帖由安卓客户端发布
[12 楼] 上海的南京人 [泡菜] 14-11-15 22:56 zaqer 发表于 2014-11-15 22:44 老4/3的大光圈镜头设计并不容易像场小但要求的分辨率高 M4/3是占了有机内矫正的便宜另外镜头设计是个系统工程. M4/3镜头使用静音小巧的步进马达, 因此必须是用尽量轻和少的对焦镜片组. 所以在镜头设计上并不能完全与原来的单反镜头做对比. 本身设计思路就是不一样的. 非常感谢有含金量的回帖！
[11 楼] zaqer [泡菜] 14-11-15 22:44 老4/3的大光圈镜头设计并不容易像场小但要求的分辨率高 M4/3是占了有机内矫正的便宜另外镜头设计是个系统工程. M4/3镜头使用静音小巧的步进马达, 因此必须是用尽量轻和少的对焦镜片组. 所以在镜头设计上并不能完全与原来的单反镜头做对比. 本身设计思路就是不一样的.
[10 楼] ujoe [泡菜] 14-11-15 22:39 没看内文,反正楼主发贴就会引來一群43黑
[9 楼] 上海的南京人 [泡菜] 14-11-15 22:31 忘了说了，这些东西是英国皇家艺术学院的高级摄影教程上看来的我本来的目的是学些镜头光学知识，但太专业了，具体的东西不适合贴这里，7种像差我也只理解了6种——惭愧。。。。。另，镜片大带来很多困难，但太小了就会有衍射问题。
[8 楼] dhep [泡菜] 14-11-15 22:21 qutao0811 发表于 2014-11-15 21:47 N家小1 发来贺电 P家小Q 发来贺电从楼主的观点 M4/3在这一点上占了大便宜，用不大的镜片就可以实现高素质的大光圈镜头。结合售价和镜片直径，O的12/2和P的45/2.8M应该是很占便宜的，小1和小Q未必能占了大便宜
[7 楼] LEEPRODUCTIONS [泡菜] 14-11-15 21:55 表示认可本帖由安卓客户端发布
[6 楼] 今天就行动5代 [泡菜] 14-11-15 21:54 最近老看lz发这种二贴，我开始思考，lz究竟是哪家派来黑m4/3的呢？
[5 楼] qutao0811 [泡菜] 14-11-15 21:47 N家小1 发来贺电 P家小Q 发来贺电
[4 楼] RX200 [泡菜] 14-11-15 21:43 LZ每天都在发现新大陆
[3 楼] mygod555 [资深泡菜] 14-11-15 21:23 在一个对光学外行的人看来LZ观点正确。
[2 楼] xajhlwh [泡菜] 14-11-15 21:16 继续本帖由安卓客户端发布