关于徕卡R28-90的评价

絮言： 最近在LFC看到很多朋友不斷將EP對Leica鏡頭的評論文章翻成中文，以饗廣大的LFC朋友，也獲得了各方的肯定。在這些過程中，相信譯者和讀者都大有收穫。只可惜大家都把火力集中在M系列，R系列則少見問津。小弟雖MR雙修但內心仍頗感不平。小弟於去年受本文毒害，斥資購入此鏡後，一掃過去對變焦鏡頭之不不信任及恐懼感，乃不揣翦陋試譯此文並附上拙作，尚祈各位先進多多賜教。幸甚！幸甚！ http://www./imperia/md/content/pdf/objektive/datenbltterr-objektive/71.pdf 1. 前言： 變焦鏡頭設計的進展相當特別。第一個變焦鏡頭似乎是由西門子於1936年間所開發，用於16mm電影的Vario-Glaukar 1:2.8/25-80 mm鏡頭。在電影拍攝中，這種能讓鏡頭放大倍率很平順的改變的設計非常重要。第一個變焦鏡頭的專利於1902年由一家美國公司所提出，所以說變焦鏡頭的構想已經超過100年了。第一個35mm相機用的變焦鏡頭被當作玩具看待，甚至於在20世紀的80年代，Leica公司還公開指稱，變焦鏡頭的畫質永遠無法超越定焦鏡頭。Kolsch先生對Leica鏡頭的設計做出兩大突破性的貢獻：非球面及高畫質變焦鏡頭；Leica Vario-Elmarit-R 35-70mm f/2.8 ASPH及Leica Vario-Apo-Elmarit-R 70-180mm f/2.8 ASPH即其明證：變焦鏡頭的畫質可以跟定焦鏡頭並駕齊驅。 如今，情況正好與過去相反：定焦鏡頭需能證明其畫質優於變焦鏡頭。當然啦，變焦鏡頭並不適於製作大光圈鏡頭（在數位相機的世界裡，此說並不成立！），僅能做到f/2.8。但是利用現代軟片技術，最好的ISO200及ISO400幻燈片（及ISO400黑白底片）可以補償定焦及變焦鏡頭所差異之1-2格光圈。 變焦鏡頭擁有較多的鏡片以便校正光學像差，設計者擁有更多的工具來使其設計達到最適化的要求。對定焦鏡頭而言，只有一個最適距離（或放大倍數）須要校正。在變焦鏡頭的設計方面也是一樣的原理：只有一個距離可以設計到最適化的情況。我們可以選擇中間位置，廣角端或望遠端。對Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH這個新鏡頭而言，Leica選擇了50到90mm的範圍予以最適化。 變焦鏡頭的設計者擁有更多工具來校正鏡頭，但機械設計及工程方面的要求則更為嚴格。將6片鏡片安裝在一個固定的扥架上與將11片鏡片安裝在一個移動式的扥架，當然有很大的差異。要持續製造及裝配一個精密度要求在0.01mm以內的零件，本身就是一個艱鉅的工作，對精密度要求相同且具有活動零件的變焦鏡頭來說，更是難上加難。Leica確實採用轉動鏡頭扥架50000次的測試週期來檢驗鏡頭的精密度。 Leica這個新鏡頭擁有許多開創性的特色，因而使得變焦鏡頭的設計提高到一個新的水準。 這個鏡頭是Leica變焦鏡頭中第一個變焦範圍超過1：3，精確得說是1：3.214，與數學上一個魔術數字π（3.14）相當接近。 第二項創新是擁有一個嶄新且相當精緻的鏡片組活動方式的機械設計。 第三項創新是在人體工學方面：由於考慮到Leica Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH乃利用機械機構來進行手動對焦之故，因此這個鏡頭的扥架非常滑順。這個鏡頭的尺寸不大，正好介於個頭較小的Vario-Elmar-R 28-70 mm f/3.5-4.5 ASPH以及體型較大的Vario-Elmarit-R 35-70 mm f/2.8 ASPH之間，焦距多了20mm而能達到這個層次相當不易。這個鏡頭利用很薄但很穩定的鋁材製作鏡頭扥架，以降低其直徑。當用力按壓距離環（對焦環）時，摩擦力會提高，這個現象讓部分使用者對這一個新鏡頭的機械穩定性感到懷疑。事實並非如此，我們必須習慣新式鏡頭與上一代鏡頭的感覺不盡相同的情況。 第四項可以發現的創新乃是鏡頭外觀：這個鏡頭的外型漂亮且其表面呈現令人印象深刻的黑色塗裝。 另外，此鏡頭用於R8/9時，具有電子曝光補償的功能，這項功能雖非新聞，但亦可將之視為第五項創新。ROM（電子資料及信號繼電器）接點將鏡頭資訊（焦距、光圈補償及暗角〈vignetting〉資料）傳送到相機，以獲得正確的曝光及閃光燈設定值（變焦反光板zoom reflector）。 2. 變焦範圍 這個鏡頭所選的焦距相當實用。多年以前，Canon曾分析了幾千張照片，結果發現最常用的光圈及快門為f/8及1/125，而最常用的焦距為28到90mm的範圍。如果我們相信此一研究結果，那麼這個Leica新鏡頭便可以一個變焦鏡頭涵蓋上述最常用的焦距範圍。 這個鏡頭對Leica的變焦鏡頭而言，可以說增加了一個生力軍，但也不應該將之視為一個全能鏡頭。 與Vario-Elmar-R 35-70 f/4相比，這個鏡頭並無近攝功能，但對大多數情況而言，在90mm時0.6m的近攝距離可能已經足夠。光圈範圍f/2.8-4.5對現代高品質中速底片而言應已足夠。有人可能希望變焦範圍中之望遠端擁有稍大一點的光圈，但是如此一來鏡頭的尺寸勢必變大。以著名的Vario-Elmarit-R 35-70 mm f/2.8 ASPH為例，其前端直徑達88mm，若以此推算到90mm的位置，其直徑可能高達120mm之譜，且由於依比例增加的鏡片重量，這個鏡頭的重量將大幅增加。 光圈環上2.8-22的數字僅適用於28-35mm的焦距範圍。50mm的光圈始於3.4，90mm則始於4.5，當焦距選定在90mm時，光圈值2.8實際為4.5，光圈值22事實上是36。 使用手持式曝光表或想設定特定光圈值的時候，要特別注意這種情況，採用觀景窗內的光圈值比較不容易出錯。 3. 光學要求及機械結構 這個鏡頭擁有11枚鏡片分成8組，並採用了兩個非球面鏡，第一個非球面在前鏡片之第一個鏡面，另一個則在最後一片鏡片的第二鏡面，這一點正巧與Noctilux 50mm f/1.2相同。 此鏡頭具有三組活動鏡片組，並且被一個精密度為0.010到0.005 mm的溝槽所導引。 對Leica工程師的挑戰是：設計一個可以同時滿足性能、haptics（譯註：推測可能是optics之誤）及外型三項訴求的鏡頭，而這三項訴求有時又會互相衝突。此外還有一項，那便是鏡頭的製造問題。在這個方面Leica根據過去的設計已經累積了許多經驗，主要的問題是製造及裝配的公差範圍過小。這個鏡頭擁有11片鏡片，這些鏡片經過精密研磨及表面處理，以使得表面之不平整度達到次微米的程度，事實上其公差已達奈米級（0.001微米）。為達到所希望及計算出來的性能，鏡片裝配到扥架上的時候，不可以有任何應力（stress）產生，因為如果鏡片有絲毫變形的情況發生時，將使得鏡片表面變形，因而產生光學像差（optical aberration）。製作精確且毫無變形的鏡片扥架是一個重大挑戰。其他的挑戰還有：鏡片的側面必須塗黑，以降低耀光之可能性。這個塗黑的工作是由經驗豐富的工人用手塗上黑漆而成，但如果漆塗得太厚，鏡片可能會在扥架中「稍微」移動。其中一個解決方法是將鏡片壓到扥架上，但壓力太大時並不妥當，所以必須小心翼翼地將漆塗在鏡片上，使其能夠達到毫無變形的裝配到扥架內的要求。 Leica採用了奈米級的尺寸進行鏡片的研磨和成型，從光學尺寸轉變到扥架的機械尺寸及裝配的精密度，是由奈米級尺度轉變到微米級尺度（0.001mm），但此一微米級尺度依然非常的微小。設計者必須了解這種轉變，以確保在手工裝配時可以符合他的計算要求。這個變焦鏡頭共有40多個主要的機械零件（不包括鏡片、電子零件及光圈機構），這些零件的裝配精密度需達0.010到0.005mm的要求。 鏡頭裝配的大問題之一是鏡片偏離中心（以下簡稱偏心）的可能性。鏡片偏心可能是傾斜或側向偏移（相對於光軸），除非工人可以在很小的公差內作業，這種異常經常會在鏡頭裝配的過程中發生。大多數光學程式都有一個研究偏心效應，並指出可容許偏心量的模組，以避免產生畫質惡化的結果。 一般而言，偏心將導致反差降低及產生更多的像散（astigmatism）。 有一個特殊結構可以用來確保這個鏡頭所要求非常嚴苛的公差（由於1：3變焦範圍所產生的機械及光學限制）。鏡頭零件的製造系統其實不可能達到零公差的情況，因此系統中有某種程度的公差必須接受。一般而言，這個問題的解決方法有三種：在裝配過程中加以調整，並且將正/負向的零件配對，以獲得正確的搭配（舊Leitz法）；利用Monte Carlo統計分析法找出最敏感的問題區域，並採用束縛鬆弛的方式，將有問題的部份分配到系統之中（Zeiss鬆弛法）。現在Leica採用第三種方法，就是在光學設計及計算階段，便將機械補償機構作為機械結構的一部份。這個想法很新奇，從技術上來看，補償機構並不新穎，在此情況下，鏡片固定之前可以稍微移動，移動的程度則根據在高放大倍率的情況下所測得之MTF值來加以控制。 同時進行鏡頭之光學及機械設計並完全互動，也是一種新方法。鏡頭設計師必須了解鏡頭在裝配階段的各種可能性，他不可能對負責裝配的人員提出不可能的要求。光學計算必須予以最適化，以便讓裝配線上的工人利用手工來調整補償機構，使鏡頭之性能永遠維持在最適的狀況下。每一個鏡頭都必須檢查、確認達到設計要求，尤其是非球面鏡片，更需要非常仔細的校正，結果便可獲得一個非常狹窄的公差範圍。像這種耗費在裝配品質的功夫究竟有多少呢？一個工人需花兩個多小時才能裝配一個鏡頭！這種設計與裝配間的密切合作是Leica鏡頭維持其一貫高品質的重要因素，如今更達到一個新的層次。裝配及調整說明書是鏡頭最終設計的一部份，而設計本身也適合於最佳的裝配作業。 出廠時沒有兩個鏡頭是完全相同的，彼此之間總會有些在製造過程所產生的公差存在。 鏡頭製造工廠需根據設計者所界定的要求，設定鏡頭性能的底限，合乎要求的鏡頭方可被品質保證部門接受。對Leica Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH的結構而言，根據統計分布，能夠合乎公差範圍要求的成品大幅降低。由於鏡片組需在複雜的路徑上移動，變焦鏡頭的製造很難達到低公差的要求。一般說來，乃利用鏡頭扥架中的引導溝槽來控制鏡片組間的相對移動。 多數情況下，在鏡頭扥架上設置兩三道開口式溝槽，而讓導輪在其中移動。如果鏡頭扥架厚度夠厚的話，做兩條開口式導槽應該沒有問題，但是結果將使得鏡頭變重，而這個新鏡頭的要求是重量要輕。在Leica Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH中有三組移動鏡片組，因此需有三條引導槽，所以不能採用正常的結構（因為太重及/或太脆弱）。為了確保所需之穩定性，不能採用開口式溝槽，只能採用內溝槽的方式，而此種內溝槽只能採用Leica與Weller合作開發的特殊CNC機器才有辦法切割。在切割過程所產生的粗糙面需打光到深度公差為0.01mm，以確保引導輪於整個行程中移動所產生之阻力均相同。這個鏡頭的支架是用很薄、很高級、穩定性很好的特殊鋁材所製成，選用這種鋁材的另一個因素是因為它的表面可與黑色陽極處理程序產生良好的反應。（參考image 1） 上述努力使得這個鏡頭的對焦環及焦距選擇環之轉動非常順暢，如果手指夠敏感的話，當你將焦距選擇環由90mm轉到28mm時，可以感受到有些磨擦存在，所以說完美是相對的。 4. 光學考量點 這個鏡頭的畫質相當高。Leica將此鏡頭定位為旅遊及通用型鏡頭，這是毫無疑問的，但我個人認為，以這個鏡頭的素質而言，亦可作為高級的職業攝影之用。 在28mm全開光圈（2.8）時，可獲得反差很高的影像，影像之中心畫質超過150Lp/mm，外圍則超過80Lp/mm（見image 2），只有在角落的部份弱化，細節部分有些偏軟。將光圈收縮到5.6，中心部份的性能擴張到12mm直徑的畫質圈（見image 3），毫無像散而只有微量的變形。在高倍率放大後可發現一點色彩光差（fringing），變形率約-3﹪（鏡筒變形），因此在2.5格時有暗角（vignetting）（見image 4）。 在35mm全開光圈（2.8）時，外緣稍有改善，此時鏡頭之解像力可達100Lp/mm且微反差（micro-contrast）相當好（見image 5）。變形量約-1﹪。光圈於5.6時整個畫面的細節部份的表現乾淨俐落，而達到鏡頭之最適狀況（見image 6），實際上暗角已經消失無蹤。（見image 7） 在50mm全開光圈（3.4）時，反差很高且畫面的大部份區域解像力高達150Lp/mm以上。雖然仍有些模糊的色彩光差，但實際上不易察覺（見image 8及10）。光圈收縮到5.6時，即可輕易的超越Summicron 50mm鏡頭的畫質，而達到無懈可擊的境界，尤其是在外緣的部份。（見image 9） 在70mm全開光圈（4）時，即呈現出超高的畫質，反差超高，細節部分展現出非常乾淨俐落的清晰度（definition）。（見image 11） 光圈縮到5.6時，邊緣及角落部份之反差確實獲得改善（見image 12），變形量為1﹪（針包狀變形pincushion），暗角不明顯（見image 13）。 在90mm全開光圈（4.5）時便達到其最佳性能，與70mm相比，外緣及角落的畫質和中心部份一樣好（見image 14），沒有暗角的情況發生且變形量也低到1﹪，望遠鏡端的低變形非常傑出。一般說來，變焦鏡頭的特性都是中段較好，而兩端則較弱。（見image 15及16） 這個鏡頭的性能驚人，傑出的品質可與定焦鏡頭相提並論。讀者諸君可匯集各種鏡頭之性能圖自行比較，便可知道端詳。 與Apo-Summicron-R 90mm f/2 ASPH之比較相當有趣，並可顯示出定焦鏡頭之優點。仔細研究各個鏡頭之性能，可以幫助我們做出正確的選擇。Apo-Summicron-R在光圈全開時，性能與Vario-Elmarit-R在焦距90mm，光圈f/4.5相當。 APO鏡頭之優點是多了兩格光圈，但是較大的景深及更有效的降低內部反射（鏡頭直徑較小），使得這個變焦鏡頭的畫質較為滑順（smoother）。APO鏡頭之清晰面（sharpness plane）清楚地由其餘影像中分離出來，而其模糊梯度（unsharpness gradient）較為陡峭，將APO鏡頭之光圈收縮到f/4時兩者間之差異將消失。 一般而言，定焦鏡頭之體型較小，光圈較大，收縮光圈之後其間之差異將變小。與上一代鏡頭比較，這個變焦鏡頭的外緣畫質較佳。 以Leica Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH拍攝之影像色彩傳真度很高，畫面深度及寫實感相當細緻，這是一個特別適合幻燈片用的鏡頭。 從28到90mm這麼寬廣的變焦範圍也使得單眼反光系統之特性顯現出來：R8/9之正常觀景窗在90mm位置時顯得稍嫌黯淡，而在28mm時則難以精確對焦，這是Solms工程師需要再努力的地方！由於景深會掩蓋部份對焦失誤，所以廣角端之對焦問題並不嚴重；必須精確對焦時，最好先轉到70mm，對焦完成，再轉到28mm（或先轉到90mm對焦，再轉到35mm）。 5. 耀光性質 我做過鏡頭耀光性質的研究，假眩光性（veiling glare）在任何焦距均難以察覺，當背景比主體的亮度高出許多時，反差不會降低。當陽光間接射入鏡頭且又位於主體之後時，可以在畫面中看見一些二次反射的現象，但看不到眾所週知的快門葉片（diaphragm blade）反射現象。當陽光在畫面泛開時，當然會使畫面細節產生泛白的情況，碰到這種情況，一般人都會稍微變換角度，使陽光不會直接射入鏡頭。 這個鏡頭的假眩光性優於一般Leica鏡頭，二次反射方面也稍微好些。 6. 結論 這個鏡頭在所有的焦距均有傑出的表現，體型不大，人體工學及性能間具有經濟學家所稱之柏拉圖最適化（Pareto optimum），這些變數如有任何改變都會降低鏡頭的整體性能，所以實際影像品質只有在公差很小，並採用調校工藝極高的製造及裝配過程方才可以確保。 Leica Vario-Elmarit-R 28-90 mm f/2.8-4.5 ASPH的影像品質比起高級定焦鏡頭只有過之而無不及，且由於焦距範圍頗大，使其在Leica R系列鏡頭中扮演了一個重要的角色。