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徕卡m系列頂級鏡頭

生活 更新时间:2024-12-14 18:44:43

我不推薦大家去買徕卡。從我回答問題的曆史來看,我否認了Q适合初學者、我也不推薦别人買M。

撇開品牌、人文、德味這些不着邊際的話題。我想從純技術和工程的角度來說說徕卡貴在哪裡。徕卡的産品戰線很長,不一一展開了,就說說M系列。

徕卡m系列頂級鏡頭(徕卡M型相機其實是旁軸相機中的另類)1

徕卡M型相機的上面是有個小窗口,那是取景窗。所以徕卡M型相機是旁軸取景相機。但是其實這隻是取景系統,徕卡M的取景系統裡面還藏着測距系統。這是一個聯動測距儀相機。

資深的老法師說您的真旁軸相機也未必是真正的高精度Range finder camera。

所謂Range finder,就是測距儀的意思。而Range finder camera真正的意思并非旁軸取景相機,而是帶測距儀的相機。

首先需要熟悉一下人的眼睛。人眼對2點和2線的分辨能力略有不同。

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視網膜中央是分辨能力最高的黃斑部。上面布滿了一個個呈六角形的蜂巢狀的錐狀細胞。六角形的對應的邊距為P值,約為0.005mm。若眼睛的焦距f=15mm。則人眼對兩點的極限分辨率可以表示為:

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這個值相當于角度1’08”,可以近似1’

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雙線的分辨能力,隻要每個細胞上有一部分收到光照,它便受到刺激。從下圖中可以看到。A1-A2細胞沒有受到刺激,而A3-A5細胞由于有一部分照到光線而受到刺激,這樣以來A1-A2和A3-A5之間就會産生一個亮度的梯度差,其寬度為e。交錯量e的取值公式如下:

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再将e 代入下面的式子

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由此可見,人眼對雙線錯位的分辨能力幾乎是雙點的三倍。我們将這種能力稱為遊标視覺銳度,簡稱副尺視力。

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而獲得這種能力的代價是需要有一套很複雜的機構來支持。

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同樣這類真正意義上的測距儀相機(徕卡M型、勃朗尼卡RF、巧思RF)之類,還要求使用者有很好的操作技巧。比如盡量利用上圖中下面一種方法來對焦。總之,沒有輔以一定的訓練還真是發揮不出高級相機的作用。

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上圖:實像式

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上圖:虛像式。國産的旁軸相機,幾乎都是這個類型。比較一下光學結構。


分割一下,突出要點:要實現上面這步,從測距儀取出實像的測距圖像,再疊加到取景器中,不那麼容易實現。


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大家都知道M3是徕卡M型的鼻祖。M3是如何實現這一步的呢?

我找到了一張非常珍貴的圖片。M3的測距器和取景器的組合是這麼一個結構。非常複雜。

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這其中的成本高到連徕卡自己也扛不住。所以有了下面M2的簡化版測距取景結構。

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這個結構延續下來,今天的M10也是這個結構。

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就算是這麼簡化的結構,其中仍然有一些非常難加工的零件。右側的微型屋脊棱鏡就是一個難點。

據我了解的情形,當年騰龍做RF的取景器,這個問題也曾經困擾了很久。

因為很難加工,即使在今天也很難加工,所以貴!


為什麼要用測距儀?


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至今為止最經典的測距儀相機非徕卡的M系列莫屬,而徕卡M型相機的測距方法屬于最經典的三角測量法。而關于徕卡M型的測距精度,我曾經專門寫過一篇文章來講述。當然,結論是當仁不讓的No.1。為了讓大家看的清楚,我把以前幾篇關于測距系統的精華再度濃縮一下。

從上圖看出,當被攝物距離R趨向于增加時,測角誤差随之增加。好在景深和R的平方成正比。所以理論上三角法測距在照相機上還是比較實用的一個方案。它隻針對相對近距離的測距有效。

L就是測距基線(上圖中的L),基線越長當然精度越高。假設取景器倍率為M。這裡還要引入一個有效基線的概念。

有效基線ML=取景器倍率M x L

有效基線的長短才是決定測距精度的保證。此外,還有一個決定性的因素就是人的眼睛的分辨能力。

旁軸取景相機的基線長度很容易進行測定的。隻要在目鏡處反向射入一束激光,激光就會從測距器和取景器兩個窗口同時射出,兩束激光的距離就是基線長度。

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上圖是騰龍勃朗尼卡RF的測距器在進行基線檢測

那麼把激光射入老式單反機的取景器會怎麼樣呢?我同樣找出書上的照片。舊書了,照片實在太模糊,實驗用的時一台尼康FM,同樣有兩束激光會從鏡頭射出。這兩束激光就是單反機的測距基線。它們是由裂像棱鏡形成的。

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對!單反機也需要測距,也是有基線的。對應的基線計算公式如下:(找到一張非常珍貴的,針對單反機進行的激光測試,測量尼康FM型相機的基線,結果基線真的存在,射出鏡頭的激光被分成兩束。兩束之間的寬度就是基線)

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無論是用過尼康FM2、還是美能達X700、還是海鷗DF的朋友,不會忘記在取景器裡看見過的它吧!對!裂像棱鏡!

L=2(n-1)af

n為裂像棱鏡材料的折射率

a為裂像棱鏡的頂角

f 為鏡頭焦距

由于實在無法從現在的資料中找到關于單反機測距存在基線的證據。還好在古老的書籍中還有一張依稀可辨的照片。圖中的2束激光從尼康FM裝備的50mm鏡頭中射出,2線的寬度便是它的測距基線長度。

仔細的看官可曾想過為啥現在找不到圖片資料?

不論這個公式如何計算,我們會發現n和a都是常數,唯有鏡頭焦距是變量。我們代入一個最常用的50mm焦距試試。此時的基線僅僅為8mm左右。和旁軸測距的相機相比,這也太短了吧!要是換上廣角鏡頭,那就等于沒有對焦精度。當然要是換上焦距很長的鏡頭,單反機的測距精度一下子高了起來。

所以單反機雖然不是旁軸相機,但是也算是一種變形的Range finder camera,隻不過在使用135mm以下焦距的時候,測距精度低一些。

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沒完!再來看看單反機進入AF時代的表現。

一幅典型的索尼現代AF數碼單反機結構圖。自動對焦組件(AF組件)躲在哪?熟悉的朋友都知道在反光鏡箱的底部,那個AF SENSOR就是。

原理、實用化的機型?

早在70年代末期就有。現代的一脈相承,不斷改進,一直沒有原理性的突破。

那就是相位法。

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上圖是1979年上市的PENTAX ME-F自動對焦單反機的TTL -EFC原理。和現在的AF機型的唯一原理性區别就是:PENTAX使用的是AF分光棱鏡,而從美能達a7000開始使用的都是一組成對的分光透鏡。

很多人都認為世界上第一部實用的自動對焦單反機是1986年發布的美能達a7000,早在這之前很多公司都發布過自動對焦相機,其中自動對焦的單反機也不再少數,甚至徕卡都發布過原型機。隻不過它們都沒有成功占領市場。盡管這樣,單反機所用到自動對焦的原理大同小異,直到今天也是如此。

不論系統如何升級,它們都需要使用一個分光透鏡将光束分成2束,然後用CMOS或者其他的感光原件分析這2束光線的相位差。

隻要知道分光透鏡的焦距(等效頂角高度)和材料的折射率,以及鏡頭的焦距,就可以計算出單反機測距基線的長度。雖然沒有一手的資料,但是可以根據元件的尺寸來推斷,這種分光鏡對應的頂角高度不會比30年前的單反機裂像棱鏡的頂角高,材料也是類似的n=1.5左右的材料,選取50mm的物鏡焦距。代入到上篇的公式裡。

L=2(n-1)af

n為分光透鏡材料的折射率

a将分光透鏡折算成裂像棱鏡的頂角

f 為鏡頭焦距

基線長度L不會超過10mm(實際上還是8mm左右)。


結論一下:測距儀相機在對焦精度上要比單反機高很多!

現代的自動對焦單反機不是在測距,是在檢測反差。這是兩者本質上的差異。而且單反機對于反差的精度檢測其實并不是您想象當中那麼精密的。


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除了精密的鏡筒配合之外,請留意鏡頭卡口的缺口,這個缺口是為了耦合機身的測距撥杆留下的。

但是精密的測距儀,需要和鏡頭聯動。所以M型的鏡頭和機身之間有一套很複雜的聯動系統。所以M型相機真正的名字應該是聯動測距儀旁軸取景複合系統相機。就這麼長的名字!

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打開機身,卡口上方12點鐘位置下的小圓柱體,就是機身的測距耦合撥杆。今天的M型和當年的M3如出一轍。


再結論一下:

合理的結構之外,原理性的精準之外,隻有精密的加工,才能保證對焦的準确!

所以徕卡M系列會很貴!

如果換成M3的結構,它還會更貴!


我們再來對比一下M系列的同類

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上圖是手持的1米基線的測距機。(現在還在用哦)

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3米基線測距機,手持拿不動了,隻好車載,不過精度高很多。

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上圖是第二次世界大戰時期一艘波蘭驅逐艦上的測距機,基線更長。如果閱讀戰史的話,您會發現在大型軍艦上出現基線長達十幾米的光學測距機也很平常。

我們來看看常見的三角測距法的相機,徕卡M型的基線排名,隻在中間位置。

第十五名 Leica CL 物理基線31.5mm 放大倍率0.6 有效基線 18.9mm

第十四名 福倫達R/祿來35RF 物理基線37mm 放大倍率0.7 有效基線 26mm

第十三名 Minolta CLE 徕卡M口 有效基線 29mm

第十二名 Leica M6/M7/MP(.58) 物理基線69.25mm 放大倍率0.58 有效基線40.17mm

第十一名 柯尼卡巧思HEXAR RF 物理基線69.2 放大倍率0.6 有效基線41.5mm

第十名 Leica M8/M9/M240(.68) 物理基線 69.25mm 放大倍率0.68 有效基線 47.1mm

第九名 CANON 7 物理基線59MM 放大倍率0.8,有效基線47.2MM

第八名 LEICA M2/M4/M5/M6(.72) 物理基線69.25mm 倍率0.72 有效基線49.86mm

第七名 蔡司伊康ZM 測量基線75mm 倍率0.74 有效基線55.9mm

第六名LEICA III物理基線38 放大倍率1.5 有效基線57mm

第五名LEICA M6/M7/MP(.85) 物理基線69.25 倍率0.85 有效基線58.56mm

并列第四名 CANON VT 物理基線長度43MM,最大倍率1.4 有效基線60mm

NIKON S2 和S3早期型号 物理基線60MM, 放大倍率1

第三名 CONTAX II III KIEV 物理基線98MM,放大倍率0.63 有效基線61.74mm

第二名 LEICA M3/MP(.92) 物理基線69.25mm 放大倍率0.92 有效基線63.71mm

第一名 CANON VI L 物理基線43MM 最大放大倍率1.55 有效基線66.5mm


可是,日本相機設計的前輩大師小倉磐夫先生根據計算卻說徕卡M3的測距精度換算起來,優秀攝影操作徕卡M3的測距精度可以和最優秀的觀察員操作的長門戰列艦的15測距儀的測距精度一較高低。顯然徕卡M型測距的精度不僅僅來自于基線長度,還有實像結構帶來的視力差異。(回顧一下最前面的視網膜原理)

大家可能沒有用過基線長度排名第一的CANON VI L。但是我想告訴大家CANON VI L是虛像對焦,而徕卡一直是堅持實像對焦。


我還要補充一下和M機身有關的問題。

徕卡APO-TELYT 135mm為啥有個奇怪的光圈 ?

我要明确地回答大家:這個對于旁軸測距相機的鏡頭設計,基線有着有很大的決定性。衆所周知:

清晰的照片必須滿足以下條件:

景深的絕對值 > 測距誤差的絕對值

測距誤差大了,就無法保證最大光圈F得到的景深在允許範圍之内。

根據一系列推導得出一個根據測距基線求最大相對孔徑(F制光圈)F max的公式

最大相對孔徑取值如下:

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r為眼睛分辨率

L為測距基線

M為取景器倍率

d為彌散圈直徑

f為鏡頭焦距

把現有的數據代進去,再代入一個很有意思的焦距:135mm,結果得到F max= 3.4

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這下搞明白徕卡 APO TYLE 135mm的F值(F制光圈)為什麼是F3.4了嗎?

這就是嚴謹!

再結論一下:所以,它貴一些!

因為整套相機是一個系列的技術保障!這裡僅僅列舉了皮毛。


所以,請攝影人不要人雲亦雲地整體0.95不離口!F-MAX取值能多大是計算出來的。有些市場化的東西,并不科學!是騙你錢的!也不要人雲亦雲地德味:在工程面前,沒有什麼德味!

也請攝影人不要一竿子打死好東西,貴的東西未必真的很貴。

除了M以外的徕卡,本人不做評論。大家自己掂量!

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