历史转折中的蔡司标头—耶拿迈入单反时代东蔡Flexon与Pancolar50/2

在二战后单反相机潮流中,位于耶拿的蔡司正溯开局是相当不利的。一方面,“Biotar之父”威利·梅尔特被美军抓到美国,梅尔特的助手罗伯特·蒂德肯被带去了苏联,担任摄影镜头部门主任的就只能是哈利·策尔纳了。说句题外话,让梅尔特在美国病死真是便宜他了,这种靠向纳粹举报同事上位的人,枪毙都不为过。我建议直接炮决。
战前的Biotar标头当然也能凑合用,不过由于原教旨Biotar的镜后距不太够用,做50mm焦距难免要和反光板打架,因而要拉长到58mm才能放进去。这有点太窄了,作为标头的话傻乎乎的,当年消费者已经有不少怨言。另外,单反相机毕竟和旁轴不同,它使用起来难免要全开光圈对焦、取景。焦点移动可能带来的跑焦问题必须得防范。
从1947年开始,东蔡尝试了诸多版本的设计,有在梅尔特Biotar基础上的改进、哈利·策尔纳自己的Biometar,但都上不去单反机身。类似Ultron那样拆前组胶合的工程镜则因为设计思路比较陈旧没能满足投产要求。如此折腾来折腾去,已经过去了7年,他们才终于找到比较好的方案。
文章写到这里,我脑子很乱。这倒不是技术脉络写不清,是蔡司在这块的相关命名本就是一团乱麻。
我们所习惯说的Planar是保罗·鲁道夫设计的,最大光圈只能做到F3.6。最早的Biotar和双高斯概念没有任何关系,是罗尔在匹兹瓦结构上的大光圈化改进。随后梅尔特将保罗·鲁道夫的Planar镜头加以改进,引入不对称性,将光圈推到F2及以上,结果又命名为Biotar。换而言之Biotar从一开始就不指代任何一种镜头结构,只是蔡司“大光圈抓拍镜头”的商品名,后面则一次又一次的屈从于既成事实。
在40、50年代研发阶段,东蔡始终将Biotar用作6片双高斯大光圈标准镜头共享的内部代号,于是我们可以看到长得像Ultron的Biotar,长得像Flexon50/2的Biotar。要不是后面东西蔡司就战前所有老商标进行了那场著名的总清算,让Biotar这个词淡出历史舞台,或许Biotar这个词还要继续乱下去。
可惜这镜头总得有个名字,西蔡的思路是,Biotar没了那就重新捡起Planar,把各种东西全塞进Planar。东蔡一开始选择了Flexon,后来因为Flexon这个名字在美国市场已经被用过了,又改成了Pancolar。后续您可以发现确实是一笔写不出两个蔡来,东蔡也把几个思路不太一样的双高斯标头全划进了Pancolar,令人感慨。所以您要是看到有人对着康泰时CY头和东蔡头说什么:“啊,Planar结构如何如何,Pancolar结构如何如何”,笑笑就好。
Praktina IIa 35mm Film Camera with Carl Zeiss Flexon 50mm f/2 Lens 3478 - Picture 1 of 12
言归正传,Flexon50/2于1954年设计、1956年申请专利,设计师是爱德华·休伯特和哈利·策尔纳。
Carl Zeiss Jena Flexon 2/50 mm for the Praktina Bayonet - Picture 4 of 5
Carl Zeiss Jena Pancolar 50mm F2 Prime Lens Zebra for Exakta KE Bayonet Mount - Picture 2 of 4
Flexon50/2和Pancolar50/2之间不存在跨越,只存在缓慢的演化。就和其他1970年以前的镜头一样,因为玻璃品控的不稳定,这一设计在漫长的生产过程中经历了反复微调,我们无法考证每一个具体的生产型,不过在1960年因为商标冲突问题改名为Pancolar50/2的那个时间节点正好有对应的数据可以拿来跑一跑。
我们采用新的办法。在历史部分介绍完成以后,我分门别类的拼贴图表,这样方便您比较它们的历时性差异。至于样片,这些镜头实在是有太多影友玩过了,而且其中颇有不少人习惯比较重口的色彩、影调风格(饱和度实在是太夸张了!)照片往往带有很多先入为主的东西,例如上来先讲一大串“如何调节相机机内jpg设置、如何挑选天气来拍出xx镜头的xx味道”之类的怪话,参考价值有限,因此我们这次就不采用。
首先看结构图
与传统4组6片不同的是,前组胶合面也是朝向光圈弯曲的,这有助于延长镜后距从而适配单反相机。
用料方面,非常标准的镧冕配合光阑前后火石、重火石思路。
然后是几项常用的像差:
球差
球差形态基本是一样的,略带过矫正,但球差的量很小,这奠定了轴上相对干锐的基本特性。色球差比较小,蓝紫色短波还是有一丁点。
轴向色散
Flexon的轴向色散略小于同期的Contarex50/2早期银色版。Pancolar50/2进一步精进,100微米的轴向色散在那个年代已经相当优秀,结合前文提及的良好球差矫正,我们可以期待一下它的高频分辨率表现。
Ultron50/1.8那期的做法一样,我们看一下F4光圈极限分辨率。Flexon50/2:
Pancolar50/2:
MTF30分别为135lp/mm和150lp/mm,还是比不过Ultron50/1.8呀。不过这个极限分辨率纯图一乐了,从我们经验来说插高像素数码上也没啥实际区别。
场曲-像散-畸变
根本不用等到换结构,Flexon令人大跌眼镜的2.65%畸变(这可是个标头!)在微调迭代中就已经得到了解决。
场曲和像散的形态可以说是完全一致,场曲偏大,ST方向一开始就有所分离,但走向贴近,在2/3场以外彻底分道扬镳。这对均匀性带来了相当不好的影响,下文您可以看到。
倍率色散
倍率色散都不算多,Flexon(F2)到Pancolar(F2)在倍率色散的量和形态上都有所进步。从我自己的设计经验来说,Pancolar这个各色光打结的形态在拍摄距离逐渐靠近时会慢慢“解开”,所以倍率色散改变的幅度小一些,不像Flexon那种锥形形态那样在近距离色散迅速增加。
照度(“暗角”)
可以认为是一模一样。再者说,暗角本来也是个无所谓的事情。只有在当年反转片欠曝发褐色的年代,暗角对于天空的负面影响才是个值得拿出来说的事。
焦外相似度很高,颜色倾向上的区别应当视作计算的bug,因为这一步的计算根本不把透过率纳入在内。两颗镜头的球差修的都比较平,所以画面中心光斑几乎是中性的。向外迅速演变成类似“过矫正”的空心形状,个人认为是彗差形态导致的,很多镜头都有类似的趋势,不过这两个镜头上表现得比较明显。
1m距离过渡区方面:
Pancolar的倍率色散小了不少,色球差本就不多且也有进步。过渡区说不上好,是135小画幅双高斯标头里比较常见的形态。
最后则是MTF,分别为无限远F2、F4、F8。
全开轴上反差相当,分辨率是Pancolar 50/2略高于Flexon 50/2。
F4光圈轴上已经足够凶猛,外半场的下滑是因为场曲,边缘进一步开裂则主要是因为像散。它们的倍率色散都比较少,对MTF影响处于次要。
两位轴上高手在F4就已经达到了这个中心画质水平,F8光圈主要是均匀性有所提高。内半场确实很细腻。不过您也能看到,边缘过大像散带来的影响是缩光圈不能解决的。
东蔡显然是意识到了它在均匀性上的缺点,在Flexon-Pancolar的微调迭代中也在试图改进,可无限远的这个进步幅度实在是太小了。
我们来看一下默认对焦下的1m距离,这个是人像常用距离。分别为F2、F4、F8。
外半场主要的问题依然是场曲像散,随着距离靠近而逐渐增加。形态没有改变。两者的近摄都还不错,Pancolar的均匀性更好一些。
更进一步推到0.5m,这两颗镜头最近对焦距离为0.45m,为统一标准方便横向对比就用0.5m了。
轴上来说10、20线对基本是相当的,高频部分则是Pancolar50/2维持着优势地位。
Pancolar(F2)在0.5m的均匀性相较于Flexon进步很显著。
外半场主要的问题依然是场曲像散,随着距离靠近而逐渐增加。形态没有改变。由于这个距离下像散的激增,Flexon50/2和Pancolar50/2还是出了中心就开始裂,这是不体面的表现。
 
同一个结构+高度相似的用料也可以有一定的提升,这是光学计算的功劳,感谢设计人员的智慧和电子计算机的进步吧。
为了对付焦点移动问题,东蔡设计师在这两颗镜头上的思路是直接把球差的量修的很小。这么做当然是可以的,但并不够高明。4组6片本身就那样了,当年高折射玻璃又比较缺乏,正是因为它分配了过多精力在消灭球差上,所以彗差、场曲、像散这三个方面力不从心,画质均匀性实在堪忧。
有没有更高明一些的办法呢?当然是有。那就是在球差的量上做出适当的妥协,但是尽量把球差曲线的形态掰成需要的形状,允许焦点移动的存在,不过要让它往合适的位置去移动。在场曲客观上无法压制的很好的情况下,假设能让焦点自发的往中场去跑,那对于中小光圈实际使用场景的画质均匀性会有很大帮助。

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