人像鏡頭還能怎樣進步？從135mm說起

相對於可以Plannar，也可以Sonnar改型的85mm而言，135mm幾乎都基於Sonnar結構而來，這是一個距今已有近90年歷史的經典設計，照搬教材的歷史我就不多說了，Sonnar設計的經典在於可以讓中長焦擁有較大光圈，但注意！Sonnar本身是一個簡單結構，最開始的蔡司Sonnar 50mm F2僅僅是3組6片，後來的Sonnar 50mm F1.5也不過是將最後一組擴展成雙膠合變成3組7片（如上圖），哪怕是經典程度最高的Olympia Sonnar 180mm F2.8也不過是3組5片，畢竟這些經典結構源自二戰前，照搬到現代數碼感測器面前就只會是災難……所以現代設計都是在這些經典設計基礎上一步步改進而來，不可同日而語。

鏡頭光學設計的大致順序往往是：確定鏡頭焦段、亮度等規格；摘用經典設計；規格精細化（口徑、防抖）；鏡片規格布局（多少鏡片，什麼鏡片，鏡片/光闌位置，F值，周邊光亮調整等等）；像差計算（會反覆回到上一步進行調整）；MTF評價；總結光學性能。當然這只是一個非常簡單的流程，但其中涉及到的變數也不少，鏡頭的升級主要是為了滿足新型號感測器的性能需求，這在像素總數不斷飆升的時代顯得尤為重要，因為隨著感測器解析力的提高，鏡頭像差就越發容易成為瓶頸，所以新鏡頭其實就是像差校正效果的總集。

從135mm的設計來看，這是一個用途相對單一的焦段，也是一個比較容易達到高標準的焦段，以經典的佳能135mm F2為例，它的用料很簡單，10片鏡片里只有第2和第4是相對特殊的FCD1。但值得注意緊接低色散鏡片的第5片是一個厚度很薄的彎月形凹透鏡，第1面的曲率小於第2面，雖然不是特殊鏡片，但它的主要設計目的是校正場曲，因為半徑同號且值差很小（135L的這塊鏡片第1/2面曲面半徑分別是27.722/23.809），所以它不需要很大的厚度就可以獲得給定正光焦度的效果，也是它MTF非常平穩的重要原因之一。整個鏡組第6/7和第8/9是全膠合，沒有非球面，加工和公差控制難度相對不高，而且成像質量有目共睹，不需要我再多贅述。

也正因為這樣一顆發佈於1996年的鏡頭在數碼時代依然可以達到非常高的水準，也正從側面印證了Sonnar結構衍生設計的優秀性能，但換個角度來看就是說，135mm是一個很難突破的類型，類似的情況在50mm、35mm端也一樣出現過，但這兩個焦段的傳統設計在當下至來看少是有不少問題的（F1.2/1.4級大光圈光線高度較高，容易引發較強軸外像差也是原因之一），而135mm則沒那麼多毛病，而且物美價廉廣受歡迎，這也正是廠商對135mm更新態度不積極的關鍵原因。

那麼，如果要有一顆新的135mm大光圈人像鏡頭，我們的要求只能說是精益求精，比如更少的像差/更高的解析度，更好的焦外虛化效果……這個壓力並不在已經有強力135mm（或105mm）人像鏡頭的品牌肩上，而是在準備推出自家第一款135mm人像鏡頭的品牌，比如索尼肩上，所以135mm F1.8 GM有怎樣的設計與表現，就基本代表了135mm等人像特寫鏡頭相當一段時間的未來上限。

135GM並不是索尼第一顆135mm F1.8，A系單反/單電就有一顆Sonnar T* 135mm F1.8 ZA，從名字上不難看出它的結構特性，這顆鏡頭的總體設計思路與佳能135L比較契合，所以針對E卡口的135GM從策略上來說就必須試著往前邁一步。先看看它的結構吧：

和佳能135L、135mm F1.8 ZA一樣，135GM依然是第2/4採用低色散鏡片，雖然沒有拿到鏡片數據，但第2片應該是FCD100，第4片是FCD1，這兩片低折射率鏡片的異常分散性都比較高，有利於校正二級光譜，所以理論上它的色差校正能力會強於其他兩款。而且第5片採用了非球面鏡片，這顯然是有意圖的增強解析度並優化焦外點擴散形態，除此之外135GM還採用了11片弧形光圈，目的當然是為了全開時孔徑更趨近圓形，佳能135L只有8片，135mm F1.8 ZA則是9片，哪怕同樣是新款鏡頭的適馬135mm F1.8 ART也是9片，且沒有非球面（但低色散鏡片多了2片）。

不過也不是不能挑骨頭，第2片第2面和第3片第1面的曲率非常接近，這就會導致第3片（整個系統第5面）的反射光會在與第2片（整個系統第4面）之間反覆，相對會比較容易形成眩光，事實上135GM的眩光確實是比較明顯的：

而且短法蘭距也自然讓它的出瞳位置更靠後，所以從後部看進去，135GM的光闌要比135L小不少，這方面的原理在以前也詳細解讀過，在這裡也就不多說了：

那麼，對比保有量相當高的佳能135L，索尼135GM的性能優勢有多少？從Lensrental的離機MTF測試來看，135GM幾乎是「拳打佳能腳踢適馬」的架勢，從10pl/mm到50pl/mm的中心部分都遠遠甩開了同類鏡頭，黃金分割點位置雖然領先幅度沒那麼大，但依然是冠絕群雄：

MTF可以告訴我們在特定條件下（比如大多數鏡頭廠商會給定頻率來解不同位置的傳遞值），鏡頭對不同頻率、不同對比度的傳遞能力，但最終成像效果還得級聯感測器自身的MTF（也就是察覺閾），而135GM的實拍對比如下：

此圖為100%放大，結合A7R3的135GM（右圖）的中心部分解析力明顯強於135L（左圖）+5D4，這裡面有鏡頭的功勞也有高像素機身的功勞，如果你覺得135L焦內都已經相當銳利的話，那135GM的進步可能會更讓你吃驚……

虛化是135mm大光圈鏡頭的看家本領，可以說買它的人幾乎都是奔著虛化效果而來，對虛化效果產生影響的因素主要是球差、光圈形狀和口徑蝕，這個我在以前專門寫文章說過，簡單來看負球差會導致背景點擴散呈亮度收斂於光斑邊緣的形態，這是形成二線性虛化的主要原因，所以要「奶化」的背景虛化就得偏向於正球差，讓收斂於光斑邊緣的光亮擴散開來（但這個程度把握不太好拿捏，稍不注意就會影響解析度），而且還要控制好研磨工藝，否則光斑內部容易出現一個個類似洋蔥圈的同心圓；而光圈形狀越圓點擴散形態就越圓，口徑蝕越小也意味著邊緣光斑形變發生位置不會過於靠近中心，也形態也不會變化得過於明顯。

上面所說的這些理論，都可以成為觀測背景光斑驗證虛化效果的論據，對比一下135GM和135L的背景光斑吧：

先看135L雖然這顆我用了十幾年的老鏡頭內部有點髒了，但也不難發現135L本身的光斑內部比較乾淨，而且8片光圈葉也能做到很圓。邊緣存在一定程度的黃綠色環，實際上這就是軸向色差的體現，這說明它的D線色差校正做得不夠好，二級光譜沒有有效改善，所以它的背景虛化相對會比較容易出現帶色環的光斑，焦內也有比較明顯的倍率色差。

而135GM的光斑可以用漂亮來形容，非球面鏡片的加工工藝很到位，整體呈現是乾淨、圓潤，從光學效果的角度來看135GM的虛化性能上限會更高一點。

不過雖然有82mm口徑，但實際上135GM的口徑蝕還是比較明顯，特別是在對焦點逐漸放遠的情況下，下面就是對焦點設置在0.7米-1米-2米時的虛化差別：

背景光源的物距大約在100米左右，那為什麼這麼小的對焦點位置變化會引發如此明顯的虛化區別？虛化的計算其實就是彌散圓的計算，我們假設對焦點物距為Ua，像距為Va，背景發光點物距為Ub，像距為Vb，光闌孔徑D=焦距f/光圈N，彌散圓直徑C，那麼有如下幾何關係：

將透鏡公式1/f=1/v+1/u帶入上式並整理可得：

因為Ua遠大於f（135GM的最近對焦距離為700mm，而焦距僅僅135mm），所以為了方便計算，這道式子可以簡化成：

可以看到當Ua變大，也就是對焦點朝遠處移動時，分子在變小，分母在變大，所以C會隨之變小，那麼代入我們135GM的拍攝實例數值進行計算，可得0.7米時C=14.36mm，1米時C=10.02mm，2米時C=4.96mm，可以看到擴散點的收斂速度隨對焦點的位置變化而變化，且較為劇烈（PS：此環境下，85mm F1.4在1米對焦距離時C=5.1mm，與135mm F1.8在2米時比較接近，假設它們的光斑性質一致且視角不能作為參考系，那我們就很難分辨它們之間的區別）。

這裡也可以看出光圈值的影響，如果是佳能135L在1米對焦距離全開光圈，那麼此時的C=8.2mm。當然，這個數據並不絕對準確，但能反映變化趨勢，因此更大光圈+更近對焦距離對虛化光斑的直徑影響還是比較大的。

對焦距離的影響並不僅僅是虛化效果，也會影響像差表現，鏡頭的設計優化基本是針對無限遠處對焦時的鏡片位置，所以在近距離對焦時，像差其實往往會變得相對更明顯，上圖就是一個比較典型的例子，可以看到無限遠處時的像散、色差和彗差相對近距離對焦都有更好的收斂效果，而這一點其實在135GM上也有呈現：

近距離對焦時可以看到在剛剛脫離景深的位置，存在一定程度前景偏紫、背景偏綠的軸向色差，但這是在放大觀察的情況下才比較明顯，對焦距離較遠時幾乎就沒有色差出現了，所以135GM的總體色差校正做得還是很不錯。

而有口徑蝕的存在也就意味著全開光圈時135GM會有一定程度的暗角，不過對於一顆需要氛圍玄學加持的人像鏡頭來說，暗角反倒能增強主觀美感，所以完全不是問題。

在A7R3的加持下，我對135GM的性能表現很滿意，作為最新款135mm大光圈人像鏡頭，它算是站在前人肩上的一次再進化，目前來看各家的135mm大光圈素質都相當高，這更像是一次華山論劍式的對比，大家都是高手，即便是輸掉的一方也依然有著出色的性能，而想要突破現有設計或許只能等到更高像素機型問世才有希望了，這對於不想特別燒器材的玩家來說無疑是一件幸事。

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