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光学巨子——卡尔-蔡司

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rjxie 发表于 2002-6-3 10:09 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 辽宁省大连市 联通

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摄影并文/缪晓春#

去年夏天我在德国作短期访问时,住在我的一个德国朋友黑尔加家里。一般来说,德国人总给人冷酷严峻难打交道的印象,但真和德国人交上了朋友,那都是一辈子的朋友,就像他们设计的相机镜头都是打算给人用一辈子的。黑尔加得知我此次行程中还会去访问一些著名的摄影厂家如爱克发、罗莱、徕卡、林哈夫和卡尔-蔡司等,便说她有一件礼物送给我作为纪念。她拿出了1932年蔡司厂出品的康泰克斯1型旁轴取景相机(图1),这是她父亲当年的珍爱之物,二战时为防炸毁而埋在地下,至今已是锈迹斑斑,但随机所配的蔡司50毫米F2白镜头(未加膜)却依然明亮如故。快门为纵走式金属帘幕快门。螺口镜头可以拧下,另有广角、长焦可供互换,外观简练紧凑、典雅大方,只要对比同年出产的徕卡相机,便不难发现它在当时与徕卡旗鼓相当,各有长短。难怪早期的尼康旁轴取景相机对康泰克斯模仿有加,连镜头接口都一模一样。手捧这台近七十年前的老爷级相机,抚今追昔,更引发起我去蔡司厂看看的兴趣。

了解一点蔡司厂发展历史的人都知道,蔡司厂是卡尔- 蔡司(Carl Zeiss,1816~1888)于1846在德国耶那创办的,当时以生产显微镜为主,由于得益于两位科学家恩斯特-阿贝和奥托-肖特的帮助,蔡司厂光学镜头的质量一直处于领先地位。蔡司厂也生产照相机,二战以前设在德累斯顿的生产车间是世界上生产规模最大的照相机工厂。二战以后,德国一分为二,蔡司厂也一分为二。西德在巴登-符腾堡的奥伯考亨(Oberkochen)重新建厂(图2、图3、图4),秉承蔡司传统,是为蔡司正宗,两德统一后,东西德的蔡司厂又联手经营。总部仍设在奥伯考亨,拥有员工3500名,同时在世界各地设有分厂。

奥伯考亨是一个很小的小镇,火车站也是名副其实的三等小站,只能允许单一方向的火车通过,两列相向而开的火车只有把时间岔开才不至于相撞。小镇干干净净,只是时常会飘过牛粪或猪粪的味道,乡土气息浓郁。但设在这个小镇上的蔡司厂可不是乡镇企业,而是跨国经营的国际大公司。我是怀着崇敬的心情去参观蔡司厂的。

接待我的是蔡司厂的欣克曼博士(Dr.Hinkelmann),他花了整整半天时间带我看了蔡司厂的主要生产车间。蔡司厂主要生产显微镜、医用内窥镜、太空望远镜、工业测量仪器、高级眼镜镜片等,摄影镜头的生产只是其中的一小部分。尤其是为芯片制造而设计制作的镜头觉得更是令人叹为观止(图5),不谈超大镜片的磨制(图6),光镜头的组装就要花费两三个月的时间(图7),造价高达几百万马克。参观完这些车间,我的印象是,既然蔡司厂能制造如此尖端精密的光学产品,再制造品质超群的摄影用镜头实在是轻而易举的事情了。难怪欣克曼博士建议我一定要看看这些生产车间。

但我还是对天天使用的摄影镜头更感兴趣,于是欣克曼博士又找来了摄影镜头设计和制造部的工程师莱瑟先生。而莱瑟先生却是讷讷不善言辞者,只是在博物馆的陈列柜前,他常会突然对我说:“你看!这是我最喜欢的镜头!”他最喜欢的镜头之一是蔡司的视角达到110度的16mmF8霍洛刚(Hologon)镜头(图8),这款用于康泰克斯旁轴取景相机的超广角镜头的畸变几乎为零,极为经典。徕卡M系列相机曾有一款同一焦距的镜头,便是直接采用蔡司的霍洛刚镜头。因而这款镜头无论新旧都价格不菲,当然,它也是以牺牲大光圈和只有F8固定光圈为代价的。又有一次,当莱瑟先生指着一块镜子对我说:“这是我最喜欢的镜片”时,我想他一定是说错了。但当我凑近去看那块镜子时,奇迹出现了,那上面确实放着一块极小的如一滴细水珠一样的镜片(图9),若非特别指出,很容易视而不见,难以设想如此微小的镜片是如何研磨出来的!

让我们回顾一下历史,来看一看蔡司厂在摄影镜头(仅涉及摄影镜头)制造史上树立的一块块里程碑:

我们都知道,镜头的灵魂是玻璃,它是镜头设计的基础。19世纪的镜头设计和制造进步缓慢,很大原因是缺乏用于制造镜片的优质光学玻璃。1881年前后,恩斯特-阿贝和奥托-肖特对光学玻璃进行了系统科学的分类研究。 1886年,肖特出版了一本目录,开列了用于镜头制造的44种性能各异的光学玻璃,这是现代摄影镜头设计和制造的开端,从此镜头设计可以利用各种光学玻璃的不同折射率来制造消像差的高级镜头。这也是蔡司厂之所以能够在镜头的设计和制造方面一直处于领先地位的奥妙所在。肖特光学玻璃至今一直是高素质光学玻璃的代名词。在蔡司博物馆里,恩斯特-阿贝和奥托-肖特的塑像与卡尔-蔡司的塑像被并排放在一起,为参观者所景仰(图10、11、12)。

也许,恩斯特-阿贝研究部的保罗-鲁道夫是镜头制造史上最有名的设计师之一。1890 年,他设计出第一只消像散正光摄影镜头(Anastigmat),开创了蔡司厂镜头制造的新纪元。1896年鲁道夫又发表了大名鼎鼎的普兰纳(Planar)双高斯结构的镜头,对各种镜头像差都进行了出色的纠正。此后,世界各地生产的各种品牌的标准镜头的设计无不受惠于普兰纳。1902年,他又设计出三组四片的天塞(Tessar)镜头,被极为广泛地运用在各种相机上。这款镜头结构虽然简单,价格适中,成像质量却不俗,尤其是蔡司厂的天塞镜头,明快锐利,一直被誉为“鹰之眼”(Adleraugen)。三四十年代有些照相器材的广告上就把蔡司厂的镜头放在老鹰眼睛的位置上,形象而直接。

蔡司厂在摄影镜头制造史上树立的另一块里程碑是镜头镀膜技术(后来发展成著名的蔡司T*镜头镀膜技术),这是1935年由A-斯马库拉(A-Smakula)教授在蔡司厂发明的,镀膜镜头比起非镀膜镜头来,能明显提高光线的透过率,减少眩光等杂光在镜片间的杂乱反射,使影像的反差和色彩还原得到改善。更为重要的是,镜头设计师可以不需要老考虑用尽可能少的镜片来设计镜头(因为镜片越多,反射面越多,产生眩光与降低反差的可能性就越大),尤其在多层镀膜技术发明之后,镜头设计师可以用多达几十片的镜片来设计变焦镜头,以获得最佳的成像质量,这就大大提高了镜头设计师设计镜头时的自由度。

蔡司厂在大光圈镜头的设计上也一直处于世界领先地位。1911年,蔡司厂的罗尔设计出1:1.8的比奥塔(Biotar)镜头,1929年梅塔又设计出1:1.0和1:0.85超大光圈镜头,这还没到头。1966 年,蔡司厂发表了1:0.7/50mm普兰纳镜头(图13),是世界上光圈最大的镜头,至今无出其右。但如此高速的镜头体积和重量实在太大,价格过高,因而蔡司厂又开发了一系列实用型大光圈镜头,如30年代为康泰克斯旁轴取景相机设计的松纳(Sonnar)1:2和1:1.5标准镜头以及1:2.8/180mm长焦镜头。60年代为康泰克斯设计的1:1.4/55mm普兰纳镜头。尤其以70年代初为康泰克斯RTS设计的1:1.4/35mm、1:1.4/50mm和1:1.4/85mm系列镜头最受欢迎,1:1.4/85mm镜头可能是最好的中等焦距人像镜头之一,素有人像镜头之王之誉。而同期为阿里(Arri)等电影摄影机设计的1:1.2系列大光圈电影摄影镜头曾荣获美国奥斯卡电影技术奖。

在长焦镜头设计中,色差给成像带来的不良影响是最令人头痛的问题。1972年,蔡司厂为瑞典哈苏特别设计了一款250mm F5.6的超消色差长焦镜头,是长焦镜头设计中的一次突破。由于优秀地纠正了色差,因而拍摄远处景物尤其清晰锐利,色彩还原极其准确,可作高倍放大。又因为涵盖了400至1000nm的光谱范围,因而用红外线胶片进行拍摄时,不需在调焦之后再作补偿。是科学摄影和航空摄影的首选镜头。

应当说,每个镜头都不会是完美和毫无缺陷的,每个镜头都只是在某一个特定的使用条件下才能取得最佳效果。因而名牌镜头厂家的做法是增加镜头的种类以供不同用户选择使用,这同时自然也增加了设计和制造成本。仅仅在标准焦距镜头这一部分,蔡司厂就制造了好几款镜头供用家选择,除了价廉物美的CFi、CB 80mm F2.8之外,更有供极高质量摄影的CF 100mm F3.5镜头和供弱光下摄影的FE 100mm F2镜头,以及专供微距摄影用的CF 120mm F4镜头。初看之下,似乎CF 100mm F3.5镜头在这个焦距段是多余的,但实则不然,它是拍摄中等及远距离景物的利器,也可用于要求极高的科学测量拍摄,景物变形极小且分辨率极高。相对于80mm F2.8和100mm F2镜头因光圈较大而引起轻微变形,以及120mm F4镜头更适宜于微距摄影,100mm F3.5镜头就不为多余了。

在蔡司博物馆参观的时候,我看到了很多经典镜头都被开膛破肚切成两半供人观赏(图14),欣克曼博士开玩笑地说,蔡司厂有个切割专家,专好这口。但在另一方面,能把镜头切开给人看,实在是信心的表现,蔡司人极为看重蔡司镜头坚固、结实的全金属结构。这是镜头经长时间使用后素质也不会下降的保证。写到这里,我想哈苏和罗莱如果没有蔡司做配套镜头会是怎么样?而像康泰克斯这块牌子能够死而复生,在异国他乡生根开花,除了经营者的苦心外,多半还靠配套镜头上Carl Zeiss 这几个字母光芒四射的魅力。对于所有合作者来说,蔡司都是精确和可靠的象征。没有比爱因斯坦在1925年夏写给他朋友的一封信中说得更清楚了,他劝安舒兹博士把所有旋转器加工的任务都交给蔡司,因为只有蔡司才能在表面研磨的精度上达到万分之一毫米。

类似的例子还可以不断地举下去,但蔡司人对过去的辉煌只是淡淡而谈,而当欣克曼博士谈到未来时,却一直在说,我们需要再学习,我们需要再研究,紧迫之感溢于言表。这也许就是蔡司之所以成为光学巨子的根本原因。
   














                               
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卡尔蔡司先生



                               
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吾牵友肠人情暖,心系宇宙天地宽!QQ:22427993
MSN:xrj5@hotmail.com
Email:postmaster@astronomy.com.cn
愿结交天下朋友,欢迎随时联系我。
byteboy 发表于 2002-6-3 12:12 | 显示全部楼层 来自: 湖南省长沙市 电信
哦?老大,你的网名就是这个蔡斯吧。
 楼主| rjxie 发表于 2002-6-3 12:24 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省抚顺市 联通

Yeah!~~~~

才知道?:P
绝对零度 发表于 2002-6-3 15:14 | 显示全部楼层 来自: 四川省绵阳市 西南科技大学
对于我来说,蔡司的东东只有看的份了

如果我像 比尔 一样有钱,我一定把NASA的哈勃买下来,大家轮流用它观天哦

哈哈哈哈!
hst811026 发表于 2002-6-3 15:33 | 显示全部楼层 来自: 河北省廊坊市 联通
carl zeiss 我的最爱!
frui 发表于 2002-6-3 16:30 | 显示全部楼层 来自: 上海市浦东新区 电信
过去那个帕洛玛的5米镜子造出来的时候,还没有CCD呢,也没有目镜吗?
老大的头像真是酷毙了。:)
 楼主| rjxie 发表于 2002-6-6 07:39 | 显示全部楼层 来自: 辽宁省大连市 联通

呵呵,当然有目镜了。

你干嘛不选个酷的头像?:)
Sunjune 发表于 2002-6-14 19:02 | 显示全部楼层 来自: 吉林省长春市 联通
怎么不上传几张图片

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