在世界各地聽到的肖特

好，先表白。我對這篇文章的任務是寫一篇假日攝影文章。並且要盡快完成，因為我的上一篇文章已經過期了。自從我上一篇文章是一篇關於如何測試鏡頭的長篇技術文章以來，為了使它變得愉快和簡潔。我試圖想出一個主意，但我真的沒有心情，因為寫那篇過長的技術文章讓我精疲力盡。所以，我想我會寫另一篇關於鏡頭早期歷史的文章，因為我喜歡那些。“但不行”，他們說，“我們需要一篇假期文章”。

然後我突然想到了另一件事。去年我寫了兩篇假日攝影文章，一篇關於拍攝假日燈，另一篇關於拍攝室內假日照片。因為我去年做了兩篇文章，所以我們可以只考慮其中一篇是今年假期文章的早期提交。我可以寫我想寫的，對吧？但是，NOOOoooo，我應該寫一些節日的東西。“去寫一篇假日攝影文章”，他們告訴我。“與聖誕節有關的東西”。

好的，讓我們試試這個。從 1880 年到 1905 年，大約有 25 個聖誕節，所以寫那個時代應該涵蓋節日慶典部分就好了。我會努力使這個節日。但無論是否喜慶，那都是一段非常酷的時光。在攝影鏡頭基本沒有進步的 15 年之後，我今天要寫的這 25 年是技術進步的爆發期。而大部分的爆炸來自在同一個城市工作的4個人。

這個城市是德國的耶拿，我很確定他們在那裡舉行了壯觀的聖誕節慶祝活動，所以它是一篇假日文章的完美場所。是的，這就是我的故事，我會堅持下去。不管怎樣，我用谷歌搜索了一下，找到了這張耶拿在聖誕節的照片來調節氣氛。（另外，Kristin 從不閱讀文章，所以她會打開這個，查看圖片，然後判斷我是否按照說明操作。）

我很幸運，因為谷歌說“耶拿的聖誕市場是圖林根州最古老的聖誕集市”。所以你去吧。我很確定圖林根很古老，因為它在歐洲和所有地方，所以如果他們在圖林根舉辦最古老的聖誕集市，那麼它就是假日文章的完美場所。那麼，讓我們回到大約 1880 年的聖誕節，看看攝影鏡頭髮生了什麼。

從我們的最後一集

所以，我要在這裡寫的是攝影鏡頭的發展史，第二部分。如果你還沒有看過第一篇，From Petzval’s Sum to Abbe’s number不用擔心，我會在這裡總結一下。從第一台相機的開發到 1860 年代中期，鏡頭設計師做出了幾個重大發現：

1) Wollaston（1830 年代）證明，將凸透鏡或凹透鏡彎曲成彎月形可以幫助使視場變平，從而使照片的中心不僅僅是焦點。

圖 1：彎曲成彎月形的凸透鏡

2) Chevalier’s Landscape lens (1840s) 展示了由不同類型玻璃的皇冠和燧石眼鏡製成的雙合透鏡可以校正縱向色差，使鏡頭消色差。

圖 2：消色差雙合透鏡。

3) Petzval 的人像鏡頭（大約 1850 年）表明，與兩個粘合元件相比，元件之間的空氣空間可以讓設計師更好地校正其他像差。

圖 3：Petzval 人像鏡頭的設計。請注意後部元件之間的小空間。

4) Dallmeyer 和 Steinhill（1860 年代）發現，由圍繞中央擋光板放置的對稱反轉元件製成的透鏡幾乎沒有失真。

圖 4：Rapid Rectilinear Lens 的設計（由維基百科 Commons 提供）

如果仔細觀察，您會發現這些基本鏡頭類型包含在當今的許多現代設計中。

圖 5：現代變焦鏡頭。您可以看到彎月面元素、消色差雙峰、元素之間的固定空氣空間和反向對稱元素。

我們還發現，鏡片可以賺大錢，過於聰明的學術類型（如 Petzval）被精明而無所顧忌的商人（如 Voigtlander）搶瞎了眼。在今天的劇集中，我幾乎將其命名為書呆子的複仇（但這聽起來不太喜慶），我們將看到另一個聰明的學術團隊與一個精明的商人一起戰勝邪惡的 Herr Voigtlander（好吧，實際上是 Voigtlander 的孩子們） ，但仍然）。與鏡頭開發的早期不同，這一時期是有禮貌的紳士表現得像，嗯，紳士。所以，這畢竟是一個節日故事，正義戰勝邪惡，每個人都彬彬有禮，攝影師有更好的鏡頭。

靜謐歲月

到 1860 年代後期，攝影師擁有用於拍攝（Duh！）肖像的 Petzval 人像鏡頭，以及用於建築攝影和風景的 Rapid Rectilinear 鏡頭。這些鏡頭做了很多小改動，主要用於營銷目的（我會在這裡對一些尼康 II 版鏡頭髮表諷刺評論，但現在是假期，所以我會很高興）。在此期間還發生了另外兩項具有一定重要性的設計。一個很流行一段時間，但成了死胡同。另一個當時根本不受歡迎，但後來變得非常重要。

對稱廣角鏡頭

攝影師有一個人像鏡頭和一個風景鏡頭，但在 1860 年代，他們並沒有真正可以讓他們拍攝廣角風景圖像的鏡頭。托馬斯·薩頓 (Thomas Sutton) 是一位英國攝影師，他注意到他在透過其中一個裝滿水的雪球時看到的寬廣視角（這是真的。我不只是想把這篇文章寫成一篇度假文章，但它的觸感很好，不要你不覺得嗎？）並設計了一個由充滿水的球體組成的鏡頭。

這個鏡頭的明顯名稱當然是 Globe Lens 或 Water Lens，或類似的東西。但是 Sutton 認為 Sutton Panoramic Lens 會更吸引人，因此以該名稱銷售。雖然有些是由 Ross and Co. 製造的，但它需要一個彎曲的相機板和特殊的相機，所以它從來沒有很受歡迎。

圖 6：Sutton Globe 鏡頭，版權所有 Earlyphotography.com/uk

順便說一句（你知道我喜歡我的旁白）薩頓出名不是因為他的鏡頭，而是因為他在 1861 年與詹姆斯·克拉克·麥克斯韋合作拍攝了第一張彩色照片。有點。他為一塊格子呢絲帶拍了三張獨立的照片，每張都有不同的濾色片。然後通過三台投影儀（是的，他們有投影儀，當時稱為魔燈）投影三張底片，每台投影儀上都有相同的濾色片。如果你把所有的投影儀都排成一行並且聚焦得恰到好處，你可以看到下面再現的彩色圖像。

圖 6：第一張彩色照片，拍攝於 1861 年。這與本文無關，真的，但有點酷。顏色有點像聖誕節，我應該寫一篇節日文章。圖片由維基百科共享資源提供。

不足為奇的是，這種彩色攝影形式並沒有流行起來。儘管如此，魔燈仍然很受歡迎，它們的受歡迎程度就像許多攝影作品一樣，是因為它們能夠在當時的紳士俱樂部中投射裸體女士的藝術形象。

大約在同一時間，幾個美國人，哈里森和施尼策，接受了地球的想法，但認為他們會消除水（以及地球上的大部分地區）。他們保留了元素的球面形狀，但使它們成為消色差雙合透鏡。它不再是一個完整的地球儀，只是地球儀的兩個部分。但是 Sutton 沒有使用地球名稱，所以他們將其稱為 The Globe Lens。後來，Schnitzer 去世後，Harrison 忍不住開始稱其為 Harrison Globe 鏡頭。

Globe Lens 可以拍攝 40 度的視野圖像，這在當時來說已經相當寬了，但它的最佳光圈僅為 f/30。一個非常相似（可能更好）的鏡頭 Pantoskop 由德國的 Emil Busch 設計和銷售。這些鏡頭是1860 年代和 1870 年代的廣角鏡頭，但主要是因為它們是唯一可用的鏡頭。到了世紀之交，當好東西出現時，它們逐漸變得默默無聞。

圖 7：Harrison Globe 鏡頭（上面的示意圖，下面的實際樣品。請注意，外部元件將符合球體或球體的理論曲線。後部元件（鏡頭位於其罩上）明顯突出。

雙高斯透鏡

我最喜歡雙高斯鏡頭的一點是，高斯與它無關。高斯是 1800 年代初期的一位著名數學家，他描述了一種新型望遠鏡鏡頭，該鏡頭由兩個半月形透鏡組成，一個是正透鏡，一個是負透鏡，部分由空氣空間隔開。從數學上講，他知道這樣的鏡頭對各種波長的光不敏感，因此不會有色差。這是真的，但除此之外，這是一個非常糟糕的鏡頭，而且很難製造。

1888 年，美國人阿爾文·克拉克 (Alvin Clark) 決定，如果一個高斯型鏡頭既不好又貴，那麼將兩個鏡頭放在一個中央光闌周圍（如 Rapid Rectinear 和 Globe 設計）可能是一個絕妙的主意（畢竟他是美國人，所以以艱難的方式做事並沒有讓他煩惱）。他介紹了由 Bausch and Lomb 銷售幾年後悄然放棄的雙高斯透鏡。與當時大多數其他鏡頭設計一樣，可用的光學玻璃不能勝任這項任務，而且除了酷炫的雙高斯名稱外，該鏡頭確實沒有任何積極意義。

圖 8：原始雙高斯透鏡設計。

然而，後來，雙高斯設計開始主導攝影鏡頭市場，至今仍經常用於鏡頭中。但是，在我們稍微談談玻璃之前，我們無法做到這一點。

皇冠和火石

除了 Globe 型鏡頭外，在 1860 年代中期和 1880 年代之間，鏡頭設計沒有發生重大改進。進展停止的原因是可用的玻璃種類有限。從光學的角度來看，玻璃最重要的特性是它的折射率（它使穿過它的光彎曲的程度）和它的色散指數（它分離各種顏色的光的程度）。當時的鏡片製造商使用兩種類型的玻璃：Crown Glass 和 Flint Glass。

皇冠玻璃是一種用於製造窗戶的玻璃，主要由二氧化矽和少量氧化鉀製成。它之所以得名，是因為玻璃吹製工將其吹製成皇冠或空心球體，然後再將其壓扁製成窗玻璃。皇冠玻璃稍微彎曲光線（低折射）並稍微分離顏色（低色散）。

火石玻璃之所以如此命名，是因為它的二氧化矽來源最初是火石碎片。火石中含有大量的鉛，這使得玻璃更重、折射率更高（意味著它更多地彎曲光線）和更分散（它更多地分離顏色）。火石玻璃的這些特性有助於製作閃閃發光的切割玻璃水杯（我們現在稱之為含鉛水晶玻璃）和假寶石（水鑽由火石玻璃製成）。

鏡片製造商不僅限於兩種類型的玻璃，玻璃製造行業也有許多專有的“秘密配方”，因此一家製造商的火石玻璃可能與另一家製造商的有很大不同。並且無法測量一批玻璃在折射和色散方面的質量差異，這使得事情變得比我們今天所能接受的要多一些。

教授與透鏡製造者 II

第一個偉大的鏡頭進步是由 Petzval 教授的想法開始的，這些想法（可以說）被 Herr Voigtlander 竊取了。耶拿大學的另一位教授 Ernst Abbe 顯然沒有聽說 Petzval 的情況有多糟糕，而是在當地一家光學儀器製造商那裡兼職，後者想讓他的顯微鏡設計更加科學。阿貝最近發明了折射儀，這是一種可以測量給定類型的玻璃使穿過它的光彎曲多少的裝置，所以他只是開始整理這種玻璃混亂的男孩。

使用他的折射儀，他開始確定不同類型玻璃的折射量和色散量，並通過我們所說的阿貝數對其進行量化。Abbe 和 Petzval 一樣，是一位數學家，他知道如果他在一段時間內使用數字，他就可以解決問題，而無需當時常見的所有試錯設計。在很短的時間內，他開發了用於顯微鏡照明和在復雜光學系統中產生清晰圖像的公式。Abbe 的雇主認為 Abbe 是一個聰明的孩子，而且與 Voigtlander 不同，他沒有試圖竊取他的想法。相反，他讓他成為公司的合夥人和首席顯微鏡設計師。

不幸的是，當時可用的玻璃都不符合 Abbe 知道的高級鏡頭設計所必需的標準。更糟糕的是，他不得不從英國和法國進口他的光學玻璃，因為德國沒有這種玻璃的良好來源。你知道德國人並不太熱衷於依賴英國人和法國人來為他們提供他們沒有的東西。因此，Abbe 開始與一位名叫 Otto Schott 的耶拿大學化學系學生談論玻璃，他恰好也是一位玻璃製造商的兒子。

肖特向阿貝展示了他在化學實驗室開發的一些不同類型的玻璃，阿貝向他的合作夥伴尋求資助，1882 年，他們在耶拿開設了肖特玻璃廠。在 6 年內，Schott Glassworks 擁有 44 種不同類型光學玻璃的目錄，其中許多是其他地方無法獲得的。到 1893 年，他們開發了鋇冠玻璃和硼矽酸鹽火石玻璃，與其他玻璃類型相比，它們具有更高的折射率和更低的色散——第一個低色散元件現在可用於攝影鏡頭，鏡頭設計得以飛躍。

順便說一句，阿貝的雇主於 1888 年去世，阿貝成為卡爾蔡司公司的唯一所有者。Zeiss AG 還是 Schott Glassworks 的主要所有者，該公司成為世界領先的光學和實驗室玻璃器皿、用於白熾燈的耐熱玻璃和玻璃炊具（我們現在稱為 Pyrex）的供應商。所以，這一次教授為自己做得很好。

他對其他人也做得很好。Abbe 教授是一位社會改革家，在他的領導下，Zeiss 和 Schott 成為第一家為員工設定 8 小時工作制（當時的標準是 12 到 14 小時）以及第一家提供病假工資和帶薪休假的製造商。阿貝最終捐出了他所有的公司股份，成立了一個研究所，並為員工提供股票期權，這在當時是聞所未聞的。因此，Zeiss AG 和 Schott Glassworks 吸引了德國一些最有才華的員工。

更進一步說，在第二次世界大戰之後，耶拿位於德國的一部分，最初由美國控制，但很快就被移交給了蘇聯。美國認為玻璃廠非常重要，以至於在 1945 年底空軍將大部分頂級設計師和科學家轉移到西德，然後將耶拿的控制權移交給蘇聯。在埃里希·肖特 (Erich Schott) 的領導下，這家公司在美因茨以 Carl Zeiss Oberkochen 的名字重新啟動，並重新成為光學公司（他們最終為美國太空計劃提供光學玻璃）和鏡頭製造商。

耶拿工廠被拆除並運往蘇聯，成為基輔相機廠，生產戰前蔡司康泰時相機和鏡頭的臭名昭著的廉價複製品。東德政府與許多剩餘僱員一起，恢復了耶拿的肖特和蔡司工廠，並開始銷售標有卡爾蔡司耶拿的鏡片。因此，有一段時間您可以從俄羅斯（Kiev 品牌）、東德（Zeiss Jenna 品牌）或西德（Zeiss AG 品牌）購買您的 Zeiss 設計鏡頭和相機。那是一段複雜的時光。

回到主題

這種新玻璃，尤其是鋇和硼矽酸鹽玻璃，有可能實現鏡頭設計師的聖杯：沒有球面像差、彗差和散光的鏡頭——即所謂的無散光鏡頭。

Anastigmat 可能應該被認為是南方詞，因為它是雙重否定：Stigma 表示點，前綴“A”表示沒有或沒有，因此 Astigmatism 表示沒有點或沒有點。在有散光的鏡頭中，物體上的一個點不會顯示為圖像中的一個點，它是模糊的。

“一個”還有沒有的意思。（我不確定為什麼希臘人需要兩個不同的前綴來表示“不”，但我有一些希臘親戚，他們都是非常消極的人。所以我想這就像愛斯基摩人有 17 個詞來表示雪，希臘人只需要一個很多話都說不。）。

但無論如何，An-a-stigmat 的意思是“沒有非點”。或類似的東西。

然後是魯道夫

請記住，它應該是一篇假期文章。

奇怪的是，當時最大的攝影鏡頭製造商 Voigtlander 首次使用了新型肖特玻璃。但他們只是在舊設計中使用了新玻璃，所以改進很小。Abbe 使用新型玻璃為 Zeiss AG 設計了一些新的顯微鏡物鏡，但他並不是攝影鏡頭設計師。

然而，當阿貝經營蔡司公司、肖特玻璃廠並進行各種社會改革時，他還做了另一件非常聰明的事情。他聘請了耶拿數學家兼物理學家保羅魯道夫博士作為他的首席鏡頭設計師。魯道夫立即抓住了新玻璃提供的可能性，並於 1892 年開發了蔡司的第一個攝影鏡頭。他稱它為 Anastigmat，因為毫不奇怪，它是一個消散光鏡片。或者至少非常接近一個。

然而，由於 Anastigmat 已經是一個詞，蔡司無法保留該名稱的版權，後來將鏡頭重新命名為 The Protar。Protar 使用像 Rapid Rectilnear 鏡頭一樣的標準前部元件，但後部元件由新的鋇和硼矽酸鹽玻璃製成。

圖 9：Zeiss Anastigmatic (Protar) 鏡頭，藍色低色散元件。

Anastigmat / Protar 是一款不錯的廣角鏡頭，但 Rudolph 博士發現它仍有局限性。他意識到雙高斯設計可以使用他手頭的新型玻璃進行修改，並於 1896 年發布了一種新設計 Planar，它基本上是一種雙高斯設計，其中的中心元素是膠合成對的。通過將中心元件製成一對而不是單個透鏡，這些元件中粘合的“埋入表面”產生了額外的折射變化。這允許在設計鏡頭時進一步校正像差。作為最終結果，Planar 遠遠優於 Protar。

圖 10：原始蔡司平面設計。

想一想：Planar 鏡頭是在 1896 年設計的。當然，從那時起在塗層和玻璃類型方面進行了修改。double-gauss Planar 群的前後增加了額外的單元，單元可以做成不對稱的。但該鏡頭至今仍在我們身邊，並被認為是製造的更好的定焦鏡頭之一。多年來，已經製作了 300 多種變體，包括 Leica Summicron、Schneider Xenotar、Rodenstock Heligon，以及 1970 年代由 Nikon、Canon 和其他公司製造的許多更高質量的大光圈定焦鏡頭。

圖 11：世紀之交的 Zeiss Protar。請注意由鏡頭周圍的環調節的早期內部葉片快門。

圖 11：即使在經典的尼康 55mm f1.2（左）和尼康 24mm f1.4（右）等一流的現代鏡頭中，平面影響（以綠色突出顯示）也很明顯。

1902 年，Rudolph 對原始的 Anastigmat / Protar 鏡頭進行了更多的修補，用空域將前膠合雙合透鏡分開，並改變了正負元件的順序。他發現這款鏡頭的分辨率比 Protar 好得多，並以 Zeiss Tessar 的名義發布。Tessar 的生產成本相當低廉，銷量達數百萬。它也是由數十家其他製造商生產的，要么是在許可下，要么是為了繞過專利限製而進行了小幅修改。Tessar 類型的鏡頭包括 Leitz Elmar、Kodak Ektar、Pentax Takumar 和 Voiglander Skopar。

是的，此時蔡司早已超過福倫達成為卓越的鏡頭製造商，而福倫達現在正在抄襲其他人的想法。等等，Voigtlander 抄襲創意是這一切的開始。因此，事實證明，學術教授贏得了這一輪鏡頭設計大戰。

圖 11：蔡司 Tessar 設計。

最重要的鏡頭

在世紀之交，來自耶拿的男孩們無疑主導了鏡頭製作。

Zeiss、Abbe、Schott 和 Rudolph 開發了新玻璃並創造了徹底改變攝影的新設計，首次實現了寬視野和大光圈而不會失真。他們實現了鏡片設計的聖杯，真正的無散光鏡片。Planar 和 Tessar 設計為大量鏡頭奠定了基礎，這些鏡頭在 20 世紀的大部分時間裡仍在使用。其他鏡頭是由其他公司設計的，優秀的鏡頭。但蔡司的 Schott Glassworks 部門提供了製造其中大部分的玻璃。

說到優秀的鏡頭，當時設計的一款鏡頭被我遺漏了。儘管 Planar 和 Tessar 都非常出色，但它們都不是世紀之交設計的鏡頭。那是另一個鏡頭，由一位名叫丹尼斯·泰勒的英國人設計，由另外兩位（且無關的）英國人泰勒生產。他們將其命名為庫克三胞胎。與 Planar、Tessar 或任何其他鏡頭相比，Triplet 成為更多後續鏡頭設計的基礎。但這是一個很長的故事，也許最好留到我需要寫的下一篇假期文章中。

為什麼它被命名為 Cooke Triplet，在我結束之前你可能想知道？因為 Dennis Taylor 在設計它時為約克光學設計師的 Cooke 工作。約克的庫克不想生產鏡頭，但允許他把它交給生產它的泰勒。丹尼斯泰勒出於對雇主的尊重，堅持鏡頭應該有他們的名字。攝影確實從 1860 年代的竊取創意和相互指責，發展到世紀之交的禮貌紳士職業。

參考

• http://www.fundinguniverse.com/company-histories/Schott-Corporation-Company-History.html
• http://encyclopedia.jrank.org/articles/pages/1015/Evolution-of-the-Photographic-Lens-in-the-19th-Century.html
• http://image.eastmanhouse.org/files/GEH_1961_10_05.pdf
• Kingslake，魯道夫：攝影鏡頭的歷史。學術出版社，倫敦，1989 年。
• http://www.mhs.ox.ac.uk/sphaera/index.htm?issue8/articl7
• http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Abbe

我是羅傑，我是 Lensrentals.com 的創始人。作為這裡的光學迷之一，我喜歡在業餘時間通過 30X 顯微鏡物鏡拍攝准直光。當我拍攝真實照片時，我喜歡使用不同的東西：中畫幅、賓得 K1 或索尼 RX1R。

羅傑· 西卡拉 2010 年 11 月 27 日發布 分享 鳴叫

http://wordpress.lensrentals.com/2010/11/the-schott-heard-around-the-world/