一篇文章認識【富士】:鏡頭技術全解析
Fujifilm – 富士膠片
1934 年,一家名字為“大日本賽璐璐株式會社”的公司迎來了一次分家。
賽璐璐,其實就是 Celluloid,世界上最早的商業用合成塑料。這家主營成像和膠片業務的公司,其分離出來的膠片業務被富士寫真膠片株式會社繼承,而這就是 Fujifilm 的前身。
膠片在此後的十年裏,也一直是富士公司的拳頭產品和主力業務,其下涉足的產品包括攝影、電影以及 X 光用膠片,在 1940 年代,富士開始設計鏡頭、和影像業務,二戰期間,富士的業務領域快速膨脹,包括醫學、影印、電磁產業相關。
在隨後的幾十年內,膠卷行業從黑白過渡到彩色,這個過程中也就淘汰掉了一大批膠片廠家,到最後,市場上基本只剩下美國的柯達(Kodak)、日本的富士(Fuji)和柯尼卡(Konica),和歐洲的愛克發(Agfa)。
與此同時,中國懵懂起步的膠片行業,1952 年才由汕頭民營廠公元研發出第一張黑白膠片,後來在研發彩色膠片中又遇到了諸多困難,改革開放後又和富士膠片在合作與競爭中誕生了許多愛恨情仇,最後的結局令人唏噓,不過說遠了,我們今天聊富士。這個故事,就以後再講吧。
這個時候,富士在彩色膠片領域的發展可謂是一往無前,1976 年研發出世界上首款感光度 400 的 F-II 400 膠卷,宣告了膠片研發進度從追隨柯達到與之分庭抗禮甚至超越,而在 1984 年,更是一舉拿下美國洛杉磯奧運會的官方讚助商。
好家夥,把柯達大本營給偷了。
柯達回過頭發現自己後院起火,富士一波高性價比組合拳把家都偷了,而自家在日本的市場進度遲遲未達目標,於是和美國商務部一波告富士不正當競爭告到世貿組織去了。
但沒想到碰了個硬釘子,世貿組織把柯達和美國商務部駁斥了一番,支持富士為世界人民提供又好又便宜的膠片和膠卷產品。高性價比誰不愛呢?任你是美國商務部,也頂不過全球人民對好用不貴產品的喜愛。
在相機領域,富士在 80 年代則做出了兩款革命性的產品。
一款發明於 1980 年,富士發明了可循環使用的一次性相機,QuickSnap,風靡市場,它是許多年輕人的第一款相機,方便、便宜、好用,可以說它是膠片時代最方便的機器,沒有之一。
另一款則是 1988 年發明的“全數字相機”,這是世界上首款使用光電成像原理、且將成像結果以數字方式存儲於半導體存儲卡的相機,這就是 FUJIX DS-1P。
它可以拍攝 40 萬像素的照片,並存儲在由東芝(Toshiba)開發的 2MB SRAM 存儲卡上。
無論是手柄、取景器、還是側入卡槽,這台機器都非常接近現在的數碼相機了。
相較於 QuickSnap,它又慢、又醜、又重,但是這卻宣告著一個數字時代的大幕,不可避免地拉開了,無論膠片機再怎麽成熟好用,都無法躲過數字化的浪潮。
膠片到數碼,當富士開始做數碼機身
富士的膠片 35mm 單反可以追溯到 1962 年的 Fujicarex,采用 M42 卡口,只比尼康晚了 3 年。
在膠片向數碼轉向的期間,富士也曾經推出過單反機身,那就是與尼康合作的 S Pro 系列。
它使用尼康的 F 卡口機身,並且通用 F 卡口鏡頭和閃光測光系統,但是在感光元件上,富士則使用了自研的 SuperCCD,這是一種使用 45° 像素排布,大小像素混合的產品,最初由 HR(High Resolution,高像素)和 SR(Super Dynamic Range,高動態範圍)兩大產品線構成。
2007 年,使用 APS-C 的 SuperCCD 的 FinePix S5 Pro 作為最後一款富士的單反機身推出,這也是富士和尼康合作的最後一款機器。
與尼康合作的結束並沒有中斷富士在數碼領域的研發,富士將自己的緊湊型數碼相機作為自家傳感器研發的試驗田,於 2008 年進一步改進出了 SuperCCD EXR 傳感器,結合 HR 和 SR 的優勢,能同時輸出一個高增益的數據和一個低增益的數據,並且允許像素合並輸出。
1/2 英寸合並像素 1200 萬,2010 年富士緊湊型數碼相機的規格,要等到在 2018 年的 IMX586 才被帶到手機上。而雙(原生 ISO)增益同時讀出提供高動態範圍的做法,則要等到更加先進的 OV48C、IMX789 和三星 GN2 這些近兩年的手機 CMOS 才能見到。
富士,作為傳統的膠片大廠,在向數碼轉型的時候其實也貢獻了很多有益的創新思路。
而作為試驗田的這些卡片相機和消費級緊湊數碼相機,包括 S、E、A 系列,現在編號都被富士的 X 系統繼承,搖身一變成為了 XF 系統裏的 XS、XE、XA。
2010 年的富士 SuperCCD EXR 機器支持了混合式對焦,即對比度對焦和相位對焦結合工作提高對焦速度和精度,這也是目前無反相機廣泛使用的對焦方式。
而在 2011 年,最後一代 SuperCCD EXR 甚至用上了 BSI 背照式,領先佳能相機不多不少,剛好 10 年——某廠今年的 EOS R3 的模擬層才用上了 BSI,可喜可賀。
此後,富士轉型向定制 CMOS,也就是我們所說的 X-Trans CFA。
快進到今天,富士的數碼系統由 APS-C 的 XF 系統和 4433 畫幅的 GFX 系統組成,而接下來,我們就要來盤點富士的鏡頭技術。
就像 Nikon 尼康的鏡頭系列被稱為 Nikkor 尼克爾一樣,富士 Fujifilm 的鏡頭被稱為富士龍 Fujinon 系列,也有翻譯為富士瓏、富士能。
其中,為 XF 系統打造的鏡頭以 XF 和 XC 開頭,為 GFX 系統打造的則是以 GF 開頭。
在富士的官網,你完全看不出 XF 和 XC 的區別,但是沒關系,我幫你們總結了這兩類鏡頭的區別。
XF 和 XC 的區別
XF 鏡頭和 XC 鏡頭都是用於 APS-C 富士 X 卡口的鏡頭,其中 XC 鏡頭的 C 意應為 Compact,是緊湊型的、以塑料材質制造鏡身的鏡頭,XF 鏡頭則采用金屬鏡身制造。
許多人會說 XF 鏡頭帶有 OIS 開關和/或光圈環,並稱這是 XF 和 XC 系列鏡頭的區別,這是錯誤的。XF 27mm 也沒有光圈環和 OIS 開關。
R
富士用 R,Ring 來表示鏡頭具有光圈環
OIS
鏡頭具有鏡頭防抖技術,能夠減輕拍攝時因抖動導致的圖像模糊
WR
Weather Resistance,代表鏡頭具有一定的耐候性
ALG
ALG 意為 All Lens Group,整組對焦,馬達會驅動所有鏡片前後移動以完成對焦動作。
富士稱使用”高扭矩的 DC 馬達可以在 ALG 下實現反應極其迅速“的對焦性能。
我認為富士對高扭矩和反應極其迅速這兩個詞組的理解可能和正常人有所區別。
富士舉例的 ALG 鏡頭為 XF 35mm f/1.4 R。
當然富士也知道自己對 ALG 鏡頭的體驗可能融入了一些文學上的浪漫主義色彩,所以也積極地開發了內對焦和浮動對焦鏡頭,使用輕量化的單片或者雙片對焦機構來提升對焦體驗。
富士在其 X 卡口的變焦鏡頭、XF 23mm f/1.4 R 和 XF 56mm f/1.2 R 上使用了內對焦設計。
LM Linear Motor 線性馬達
線性馬達是電磁馬達的一種。
富士使用的線性馬達是非接觸式傳統,直接驅動鏡組,可以起到減少摩擦、速度更快、更穩、更安靜、效率更高的效果,成本較傳統的齒輪 + 導螺桿傳動(如佳能 STM)馬達要更高。
線性馬達被認為是更適合視頻拍攝的馬達,因為它可以一直工作且噪音較低
部分富士鏡頭使用了三組線性馬達,以 120° 的間隔布置在對焦組四周,這種布置會讓對焦更加穩定和平滑,適合更大尺寸的對焦鏡片。
而在 XF 90mm 鏡頭上,富士更是使用了 4 組線性馬達來驅動。
STM Stepping Motor 步進馬達
步進馬達結構簡單、減速齒輪少、噪音較低,有利於控制 AF 體積
在 XF 10-24mm F4 R OIS,XC 16-50mm F3.5-5.6 OIS 和 XC 50-230mm F4.5-6.7 OIS 上都使用了步進馬達。
PZ Power Zoom 電動變焦
和索尼類似,富士在電視行業也已經深耕數十年,長期以來的積澱使富士鏡頭也有專門為視頻優化的設計。
PZ 是 Power Zoom,電動變焦,通過操控 T(Tele)/W(Wide)撥桿實現平滑的電動變焦。
MKX – MK 系列電影鏡頭
MK 系列是富士為 S35/APS-C 傳感器尺寸打造的電影鏡頭系列,其中 X 版本的前綴為 MKX。
目前 MKX 系列包括 18-55mm T/2.9 和 50-135mm T/2.9 兩枚鏡頭,它們都具有 parfocal 齊焦設計(變焦時微小的焦點偏移)、呼吸效應抑制和焦點漂移抑制的光學設計。
同時它們還具有 200° 長行程對焦環和 0.8M 對焦尺,標準鏡頭尺寸以及無極光圈等為視頻優化的設計。
ASP Aspherical 非球面鏡片
富士大量采用了非球面鏡片來改善鏡頭的像差表現,同時也指出非球面鏡片的適當應用可以簡化鏡頭設計,制造出更加小型化的鏡頭。
富士目前使用的非球面鏡片主要是鑄造非球面鏡片。
ED 和 SuperED
在消色散材料的應用方面,富士也是有著廣泛的探索,其中就包括 ED 和 SuperED 玻璃,對應 extra-low dispersion 和 Super extra-low dispersion。這個命名和尼康、索尼是類似的。
HT-EBC 高透電子束鍍膜和 Nano GI 鍍膜
富士在鍍膜方面技術實力強勁。
早在多層鍍膜(Multi Layer Coating)起步的階段,富士就稱他們以電子槍熔融方法實現了多達 11 層的多重鍍膜,這一鍍膜被成為 EBC,Electron Beam Coating,電子束鍍膜。
最早的 EBC 鍍膜被應用於電視鏡頭上,而此後在 80 年代,改良版的 SuperEBC 鍍膜,超級電子束鍍膜則進一步增強了性能。
現在最新的 HT-EBC 增強了透過性,HT 的前綴就是 High Transmittance 高透過性的簡稱,使得反射率降低到了 0.2% 的水平,透射率高達 99.8%。
在進入新世紀後,富士又開發了全新的 Nano GI 鍍膜,通過在鏡頭表面形成精密的、亞波長的錐狀”軟水鋁石“(γ-AlO(OH))納米微粒,來抑制炫光的產生,提升色彩和解析力的表現。
結構上,它和索尼的 Nano AR 鍍膜、佳能的 SWC 鍍膜類似。
APD
Apodization,通過一片經過特殊處理的濾鏡膜來減少鏡片邊緣的透光量,使得彌散圓中間強度高而周圍逐漸降低,從而實現柔和的虛化效果。
應用在 XF 56mm F1.2 R APD 鏡頭上,圖中左為標準版 56mm F1.2,右側為 APD 版,圖源 Fuji vs Fuji。
圓形光圈
在富士鏡頭上,廣泛采用了圓形光圈以提供更加柔美的虛化。
以上就是本文的全部內容,感謝你的閱讀和支持。
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編輯於 2021-10-04 11:59
LycheeLi荔枝荔 | 攝影等 3 個話題下的優秀答主關註他 | 99 人讚同了該文章
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