徕卡的光学理念

老安

作者 Erwin Puts / 译者 莫扎特搜集狂

.........故事一开始提到的故事有点尴尬。

    几年前，我和一位荷兰摄影杂志的技术编辑一起访问蔡司和徕卡公司。我们先拜访位于欧伯寇亨（Oberkohen）的蔡司，受到相当亲切的礼遇。负责接待我们的是一群穿着正式西装（就是深灰、深蓝色那种西装）的中年人，我们问了些问题，讨论了一些光学议题（诸如光圈叶片的位置会不会影响画质、德日光学设计哲学有何差异、为何有那么多蔡司镜头在日本生产、蔡司如何定义光学质量等等），我们得到相当满意的信息，聊得相当愉快。

    第二天我们造访位于索姆（Solms）的徕卡公司，接待我们的是两位穿着休闲服的年轻人。当然，基于比较的关系，我们也询问了相同的问题。蔡司的答案很干脆、直接了当，就事论事；徕卡的答案就很不一样了，他们几乎从不隐藏他们对于徕卡的热诚拥护与骄傲，不论什么问题，他们总是絮絮不休。后来我们驱车赶回荷兰时，技术编辑告诉我他有点不高兴。「我们跟一群毛头小子有什么可谈的呢！」他抱怨道。

    几个月后，我特别拜会了寇许（Kolsch）先生，他当时是徕卡光学研发部门的主管。我们聊了一下之前发生的事，寇许说道：「你应该见见我们最棒的设计人员。」接下来的，就是我今天演讲的主题。 （译注：本文为1999年LHSA年会时，Erwin Puts在LHSA的演讲。）

老安

徕卡设计团队的独特现象

    徕卡设计团队的平均年龄，据我推断，大约只有三十五岁左右，但可不要被他们的年龄给给骗了。巴纳克的精神在徕卡依然非常活跃，许多他的设计理念至今依然领导着整个设计团队。假你在场的话，你会以为你走进了一家计算机公司。每位设计人员的桌前都有一部大型的屏幕，到处都是计算机打印出来的计算图表。

    走近一点仔细观察，你会发现更令你惊奇的现象：每一位设计人员都在研究、分析「自己」的镜头。如果你想找出徕卡镜头设计中，最重要的风格，那就是：每一款徕卡镜头，都是独一无二的原创工艺（creative individual）。如果不提光学理论，是很难解释这种现象的，但LHSA东道主特别警告我不能在这里大谈光学术语，否则要把我给毙了（笑），所以我尽量用另外一种方式来说明。

    现今我们几乎可以完全不靠人力，只需依靠计算机软件程序，就能设计镜头。这么说当然有点夸张，但是各位可以了解我的意思。想象一下：当我们拍摄一张照片（就说是人像照好了），人物的脸会被记录在底片上，脸上的每一个细节（像是眉毛、瞳孔等等）都会被纪录在底片药膜上相对的那一点。没有像差（aberrations）的镜头，理论上就能在底片上完美地重现人物的脸部细节。不过实际的镜头是有像差的。这表示底片纪录脸部细节的银粒子位置，与本人实际上并不相同。我们可以计算这些不同的差异，甚至可以找出造成差异的原因。这并不是新科技。早在1930年代，光学设计人员就能够做到，他们只是没有高速运算的能力和时间而已。

    启动计算机程序，我们可以指定主体上一个特定位置，要求程序计算出光线的折射路径，最后算出这一点将会落在底片药膜面的哪一点上。不断重复上面的运算过程，我们就可以算出一个完整的影像。然后，我们下指令让计算机侦测并计算像差。我们会得到一份报表，上面列出镜头的各像差数值，比如说球面像差值为0.0003，彗星（coma）像差值为0.0457（理论上最佳值为0）。接着你可以再下一道指令，要求计算机重组镜片排列方式，将球面像差减少50%，意即减少这组设计中的彗星像差。

    所以，一个光学设计团队可以用分工的方式设计同一款镜头。每个人只作自己负责的部分，然后将这些运算结果组合起来。这正是现在Nikon、Canon（举例而言）等大厂的设计团队的工作方式。为了加速设计效率，他们甚至还举办比赛，看哪一组人马最先推出符合厂方需求的设计，就采用他们的设计图开工生产。

    然而，镜头的设计是很特殊的工作。有些光学设计可以超出原先的规格需求、有些设计的材质选择、镜片形状更简洁，有些则有其它特性。就好像一本由作家撰写的小说，和一本用大量资料搜集所整理出来的小说，两本是完全不一样的味道。后者当然可以读，说不定也很有趣；但是前者才能真正显露出写作的艺术。因为将这些素材整合起来，是绝对需要一个人的创意天分的。

    徕卡的设计人员开始设计镜头时，他（她）是从一张「完全空白的白纸」开始的。你也许不知道，镜头的特性，从一些基本结构（接环直径、镜头焦距、镜片材质与厚度）已经决定了大半。设计人员必须要从这些基础中开始发想、分析，找出其中的潜质（potential）、所需规格、以及影像解析能力等等。他（她）们一开始的设计图，有些是零乱潦草的随手涂鸦，有些则全凭经验值，或者到储存徕卡前辈的设计心血的徕卡数据中心（Archive）去找资料。

    为什么一开始的自由创意发想这么重要？徕卡总裁寇亨（Cohn）今早还告诉我，如果设计生产的速度能再快一点就好了，但总是没办法。有时，这种良性牵制是无可避免的。在镜头设计中，我们一旦遭遇到像差现象，就必须加以克服，这样才能获得良好的影像质量。这些光学像差，大约可以分作两类：第三级像差（the 3rd order aberrations）与第五级像差（the 5th order aberrations）。至于这是什么意思我就暂不解释了，免得主席抓狂。

    略过艰难术语不谈，总之，当设计人员解决了第三级像差时，第五级像差就会随之出现，同时也破坏了修正第三级像差的成果。但是进一步修正第五级像差，反过来又破坏了第三级像差的修正。所以设计人员就会再以另一种设计尝试解决此一难题，看看新的设计能不能在修正第五级像差时不至于影响第三级像差修正值太多。吊诡的是，没有修正第五级像差之前，你根本不知道结果会怎样。

    这几乎变成一种无解的难题：你必须事先为无法预知的状况预作准备。在一般的设计工作中，计算机是很好的辅助设计工具，例如说帮你修改设计图，加一两片镜片以校正部分的第五级像差。但是，如此一来，你的设计增加了镜片数量，结果又回过头来影响到原先设计的结构。

    所以，设计人员对于镜片组序（initial layout）最终会形成怎样的影像质素必须深入分析，设计方式是否完美，并且达到规格上的要求，他（她）也必须有非常坚定的信念。这正是徕卡坚持一款镜头从头到尾必须由同一人负责的原因。当然，必要时其它同事也会协助，但设计人员必须负责到底。

    这种策略也是有好处的。当年设计70-180mm f/2.8 APO这款镜头时，耗费了近18个月的时间研发，因为这对徕卡而言，是相当新的领域。但是，针对变焦镜的特性作了深入完整的研究之后，接下来自行研发的80-200mm f/4.0，仅仅花了6个月的时间。当你了解了基础以及光学特性，要再开发比较简单的型号时，就不是那么困难了。同理，M系列的35mm f/1.4 ASPH也是如此。开发第一型非球面版本时，足足花了两年的时间，但是接着推出的35mm f/2 ASPH的开发时间不到一年。这两款镜头，规格上看来关系非常密切，事实上却有完全不同的特征（fingerprint）！

    徕卡设计团队并没有所谓的「R」或「M」的小组区隔。任何一位设计人员都可以设计两种系统的镜头。负责设计70-180mm f/2.8 APO的小姐（译注：徕卡设计人员中，不少成员是女性），同时也是SUMMICRON-M 35mm f/2 ASPH的设计者；负责设计ELMARIT-M 24mm f/2.8 ASPH的先生，同时也负责APO VARIO-ELMARIT-R 35-70mm f/2.8 ASPH的设计工作！其它族繁不胜枚举。

    什么是镜头的特征？我们只需检查拍摄的正片，就能够发现：每种镜头在锐利度平面（planes of sharpness，详见LEICA FAQ Part 2解说）前后的像差，都有不同的形状与量度（magnitude）。这种现象会使主体的清晰受到不同程度的影响。这里设计人员必须作一些很困难的选择：包括使用的玻璃材质、矫正像差的程序（先矫正球面像差，其次是色差〈chromatic aberrations〉，再其次是彗星像差或其它）、矫正量、各种像差交互影响的最终值，这些设计时必须考虑的组件都会影响最后到达底片的影像质素。

老安

摄影的最高工艺典范

    其它优秀的镜头制造厂（如ZEISS、Canon或Nikon）对像差的矫正方法，也许和徕卡比较起来相去不远（因为这有部分是计算机程序的工作）。但是，如果徕卡能以7片设计就能达成目标，其它厂商却必须用上11片镜片矫正，那么影像质素就绝对是可以分出高下了。几年前我曾问过Canon的光学工程师他们的终极目标是什么，他们回答道：「向徕卡看齐，学习更多的摄影知识。」

    这句话到现在依然是正确的。徕卡设计人员，背后有浩瀚的知识宝库，不论是摄影，或者是显微镜光学设计都有庞大的know-how作支持。此外，他（她）们更有优秀的创意设计流程，这种独一无二的洞察力能够在让他（她）们在错综复杂、处境维艰的光线乱反射中，设计出当今最优秀的光学产品。

    有些收藏家很懊恼，因为徕卡已经不再制造所谓的原型镜头（prototype）了。现在的镜头设计，可以由研发部门的计算机数据库直接送往工厂生产线，而不需要先制造正式量产前的测试原型。这样一来，徕卡玩家想要搜藏以前素负声名的缩头五（SUMMICORN-M 50mm f/2），恐怕是没指望了。以前设计人员无法计算所有的光线路径，也无法预先观察到镜头的成像质量，设计人员只有大胆用「猜」的方式，靠直觉来弥补缺憾的信息。原型可以证明设计人员的猜测是否能符合原先的要求。有时候OK没问题，有时候一猜错，代志就大条了。也许下次演讲我们可以来聊聊这个主题。

    现在以计算机的高速运算能力，足以预测光线在镜头内的折射反射路径，估算成像质量，而且能达到很高的精确度。在计算机软件中，有许多指令是专门用来与机械组件如接环搭配的，并且处理容许公差的。计算机可以绘出精确图形，让设计人员观察像差矫正，这与实际制造原型是相同的意义。

    不过，这些设计图也不是新玩意儿。在徕卡资料中心，你可以找到历代设计人员手绘的同型设计图！这一定是经过数个月的辛苦运算的绘制成果。这也显示了徕卡与过去的光荣传统依然有非常紧密的连结。现在徕卡的镜头都是由新一代年轻有为的设计人员设计出来的，他（她）们也传承了巴纳克时代的精神。我们何其有幸，能够看到往昔徕卡的原创精神在索姆仍然生机蓬勃。

    拥有徕卡镜头，就像是啜饮一杯红酒，或是拜读一本精彩的小说。因为，徕卡镜头是以一群非常有创意、具有坚强意志的人所设计出来的，可说是艺术品（work of art）。当然，这也必须藉助计算机的力量才能完成。徕卡重新定义了镜头设计的最高工艺典范（the state of the art of lens design）。

老安

结论

    我想抒发一些感想，作为今天的演讲的终曲。任何一款徕卡新世代镜头，都是投注了数年的心血，结合机械-光学结构的独到创意，是真正走在时代尖端的科技。所以，有些徕卡玩家只是拍个两三张照片，就随便乱下定论，说「这支镜头不太好」，实在是很让这些设计人员沮丧灰心。假如我花了两年时间尽全力设计出一款最好的镜头，然后有人用来拍了几张休闲照片，然后跟我说：「嗯……还可以啦，只是我还是要抱怨一下照片边缘有点暗角咧～」，我真不知道干嘛花这么多心血去设计一款镜头给这种人用！

    很明显地，徕卡镜头的光学质量，和徕卡使用者之间是有一些对立的。因为这群人对于影像质量永远不满意。但是，我们如果不想称赞徕卡镜头的光学成就，那最好贡献一点具有建设性的意见。这就各凭本事，量力而为了。早期在威兹勒的徕兹（Leitz）公司可是有名的小心眼：很久很久以前，有些评论员批评 SUMMICRON-M 50mm f/2（旧款设计！）不好，结果徕兹公司勃然大怒，大门深锁，根本不愿接受批评。后来花了很久的时间，才让这家公司对外的态度有所转变。

    现在，徕卡索姆总公司的设计人员胸襟是相当宽阔的，他们愿意倾听外界的评论——假如这些评论还够格的话。这是很值得鼓励的好现象。身为一位徕卡迷，我们该作的，就是拍摄出质量绝佳的摄影作品，让这群设计菁英也感到骄傲，因为这是他（她）们应得的惊喜！