一覽眾山小，老蛙15mm F2.0鏡頭設計解析

我記得在以前聊鏡頭設計的時候提到過，無反因其法蘭距和鏡後距大幅降低，從原理上就更利於短焦距、大光圈鏡頭的設計，各大品牌進入無反領域後也一定會發力廣角大光圈來拼殺風光攝影這個民間大神眾多的主題。不過相對家大業大的原廠來說，副廠率先推出也一點不意外，比如老蛙這顆15mm F2 D-Dreamer就首發於索尼FE系統，而我也趕在它發佈之前先拿到了針對佳能RF卡口的版本，在RF卡口副廠鏡頭極少的情況下，這就是它目前原生卡口最廣的鏡頭。

作為15mm超廣角鏡頭，當用在法蘭距和鏡後距都較短的無反上時，反望遠設計就不一定需要單反結構那樣使用大麴率大直徑負鏡（燈泡頭）來做前組了，而燈泡前組光學意義在於可以使用相對較低折射率（易於校正像差）的鏡片來實現超廣設計，但帶來的問題就是體型較為龐大。當然，具體焦距、光圈值和像差校正力度對尺寸的影響也很明顯，F2.8級別即便是單反卡口燈泡前組也可以控制得相對較小，比如佳能14mm F2.8和老蛙自家的12mm F2.8。而像老蛙15mm F2.0這樣使用小型化的負鏡+正鏡組合來做前組，就需要高折射率組合，並在後端匹配較為繁瑣的消像差設計，這也會提高成本（所以它的絕對價格也不算便宜），即便是在本身更有利做超廣的情況下也會受很多限制，比較難實現大像場的極限廣視角，但最大的好處就是不用上濾鏡架了，老蛙15mm F2.0的口徑也僅僅只有72mm而已。

從老蛙15mm F2.0來看，畫個圖比較好分析：

9組12片設計，有一定光學基礎的朋友應該不難看出，當第一群與第二群焦距差太大、第一群第一組/第二組焦距分別大於整個鏡頭焦距太多時，都會導致鏡頭尺寸明顯增大。而且即便是在設計限制內，作為第一群第一組（負鏡組）也會是以高折射率鏡片為主打，所以第二片就用上了非球面工藝，而且看形狀是兩面均為非球面，第一群第二組應該是個正鏡組，第一片是高折射率正鏡，接下來就上了膠合並使用了低異常分散性鏡片，在光線轉向位置上這個設計顯然是為校正前組像差而來，整個第一群是一個正鏡，這樣一來即便不用很大的直徑，也能獲得足夠大的入瞳。

不過僅靠第一群第二組的校正量還明顯不足，因此在通過光闌後的第二群直接用上了雙膠合設計，事實上整個第二群除了最後一片之外，間隙都非常小，可以說是非常用力的在消像差，事實證明確實做得還不錯，即使是F2全開，從中心部位的高光比邊緣都比較少見到倍率色差出現，軸向倒是還有一些：

這對於通常都是大景深的廣角風光鏡頭來說是很重要的，不過F2全開時邊緣會因為軸外像差的影響帶來很明顯的變化，可對比中心和邊緣的光斑色環：

中心光斑基本沒有受色差影響，邊緣沒有雜色，不過這個非球面洋蔥圈確實也不算太漂亮。而到了邊緣光斑，情況就不一樣了：

可以看到很明顯的形變，並伴隨軸向色差出現，因此老蛙15mm F2.0在全開的情況下邊緣像差控制得不會太好，但考慮到這顆鏡頭除了微距的情況下幾乎不可能用到全開，就算是吹毛求疵吧。而整個結構的最後一組使用非球面負鏡收尾，也是雙面非球面，放在這裡的目的也是為了減小邊緣出射光線與傳感器的夾角：

總體來說，光學設計往往需要權衡與妥協，難以做到盡善盡美，從結構來看老蛙15mm F2.0沒什麼大問題，通過微調並縮放還能變成M43畫幅7.5mm F2.0。但是，設計與生產還是有很大不同的，對於國產品牌來說比較大的難點就是復現理論設計，這對冷加工、裝配等等都有比較高的要求，特別是在無反已經全面進入高像素時代的大背景下，像差更容易通過放大圖像的形式顯現出來。

那麼從理論回到現實，老蛙15mm F2.0鏡頭沒有任何觸點，裝上相機後要開啟“未安裝鏡頭快門釋放”功能才能正確使用，自動測光和峰值對焦可以正常工作，但EXIF裡沒有鏡頭信息。

對焦組是整個第二大群（包括光闌），從無限遠往微距端對焦時，第二大群向物方（沿光軸向前）移動，手動對焦行程比較短，特別是1米到無限遠幾乎是緊貼著，行程極短，倒是0.15米到0.2米佔用了接近一半的行程。這樣設計的部分原因是超廣角鏡頭較短的超焦距對焦點，從景深來看，全畫幅15mm F2鏡頭即便全開，超焦距對焦點也只在3.77米左右，也就是從1.88米開始到無限遠都在景深內，而對焦於無限遠處也是會3.75米左右就開始進入景深，所以老蛙的設計意圖是當拍攝風光時，直接擰到無限遠就完了，更何況這是一顆拍風光必然要收光圈的鏡頭——F5.6時超焦距對焦點就來到了1.34米，此時從0.67米遠開始進入景深範圍了。

不過問題在於，超焦距理論是建立無像差的理想光學系統中，在拍攝物距超過30米的對象時，按說完全可以直接往無限遠對焦即可，但老蛙15mm F2.0將對焦環擰到頭的“無限遠”和稍稍拉近一點是的成像分辨率是完全不一樣的：

光圈F5.6，上圖為對焦至無限遠處的中心100%截圖，下圖是結合放大，將對焦稍稍從“無限遠”往內擰一點後的同位置。

可以很明顯看到，對焦到無限遠處時的圖像銳度明顯偏低，為什麼會這樣？不是超焦距了麼？這是因為在鏡片對焦行程設計上往往會有一定程度的餘量，真正的無限遠對很多鏡頭來說都不是把對焦環擰到頭，而是要稍稍往後回一點，如果直接擰到頭反倒會失焦。所以當使用任何手動鏡頭時，都一定要結合峰值+對焦區域放大來進行確認，在這種前提下，老蛙15mm F2.0的對焦精度還是有保證的。

至於畫質的分析，就要從它的最佳光圈選擇來說起，前面說老蛙15mm F2.0一定要收光圈的最重要原因不是景深，而是它在EOS R上全開時有非常明顯的暗角，產生這種情況的原因有無反結構和機身本身的原因，無反結構因為鏡後距很短，如果出射不用大尺寸鏡片做收束就很容易出現越靠近邊緣，出射光線與傳感器夾角越大的問題（所以佳能RF卡口原生鏡頭都會強調這個設計），像EOS R這種前照式傳感器本身填充因子就相對受限，再加上沒有針對第三方鏡頭做微透鏡偏移設計，以及軸外點成像光束漸暈、餘弦四次方的影響，所以邊緣照度、量子效率都會備受影響，只能通過縮小光圈的方式來解決。

下面分別是F2、F2.8、F4和F5.6的風光（對焦無限遠）暗角示例GIF：

不難發現收縮到F5.6時老蛙15mm F2.0的暗角依然存在，但比F2時要好很多，而實際上暗角本身也會隨對焦距離的變化而變化，這是因為對焦於無限遠處時成像系統有最小的像場，而對焦往近處推移時時則會逐漸變大，放大為1：1時像場半徑是無限遠時的2倍，面積則達到4倍，雖然老蛙15mm F2.0達不到這麼高的放大倍率（只能到0.25倍），但當使用它進行近距離拍攝時即便F2全開，暗角影響也相較對焦於無限遠處時要緩和許多，這一點從幾何光學的角度應該不難理解，而且還能提升淺景深微距的氛圍。

上圖是最近對焦距離時F2，下圖是F5.6（右上角的黑色遮擋是窗戶），可以看到暗角明顯要小了很多。

如果是風光攝影，在對焦準確，光圈適宜的情況下，老蛙15mm F2.0的成像素質在EOS R上是很有保障的，F5.6從中心到邊緣都有很不錯的銳度，幾乎沒有場曲，而且是一顆畸變非常小的鏡頭。簡單來說畸變校正與主光線角差有比較大的關係，當然也需要在各個鏡片表面進行校正，這個過程很繁瑣，就不展開了，總體而言老蛙15mm F2.0很適合用來拍攝室內場景，可以看到在這種橫豎線條明顯的環境下，它也能把橫平豎直還原得有模有樣：

因為F2光圈對焦於無限遠處時有比較明顯的暗角，所以老蛙15mm F2.0並不太適合用作星野拍攝，而且全開時靠近邊緣可以看到一定程度的像散（軸外點光源呈十字型）：

收到F4之後就會明顯好很多，但這個光圈也基本告別星野攝影主題了……而超廣角鏡頭在夜景方面也有比較充分的應用，其中星芒和眩光表現就很關鍵，我拿到的老蛙15mm F2.0 RF版與E卡口版是相同的7片光闌葉片版（但根據官方消息，RF和Z版都會改用5片光闌葉片版，也就是10星芒，所以這個部分大家就隨意看看吧，並不代表量產型號的性能），均為機械結構，不用通電就能調整，在F5.6的時候就可以看到14星芒了，不過在小F值下它的光闌形態不算很完美，具體形狀可參考下面的微距細節圖：

所以星芒尾部形態是一邊發散、一邊收緊的狀態，不過這種主觀氛圍的東西也沒個絕對的好壞，5片光闌版應該會好一些，看大家自己的喜好吧：

而眩光則是老蛙15mm F2.0表現不太好的方面，直面強光源時會出現很明顯的反射光，並伴隨數個較大的圓形光暈，這應該是非球面鏡片邊緣集中反光所致。當然，眩光也會隨物距和對焦位置的變化而變化，在拍攝用強烈逆光的主題時需要注意構圖上的規避。

最後來說說做工和細節吧，老蛙15mm F2.0的鏡身為金屬材質打造，冰冰涼的手感相當不錯，還有幾個比較有意思的細節：鏡頭蓋上有一個專門為穿繩設計的開孔，不過這個孔開得有點大，在未穿繩的時候會透射光線進入，EOS R這種關機會自動放下機械幕簾遮擋傳感器的機型來說倒是沒什麼影響。光圈可以切換為無級變換，所以用老蛙15mm F2.0拍視頻還是挺方便的（當然，EOS R的視頻性能相對那啥了點）。最後就是它在鏡頭上標示了入瞳孔的位置，這是告訴大家搖擺拼接時以入瞳孔為軸心，這樣可以最大程度避免因透視位置產生變化而導致的拼接變形。

從唯結果論來看，老蛙15mm F2.0是一顆一旦會用，就很容易拍出極具視覺衝擊力照片的鏡頭，沒有采用大尺寸高曲率負鏡前組帶來了很好的便攜性，結合EOS R的整個身形控制得很好，單手即可輕鬆操控。據官方消息，RF卡口會在這個月內正式出貨，與現有E卡口版同價，雖然多多少少有一點細節上的不足，但總體來說還是值得種草的。