新镜头的设计从何而来？

在现代镜头设计中，很少能找到一支凭空诞生的镜头。实际上任何一支现代镜头，都可以向前追溯到六支镜头之一。这些原始镜头，或多或少都有自己的缺陷和优势，现代的镜头也同样继承了这些缺陷和优势。了解镜头的原始结构是一件很有趣的事情：从价格上来讲，500元的佳能50mm f1.8 stm与 20000元的Cooke Speed Panchro 50/2采用了同样的初始结构。从技术上来看：原始结构的相同使得佳能50mm f1.8 stm与 Cooke Speed Panchro 50/2它们都有很严重的球差。

自达盖尔发明银版摄影法之后。出现了大量各式各样的镜头，但大部分镜头都在激烈的竞争中消失了。保留下来的6支镜头，为现代镜头的发展，奠定了基础。接下来，我们将分别介绍这些镜头。

1840年，Joseph Petzval教授发明了一种特别适合于人像拍摄的镜头，被称作Petzval镜头，也叫Petzval人像镜头。Petzval镜头有很严重的球差，所以一般只用于小视场的情况。但正是由于Petzval镜头严重的球差，因祸得福：Petzval镜头在焦点区域非常清晰，离焦情况下，照片清晰度下降，若将你的拍摄主题放置于焦点位置，四周的环境呈现梦幻般的虚化状态。

人们对于对称结构的喜爱在生活中随处可见。在光学设计中也同样喜爱对称形式。对称接口可以完美的消除或减弱像差。但有时候非对称也有自己独特的魅力。天塞镜头采用了四片三组式，其最大的特点是大反差和锐利，而且可以制作的非常小巧。由于上述优点，天塞镜头多用于风光拍摄。该镜头除了上述优点外，也有很多不可克服的缺点。如其很难制作大于F2.8光圈的镜头，非对称结构难以控制像差。

图1-2 Tessares镜头 

1817年德国数学家、天文学家高斯，为了解决哥廷根天文台观测望远镜的像差问题，发明了高斯结构。1888年克拉克发现了用两对高斯结构背对背，也可以成为一种有用的镜头，这种结构就是双高斯。双高斯的优点是以做到更小的f/#，更大的视场。缺点是在原始版本分辨率不佳。到现在为止，双高斯结构依然活跃在各个厂家的镜头之中。

图1-3 双高斯镜头 

在上面，我们提到几乎所有现代镜头都是从6种基本镜头结构演化而来，而且这6种基本结构大多诞生于上世纪20年代前后。在第一期我们讨论了前三种结构：和Petzval镜头、Tessares镜头、双高斯。这三种结构几乎是所有“标准定焦”镜头的“祖先”。了解镜头的原始结构，有助于我们理解为何一支现代镜头会有某些方面的成像特点。下一期我们将继续讨论剩下的三种结构。