··········杂谈镜头制造：手工制作就是好？镜片玻璃最值钱？
杂谈镜头制造：手工制作就是好？镜片玻璃最值钱？
关于镜头的话题理论上是可以开无数篇文章来跟大家聊，但显然，饭要一口一口吃，话要一句一句说，今天小胖想跟大家分享的就是一些在镜头研发和制造上的一些有趣，也算是能增长见识的“扫盲贴”，或许会略略颠覆你对摄影镜头的认知三观！
“手工制作”是伪命题，产能、出货量和成本决定工艺选择
首先第一点，很多人对镜头制造存在“人工就是比机械加工来得更好”的认知，理由是像施耐德啊、徕卡啊，原厂蔡司等高大上的品牌可都会采用人工手段来完成，劳斯莱斯也都以手工制造为卖点，武侠小说里的神兵利器哪个不是由大师锻造出来的？所以人工就是好。
但这里存在明显的误区，人工介入的往往是流水线末端的装配环节，而镜头装配一点儿也不黑科技，全是照着图纸依葫芦画瓢，蔡司的主流系列也都是这么干的，日本厂商也早就把一些中低端镜头扔到泰国菲律宾之类的地方装配去了，为的是啥？省成本啊！一条动装机械臂得花多少钱，一个东南亚劳工花多少钱，至于徕卡和蔡司高端镜头一定要Made in Germany，考虑到欧洲的人工费用，成本其实也不低，但厂商请的精算师心里难道没点X数么？佳能尼康索尼高端镜头Made in Japan也不代表日本人工便宜呀。
据小胖在圈内的朋友称，徕卡供应链算是非常刻板了，甲方工程师只管丢图纸要原料供货，别的一概没得谈，属于只在条条框框内行事，缺乏灵活性，也擅长把事情搞复杂，所以它的非制造成本也迟迟居高不下，当然，有时候这种态度也被称为“严谨”，差别就在于看你有没有信仰了。
大家对德系品牌采用人工方案可能还会理解为手工打磨镜片，但大家忽略了手工打磨的前提是良率低产能小，徕卡M Noctilux 50mm F1.2手工打造仅1600支就因为成本问题不得不停产，后来生产35mm F1.4 ASPH就直接用康宁的机械压铸非球面。在这种大多只有50mm以内直径的镜片上，现代的数控机床早已实现了0.001mm级的实操精度，就是这种级别的精度，也会存在精确测试可见的公差，甚至出现品控的问题（比如去年刚面市时的索尼24-70 GM，当然，也可能是装配的锅），小胖并不认为人手可以达到机械的精度，就更别提公差了。再加上干涉仪+准直器校验后，镜片厚度、均匀性、尤其是非球面镜片的平滑度都可以控制在非常高的水准，最关键是产能可以明显提升，比起人工研磨有着质和量的先天优势，摊销下来的成本还更低，所以真相就是现在没有什么镜头真的是纯手工制造了，都是机械+人工的组合方式。
通过精密加工的辅助，产能上限的确提升了很多，但降低成本的根源还是在出货量上，施耐德、徕卡一年能卖多少颗镜头？佳能从1987年开始到现在整整30年，EF卡口镜头的总销量也不过1.3亿颗而已，举个对比的例子，苹果iPhone，预计今年第四季度的总出货量，是8880万台，三个月而已哦……相机镜头在当下的电子产品市场来看完全就是体毛级出货量的存在，徕卡和原厂蔡司以低出货量支撑起高成本的机械加工生产线和德国制造的人工成本，你说价格高不高？在这种情况下即便自己不开线，交给代工厂也不一定会接盘，不是技术达不到，最主要就是利润率的问题，搞不好还得赔钱……所以蔡司才走了日本路线跟索尼、确善能合作，这才渐渐吧主流产品价格控制下来。
如果硬要手工制造呢？现实里也有例子，比如太空望远镜的物镜就是手工制造的，一则它的尺寸够大，几乎是以米为单位的，需求量也很小（难道你还想做很多个太空望远镜？），专门开一台精加工数控床？只怕财政部拿到预算表就会开始骂街了吧。所以还是一帮博士教授自己动手磨吧，磨到行为止（上图是加州大学天文学院的教授在自己研磨天文望远镜镜片）……即便如此，詹姆斯韦伯望远镜的研发成本也达到了88亿美元，当然，镜片研磨只是其中一部分而已。从项目开始到明年发射，耗时足足25年。即便把这个样本大幅缩小化，也没有任何一家摄影镜头厂商敢在民用镜头上这样玩，除非你是阿拉伯石油大亨，你就可以花100多万美元去找蔡司定制一颗1700mm F4中画幅镜头，而且只能装载在改装后的大型车具上，因为它的重量是256公斤……
高性能镜片玻璃成本并不高，难点在镜组设计和装配
这也是个有意思的话题，在论坛里有很多朋友都认为镜头的最大设计难点在于镜片本身，光是镧系、超高折射率、ED、APO复消色差、萤石、非球面、BR等等一大波名词砸下来，再加上厂商宣传时也一定会以镜片材质为主打，确实会给人一种“镜片玻璃是镜头里最值钱的部分”这种错觉，但实际上——全世界产能最大的玻璃厂就在中国，也就是成都的光明光电，老208厂，很多日本镜头厂商都会从这里进材料，。而日本最强的两个玻璃品牌是豪雅（HOYA）和小原（OHARA），前者早就在拼命开拓国内市场，价格杀得很凶，后者也经常出现在徕卡蔡司等品牌镜头上，这也从侧面反映德国镜片，比如肖特，也并不是吹得那么厉害。就价格来说，往大直径算，折射率1.84，直径52mm厚度7.5mm的玻璃按千片计，一片也不过60~70块钱；与萤石性能接近的49mm直径10.5mm厚度人工低色散材料，千片均价也不过20~30元左右，当然这都是毛坯，厂商买回去还得上机床研磨，但就目前非常成熟的镜片加工工艺来说，镜片成本在整体成本里的占比已经很低了。
那镜头居然还卖这么贵，坑啊！实际上对镜头来说，真正的制造难点其实是镜组设计，也就是哪些性能规格镜片以怎样的数量，怎样胶合/分离拼装在一起，其中还涉及到各种相差的矫正，这个过程可以说是最费时间，换句话说也是最费钱的，我们现在要感谢正身处于计算机时代，此前文章提到过的蔡司Planar 50mm F0.7就来来回回改了不下六个版本，最牛X的是当时的设计师甚至是以手工计算为主（后期介入了IBM7090型计算机，在1960年这台计算机价值290万美元），从设计到打样再到修改再打样，每一颗成熟的镜头都会经历这个过程，而且现代镜头也得感谢蔡司等光学先驱，几乎现在所有的镜头结构都是根据当年这些经典结构衍生而来，站在历史巨人的肩膀上其实已经为我们省了不少钱。
有了好的镜片，有了好的设计，是不是就意味着一定能出好的镜头呢？不一定，最后的环节也是体现品牌对某款镜头重视程度的关键——装配精度。因为是计算机辅助设计并精确模拟计算，所以在实际装配中越是能低误差率精准还原设计图纸的，就越能发挥其理论性能最大值。徕卡最强的电影镜头Summilux-C 40mm T1.4甚至可以全开光圈都看不到色散，比起有BR镜片加持的佳能35mm F1.4L II也是有胜之而无不及，其中最关键的一个理由就是装配精度非常高，再加上多达6片阿贝数超过81（如上图被勾出的4片甚至达到了95）的强力低色散镜片存在，以及小原提供的最高等级通光率+纯度镜片，才算达到了镜头设计的世界一流水准，但遗憾的是这样无所不用其极的设计思维是不太可能用在民用产品上的，因为它的售价达到了惊人的34300美元，超过22万人民币……大多数民用镜头不管红圈金圈还是GM，同款镜头之间的实际MTF公差也都是很容易就测出来的，这往往就是装配精度的问题（当然，大多数公差都在厂商设定的误差范围内）。
借用前些天大光圈那篇文章评论区的一句话——限制厂商想象力的原因只有一个，“因为你穷”。正在初始化报价器光学镜头玻璃和树脂镜头有哪些区别？絮风EB81脂镜片的优点是：轻、不易碎、安全性高、可以拉丝打孔、可以染色、抗雾性更好、缺点是：硬度低、容易划伤、高度数镜片较厚、不耐高温、易老化、价格高 玻璃镜片的优点是：硬度高、不易划伤、高度数镜片较薄、耐高温、不易老化缺点是：重、易碎、不防反光更刺眼、不能拉丝打孔、不能染色、抗雾性不好
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玻璃是透明的，那是用什么材料做的啊
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玻璃的颜色是怎么来的在玻璃这个种类繁多的大家族中，除了我们日常生活中经常看到的无色透明的玻璃，还有许许多多的彩色玻璃，有黑色的玻璃，如小汽车的车窗玻璃就是紫黑色的，有蓝色的建筑玻璃等。在交通十字路口，交通信号灯要有红、黄、绿三种颜色的玻璃作灯罩；节日欢庆的夜晚处处张灯结彩，现在人们多用彩色灯泡（多是用各种颜色的玻璃制造的）来装饰节日盛貌；拍一张艺术照片得在照相机镜头上套上一定颜色的滤色镜片，它具有不同深浅的黄、红、蓝、绿等颜色；驾驶员、野外工作人员、炼钢工人、电焊工人要载不同颜色的保护目镜，一台感人肺腑的戏剧，如果没有五光十色的灯光配合，演出的效果将大为逊色；在音乐强劲的舞厅中，如果没有激光乱转的各种色调，就会使音乐动感的氛围减弱。这些美丽的玻璃色是怎么来的呢？普通的玻璃是用石英砂、纯碱和石灰石一起熔炼而成的。它是一种组成不固定的硅酸盐的混和物。人们最先制造出来的玻璃是一些透明度差，带有一些颜色的小玻璃片。它的颜色并不是人们有意识地加进去的，而是所用的原料不纯，混进了杂质的结果。那时的颜色玻璃只是用来做装饰品，要求不高，人们只是偶然生产出了颜色玻璃。但是我们今天要求的颜色玻璃都有很高科学要求，这只有在揭开了玻璃带色的秘密后，才能够制造出来。经过研究，人们发现如果在普通玻璃的配料中加入0.4～0.7％的着色剂，就能使玻璃带上了颜色。着色剂大多是金属的氧化物。我们前面已经知道了每种金属元素都有它独特的&光谱特征&，所以不同的金属氧化物都能呈现出不同的颜色。如果在玻璃配料中加入这些氧化物就给玻璃着上了色。例如加入氧化铬（Cr2O3），玻璃现绿色；加入二氧化锰（MnO2），玻璃呈紫色；加人氧化钴（Co2O3），玻璃呈蓝色，炼钢工人和电焊工人用的保护目镜就是用这种玻璃制成的。其实，玻璃的颜色不仅取决于加入的着色剂，人们还通过熔炼的温度及炉焰的性质来调节元素的化合价，使玻璃呈现不同的颜色。例如玻璃中的铜，如果以高价的氧化铜存在时玻璃显现蓝绿色；以低价的氧化亚铜（Cu2O）存在时，玻璃呈红色。有时，烧熔一次还不能使玻璃显示出色来，再要进行第二次加热才能使玻璃显出颜色。名贵的金红玻璃就是这样，它是在普通的玻璃配料中加入微量的金子烧制成的。第一次烧熔后，金以原子形式分布在玻璃中，此时玻璃并不显颜色；当再次加热到接近软化的温度时，其中的金原子聚合成胶状颗粒，此时玻璃就显现出了美丽的红色。现在，人们又用稀土元素的氧化物为着色剂制成了各种高级的颜色玻璃。掺有稀土元素的颜色玻璃，色调明净，有光亮的色泽，甚至还会在不同的光线下改变颜色。例如氧化钕玻璃中就有这种特性，它在日光下显紫红色，在荧光下显蓝紫色，十分美丽。有一种玻璃会随着光线的强弱而改变颜色，人们用它作眼镜的镜片和房屋的窗户玻璃。用这种玻璃作窗玻璃，室内可以保持一定的光亮度，再也用不着用窗帘子来遮阳，所以有人称它为&自动窗帘&。它又能阻挡阳光中的紫外线通过，图书馆藏书室和博物馆装上这种玻璃以后，可以保护书籍和文物不受紫外线的破坏。除稀土元素外，在玻璃中直接添加钨和铂，也可以做成变色玻璃。普通的颜料因受阳光中的紫外线的照射或者空气中的氧气和二氧化硫的作用而退色；但颜色玻璃因为起着色作用的金属等氧化物已与玻璃熔为一体，所以能经得起日晒雨淋而永葆其美丽的青春容颜。随着科技的日益发展，颜色玻璃的品种将会越来越丰富多彩，我们的生活也会因为它的点缀和装饰而变得多彩多姿&
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