其實也有又輕又小，還很便宜的相機鏡頭，我們買過一款最大光圈一點四的五十毫米定焦鏡頭，只要三十多塊錢。當然更多的鏡頭是你我買不起的，比如萊卡這款同規(guī)格的定焦鏡頭要三萬多塊錢，購買三塊512個的iphone 12pro max 湊齊九個鏡頭高效制品。相機鏡頭為什么這么貴？又為什么如此笨重？

攝影是光的藝術(shù)相機通過感光介質(zhì)記錄光線信息，鏡頭的作用就是匯聚光線，但要準確的收集光線并不容易。早期的相機鏡頭只有一片凸透鏡。當光線通過時會向內(nèi)折射并匯聚在一點上，形成一張上下顛倒的圖像。只要正確對焦，理論上你就能得到一張清晰的照片。如果現(xiàn)實和理論一樣完美，那么這只只用一片鏡片的三十三塊錢定焦鏡頭也應(yīng)該是名副其實的牛頭。但當你真的用它拍照時，就會發(fā)現(xiàn)它拍出來的照片是這樣的。這種實際成像與單一透鏡理想成像之間的差距叫做相差。對于只有一片凸透鏡的鏡頭來說，影響最大的相差是球差和色差。

求差是指通過透鏡中心光線匯聚的焦點，與通過邊緣光線匯聚焦點不同的現(xiàn)象。它是造成成像邊緣模糊的主要原因之一。色差則分為位置色差和倍率色差兩種，主要原因是光的色散在同一介質(zhì)中，不同波長的光線進速度不同，導(dǎo)致折射的偏折角度有所差異。這就是色散和太陽光被三棱鏡分散成彩虹是一個道理。所以白光在通過凸透鏡時，紅光和藍光的焦點并不重合，物體成像的邊緣就會出現(xiàn)色斑，這就是位置色差。而由于不同單色光的折射率也不同。在通過凸透鏡后，他們的放大倍率也不同。所以即便矯正了位置色差，單色光的放大倍率差異仍然會使同一物體的向大小出現(xiàn)差異。影響清晰度，這就是倍率色差，你在拍照時看到的紫邊、彩虹邊等現(xiàn)象不少，就是由倍率色差導(dǎo)致的。

無論是球差還是色差，都是凸透鏡本身的問題，而解決問題的方法是加更多的透鏡實現(xiàn)相差校正。最簡單的思路是在凸透鏡的一側(cè)增加一塊凹透鏡。組成常見的雙核驍色差透鏡，這兩片透鏡有兩種色彩能力，不同的材料制成，組合在一起后，后方的凹透鏡可以抵消前方凸透鏡產(chǎn)生的色差。讓不同波長的光聚焦在同一個平面上。此外，光線在通過凹透鏡時產(chǎn)生的球差與凸透鏡恰好相反，所以這一組合就能讓光線精準匯聚于一點。而在球差和色差之外，相機鏡頭還需要面對多種難纏的相差。這需要把更多的鏡片搭配在一起才能勉強解決。比如歷史上著名的鏡頭結(jié)構(gòu)之一，快速直線結(jié)構(gòu)就是通過四片兩組完全對稱的設(shè)計。讓左側(cè)鏡片組產(chǎn)生的多種相差在右邊自動校正，采用這種結(jié)構(gòu)的鏡頭幾乎不會產(chǎn)生畸變。在當時廣泛用于建筑和風光攝影。

為了對付各種相差，如今就連這種手機鏡頭也有五到七枚鏡片，這款拍的更遠的長焦鏡頭有十八片鏡片，至于變焦鏡頭基本都是十幾片起步。但問題是，組合堆積鏡片不光會增加體積和重量，還可能帶來新的相差。比如許多廣角和長焦鏡頭在拍攝時的畸變就是因為不同透鏡對同一物體不同部分的放大倍率不同。導(dǎo)致成像邊緣變形，要想減少畸變，只能優(yōu)化鏡片組設(shè)計，或者增加特殊的非球面鏡片矯正，或者用更好的光學(xué)玻璃來制造鏡片。

這些都會增加鏡頭的體積或重量，同時推高設(shè)計難度和成本。所以這些即便小的高品質(zhì)廣角或成交鏡頭，基本都身形龐大，售價高昂。而像這種能容納極廣視角的魚眼鏡頭，能通過物理方式矯正****的移軸鏡頭，能放大微小細節(jié)的微距鏡頭對鏡片組的設(shè)計要求就更高了。所以相機鏡頭之所以又大又沉，一方面是為了獲得更大的通光量，另一方面也是為了塞下更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更好的畫質(zhì)，滿足更苛刻的需求。

而在鏡片結(jié)構(gòu)之外，鏡頭還需要靠多層鍍膜來提高透光率，同時避免光線在鏡頭內(nèi)的多次反射形成的鬼影或眩光。添加防抖模塊。讓你手持幾斤重的設(shè)備也能拍出清晰的照片?？偟膩碚f，相機鏡頭是設(shè)計成本極高的產(chǎn)品，多年以來，廠商們主要依靠物理手段去馴服光線，只是為了在最終的成像質(zhì)量上實現(xiàn)普通人甚至難以感知的微小提升。而愿意為此花錢的人畢竟不多。比如佳能從一九八七年起就開始生產(chǎn)ef系列鏡頭，花了二十七年，總共賣了一億只，鏡頭是最暢銷的鏡頭群。而iphone 手機在二零零七年發(fā)布后，只用四年時間就輕易達到了這個小目標。高昂的生產(chǎn)成本加上相對較小的用戶群，共同推高了這些鏡頭的價格，只有專業(yè)人士或者不差錢的大師才愿意燒錢。

而在鏡頭，廠商們用物理手段在光學(xué)道路上死磕的同時，智能手機又從另一個維度擠壓了鏡頭市場。從二零一二年之間拍照的人越來越多。但鏡頭的出貨量卻連年下降，其實手機同樣要面臨相機鏡頭面對過的一切光線難題。不過年輕人不講武德，他們可以用更高效且討巧的算法去解決問題。通過基于各類算法的計算攝影，你的手機在大部分場景下已經(jīng)不輸傳統(tǒng)相機，他們可以應(yīng)對光比極大的場景，通過后期軟件做出類似的魚眼移軸效果?？梢酝ㄟ^激光測距模擬出逼真的郊外虛幻。更棒的是，他們隨時都在你的手邊，而拍到了什么比拍的畫質(zhì)有多好，更加重要。所以我們自己，也逐漸放棄了那些又大又沉的相機鏡頭。更何況手機可以幫你美顏磨皮，甚至換頭，而相機鏡頭的光學(xué)素質(zhì)越強，越能把你臉上的痘痘、油光和隕石坑一個不辣的記錄下來。更真實不等于更受歡迎。

不過在某些時刻，你身處一片廣闊的草原，遠方飛過一群候鳥，一個孤獨的深夜，你看著天上的銀河。人生中第一次在花叢里看見一只蜂鳥，在這些時刻，也許你會和我們一樣懷念那些吃灰多年的笨重鏡頭。