今天结果很热闹。俺再凑合一个。简单说说镜头设计。

一只镜头就是几块玻璃片，好像不难设计。但其实很难。

玻璃的折射率是波长的复杂函数，要至少含6项高次的多项式来描写，常用玻璃有几十种不同的。描写一片镜片除了玻璃折射率还需要两个镜面的曲率，镜片厚度和位置，总共约10个变量。一只镜头如果有10片镜片，就是约100个变量。一个含100个变量包括高次变量的方程式是没有解析解的，连近似解都很难找。所以镜头设计很难。

从前设计镜头是少数几个大师的事。大师凭知识和经验化九牛二虎之力，能找出一个还算可以的近似解。但从几率上看，是最佳解的可能几乎是零。而一般人根本找不出解。现在有计算机帮忙，设计镜头的门槛变得很低了。如果只有几片镜片，计算机化1，2天能找出最佳解，所以千百万有科技背景的人，稍培训一下都能设计简单镜头。但如果有十几片镜片，计算机也不能轻易找出解，镜头设计还是很难。让计算机长期运算，可能会找出几个很差的解。那时就要设计者先给计算机一个求解的方向，大大缩小运算范围，然后让计算机化几天时间运算千百万次，会找出些看上去比较合理的解。如果设计者凭经验觉得这些解不够好，就给计算机换一个方向再来。设计者的水平体现在给计算机指方向和评估计算机给出的结果。这样找到的解仍然未必是最佳解，但可能离最佳解差别不大了。方向指错的话，计算机往往运算1个月几亿次都没好结果。只有复杂的镜头才能考验设计者的水平。俺最近设计的那只拍水下布景的电影镜头有约40片镜片。

评估及镜头设计好坏常常是看镜片的型状是否好看，有点像下围棋要看棋形。背后的依据还是科学，但面上变美学了。所以，多数镜头设计书都说镜头设计是部分科学，部分艺术。

镜头爱好者往往有个误解，以为从前的名牌镜头设计的很好。其实把任何老的名牌镜头的设计输入到计算机里，计算机只需几分钟甚至几秒钟就可以找出好得多的设计。不单是镜头，历史上其他很多东西，放在当时很精彩很伟大，但不等于比现在的东西更好。把历史意义和现实意义混为一谈是常见的错误。

 

 

 

所有跟帖： 

• 正好问几个问题。1为什么日本镜头那么贵，2为什么国产就是上不去，3难道最近设计有了重大突破？ -中坛太抖- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:25:00

• 设计没突破。中国现在的技术完全能设计制造好的照相机镜头 -二泉映月09- ♂ (248 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:34:52

• 最近佳能的镜头大减价是前所未有的，还以为他们有新的技术出来了呢 -中坛太抖- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:40:59

• 技术一直在小进步 -二泉映月09- ♂ (94 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:45:50

• 那俺可以放心地败几个镜头了 -中坛太抖- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:02:40

• 复杂系统的数值解 -阁主- ♂ (44 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:26:15

• 吼吼，原来楼主也是专业人士 -中坛太抖- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:26:58

• 不敢，光说不练人士一枚 -阁主- ♂ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:29:43

• 大体是这样的，我们称Local minimum和global minimum -二泉映月09- ♂ (150 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:38:54

• 谢谢 -阁主- ♂ (22 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:43:13

• 不明觉厉～～～～ -laosan- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:28:27

• 先顶 -爱上网- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:29:11

• 顶专业科普 -道明- ♂ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:31:45

• 外行，不懂。咨循一下劳工，天文摄影重要性如下： mount, camera, camera lens(镜头) -长在红旗下- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:34:02

• 劳工是光学专业的？ -二泉映月09- ♂ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:47:29

• 不是，学经济的。 -长在红旗下- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:58:34

• 你要有时间研究一下经典的莱卡和蔡斯镜头，不知道为什么那么贵那么多人捧， -梅劲- ♀ (216 bytes) () 12/23/2013 postreply 11:54:42

• 嗯，味道是很主观的事，习惯了不愿改了。贵大概是有古董收藏价值 -二泉映月09- ♂ (82 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:01:54

• “慢工细活”现在都是固步自封，不求进取的代名词，除了特别的事。 -中坛太抖- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:11:51

• 哈，除了那啥需要慢工细活。 -二泉映月09- ♂ (104 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:20:10

• 你敢不敢把这贴贴摄坛去，估计有人要砸你：） -梅劲- ♀ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:24:03

• 俺以前好像在那贴过类似的贴。记得好像有人顶俺，你去搜搜。 -二泉映月09- ♂ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:32:31

• 很多奢侈品牌的价格在于长时间的宣传策划。 -云天渺渺- ♂ (223 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:33:21

• 对，对。就是这回事。同学们千万不要上当。 -二泉映月09- ♂ (0 bytes) () 12/23/2013 postreply 12:35:58

• 感谢二泉兄科普好文。虽然我家中只有一个120刀的相机。 -coach1960- ♂ (0 bytes) () 12/24/2013 postreply 14:50:58