一般來說，對攝影而言超過1倍的放大倍率就可以稱作為超微距，10倍以上就算是進(jìn)入顯微領(lǐng)域了，但為什么大多數(shù)單反鏡頭頂多就做到1倍，鮮有鏡頭能做到1倍以上？就以老蛙FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X和V-DX 60mm F2.8 2X MACRO這兩顆國產(chǎn)超微距鏡頭為例來進(jìn)行解析吧。

老規(guī)矩，因?yàn)槲恼掠悬c(diǎn)復(fù)雜，關(guān)鍵點(diǎn)已加粗，可酌情摘讀。

簡化一點(diǎn)來談，超微距的設(shè)計(jì)和理解需要解決好幾個關(guān)鍵點(diǎn)，有機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的，也很多有效值會發(fā)生變化的規(guī)格，比如焦距、視野、光圈等等，它們各自又有很多延伸推論，逐步聊聊吧。

首先是機(jī)械結(jié)構(gòu)上，根據(jù)透鏡公式1/f=1/u+1/v可以變化出以下式子：

在一個固定焦距f的鏡頭下，像距v與物距u的關(guān)系是一條雙曲線，當(dāng)u從無限大逐漸降低時，v的增幅會比較緩，當(dāng)放大倍率突破1倍，也就是突破u=2f=v時，v的增幅就會開始非常迅速地提升，而v的增加意味著鏡組必須往前推，在老蛙的這兩顆鏡頭上均能看到這樣的現(xiàn)象：FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X從2.5倍轉(zhuǎn)換為5倍時，內(nèi)鏡筒會足足伸出57mm，而V-DX 60mm F2.8 2X MACRO從無限遠(yuǎn)往近距離對焦時，內(nèi)鏡筒會在鏡身內(nèi)往前推動。

換言之，當(dāng)放大倍率超過1倍時，鏡頭會很明顯地前伸，尤其是需要照顧全距離可成像的話難度就更大了，所以老蛙也只做到了2倍，2.5-5倍款就變成了固定放大倍率設(shè)計(jì)。它倆的區(qū)別在于V-DX 60mm F2.8 2X MACRO的放大倍率是無限小到2倍，也就是你可以從無限遠(yuǎn)處開始對焦，但FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X只能從2.5倍到5倍放大倍率的范圍內(nèi)進(jìn)行對焦，也就是工作距離僅限于40-45mm，如果要做成全距離對焦，鏡頭長度會超過200mm而且很難克服暗角問題。

這也就自然代入了下一個疑問：為什么焦距是25mm？用更長的焦段直觀上不就能避免暗角問題，而且還能延長工作距離，便于布光了么？事實(shí)上根據(jù)放大倍率m的公式有：

移項(xiàng)后可以得到：

看出問題了么？如果用長焦距，也就是加大f，隨著放大倍率的提升，像距v也會隨之高速提升，鏡頭會越深越遠(yuǎn)，比如佳能MP-E 65mm 1-5x Macro在5倍放大倍率時長度就輕松超過了200mm，因此越是高放大倍率，焦距越短相對就更容易設(shè)計(jì)。

根據(jù)這個公式順道也可以糾正一個“常識”：增大放大倍率一定要縮短拍攝距離，也就是傳感器和被攝物之間的距離么？當(dāng)然不一定，傳感器與被攝物之間的距離其實(shí)就是像距+物距，因此增大像距的同時縮短物距，就能在機(jī)身與被攝物都不移動的情況的提升放大倍率，V-DX 60mm F2.8 2X MACRO的1.5倍與2倍放大倍率都是在18.5cm拍攝距離下完成，理由就是如此。

除此之外還有關(guān)于有效焦距的問題，對于內(nèi)對焦或移動前組對焦的鏡頭來說，我們簡單假設(shè)是由2片焦距分別是Fa和Fb的鏡片組成，兩者間的距離是d，那這個復(fù)合鏡組的整體焦距f就是：

也就是說d縮小，也就是往微距端進(jìn)行對焦時，f會隨之降低，因此當(dāng)下的微距鏡頭基本都會有對焦距離越近，有效焦距越短的現(xiàn)象。

但如果你拿一顆微距鏡頭對準(zhǔn)無限遠(yuǎn)處，再手動把對焦點(diǎn)往近距離旋轉(zhuǎn)，這時候你會發(fā)現(xiàn)取景范圍實(shí)質(zhì)上是變窄了，不是焦距會變短么？為什么視角反倒變窄了？參考下面這張簡單凸透鏡的示意圖：

焦距f、像距v、傳感器對角線半長d，紅色線對應(yīng)的鏡片位置為對焦于無限遠(yuǎn)處時，其對應(yīng)的θ就是視角的一半，tan(θ)=d/f，全視角就是：

當(dāng)往微距端對焦移動時，鏡組前移，黑色虛線代表了當(dāng)下視角變化，此時的tan(φ)=d/v，tan(φ)小于tan(θ)，φ小于θ，而且直觀上也不難發(fā)現(xiàn)視角變小了，其實(shí)這也就是比較知名的“呼吸效應(yīng)”。但需要注意的是，當(dāng)代微距鏡頭在僅移動前組甚至內(nèi)對焦的情況下可以有效抑制視角變化的幅度，對于上面這個情形來說的解決方案就是在對焦過程中縮小鏡組的焦距，補(bǔ)償視場角，實(shí)現(xiàn)像面的像高不發(fā)生變化，很多電影鏡頭會采用這樣的設(shè)計(jì)，但對于民用鏡頭來說，呼吸效應(yīng)依然是大量存在的，所以才會有“焦距變短，視野反倒變窄”這種特殊情況。

為了讓會往外伸出的鏡組不會造成整體重心偏移的問題，所以FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X、佳能MP-E 65mm 1-5x Macro等超微距鏡頭的內(nèi)鏡組基本都是前小后大式設(shè)計(jì)（同樣的邏輯，可以做成前后大小一致但成像圈更小的鏡頭，應(yīng)用于更小的畫幅），所以它們的孔徑光闌（也就是光圈）都非?？壳?，出瞳也自然更靠前。雖然對于薄透鏡來說出瞳入瞳是相同位置，但實(shí)際鏡頭并不會是如此，而且出瞳入瞳存在一個比值，也就是出瞳孔徑/入瞳孔經(jīng)，對稱結(jié)構(gòu)鏡頭的出瞳入瞳比是1，一般而言，與法蘭距接近的焦距鏡頭出瞳入瞳比大于等于1，長焦鏡頭小于1（出瞳小于入瞳，從鏡頭尾部看比從鏡頭前面看光闌孔更?。?，廣角鏡頭大于1，設(shè)出瞳入瞳比為p，那么與有效光圈Fe、鏡頭光圈Fl、放大倍率m之間的關(guān)系就是：

雖然對于內(nèi)對焦或移動前組對焦的鏡頭在對焦時入瞳出瞳位置與大小都可能會隨之改變，所以這個式子并不能用于精確計(jì)算，但至少可以看出一個趨勢：m/p始終會是一個正數(shù)，因此隨著放大倍率的增加，有效光圈始終是在變小的，除此之外，有效光圈還可以通過像距/入瞳孔徑來算出。但注意！有效光圈影響的僅僅是抵達(dá)傳感器的光輻射量，也就是只會影響快門速度（也就自然會影響到信噪比、動態(tài)范圍，當(dāng)然也可以通過提高ISO來補(bǔ)償），但不會對景深造成影響。

換言之，放大倍率越高的鏡頭，在拍攝時就需要更強(qiáng)的照明、讀取噪聲更低的機(jī)身以及穩(wěn)定的腳架和微距滑軌云臺，下面是5倍、2.5倍（來自FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X）和2倍、1.5倍、1倍（來自V-DX 60mm F2.8 2X MACRO）放大倍率拍攝同一物體的樣張：

光圈均為F8，ISO 6400，可以看到，隨著放大倍率的增大，快門速度也會隨之放緩，這就是有效光圈的影響?？梢钥吹?倍與1倍之間，像邊長已經(jīng)是對應(yīng)物邊長的5倍，假設(shè)被攝物是一個正方體，那意味著該視角下像方面積是物體投射面積的25倍，所以一顆37.5mm X 37.5mm的i7 8700K在FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X鏡頭下的像尺寸為187.5 X 187.5mm，在V-DX 60mm F2.8 2X MACRO鏡頭下則是75mm X 75mm。

接下來聊聊這兩顆鏡頭，FF 25mmf/2.8 ULTRA MACRO 2.5-5.0X成像圈可以完全覆蓋全畫幅傳感器，作為金屬鏡身鏡頭，它的體積比想象中小巧不少，直徑最大的位置就是卡口位置，收攏的情況下長度82mm，重400克，這個規(guī)格比佳能原廠MP-E 65mm 1-5x Macro要小不少，而且5倍放大時長度只有后者的一半出頭，搭配1DX2看起來很好玩……

機(jī)械控制光圈環(huán)在最前端，F(xiàn)2.8-F16可用，考慮到有效光圈的問題，我一般用F8/F5.6，可用通過改變?nèi)【敖嵌葋肀M量規(guī)避長縱深，從而讓被攝物更大程度處于景深內(nèi)。通過逆時針擰對焦環(huán)來讓內(nèi)鏡筒伸出，增加放大倍率，總體來說操作起來是比較方便的。

畫質(zhì)表現(xiàn)很不錯，至少在3000萬級帶低通的傳感器上看也是相當(dāng)不錯的，像場比較平，沒有明顯的場曲，微距主題下也幾乎不會受色差的影響，焦內(nèi)也很實(shí)（前提是一定要準(zhǔn)確上焦）。常言道“物距無弱旅”，從技術(shù)的角度來看，微距鏡頭大多光學(xué)傳遞函數(shù)都比較高，再加上對焦距離近，哪怕角分辨率設(shè)計(jì)不是很高，但也因?yàn)槲锞嘟?、相鄰物點(diǎn)之間的間距大，所以更能清晰分辨物體細(xì)節(jié)，這就跟把書拿近一點(diǎn)看得更清楚是類似的道理，但微距的拍攝準(zhǔn)備過程有時候甚至?xí)扰臄z本身的復(fù)雜度還要高，有耐心是一個大前提。

V-DX 60mm F2.8 2X MACRO同樣是金屬材質(zhì)打造，本身是APS-C畫幅鏡頭，不過設(shè)計(jì)為可用于全畫幅相機(jī)，如果把它當(dāng)做微距鏡頭使用時不會有影響，可以完整覆蓋全畫幅傳感器，但往遠(yuǎn)處對焦時會出現(xiàn)比較明顯的暗角：

為什么同一顆鏡頭只是改變對焦位置就會產(chǎn)生這個問題？事實(shí)上單純看鏡頭而不看視場光闌的話，它的像場（又叫成像圈）是會隨對焦距離和光圈的變化而變化的，如果玩過一些大畫幅老鏡頭會知道，部分鏡頭像場或視角會隨收縮光圈而變大，而從對焦位置以薄凸透鏡來看有下圖理論關(guān)系（佛系畫圖，不是特別精準(zhǔn)，理解即可）：

最左側(cè)的藍(lán)色長豎線為被攝物，兩條經(jīng)過鏡頭中心的黑色細(xì)線是這顆鏡頭的像場邊界，也就是說：像場圓周與透鏡中心決定了一個正圓錐。當(dāng)鏡頭對焦在無限遠(yuǎn)處時，v=f，此時的像就在焦點(diǎn)處，也即半徑為r的藍(lán)色短豎線。但當(dāng)它的對焦距離拉近時，v增大而u減小，像面來到了最右側(cè)的黑色長豎線位置，這時候可以看到放大倍率已經(jīng)超過了1，f/r=v/R，R=(v/f)r，顯然這個差異會隨著微距倍率的增大而增大，在無窮遠(yuǎn)處對焦會產(chǎn)生一顆鏡頭最小的成像圈，而V-DX 60mm F2.8 2X MACRO這種2倍放大鏡頭在最大放大倍率時有v=2u=3f，所以有R=3r，像場面積相比無限遠(yuǎn)處時直接增大了9倍。注：這是理論算法，實(shí)際會有差距，但完整覆蓋全畫幅并沒有問題。

V-DX 60mm F2.8 2X MACRO本身的操作是很方便的，不過鏡頭前開孔是開放式設(shè)計(jì)，需要加一片62mm濾鏡才能變相地實(shí)現(xiàn)“內(nèi)對焦”，因?yàn)樗梢约骖櫉o限遠(yuǎn)處對焦，因此在像差校正上需要做的工作相對比較多，難度并不小，其中畸變校正就是需要加強(qiáng)的一個方面，拍攝規(guī)則排列的CPU陶瓷貼片電容時就很容易看出明顯的枕形畸變，因?yàn)槿狈C(jī)內(nèi)校正文件，所以必須要后期手動拉，稍稍有點(diǎn)麻煩。

單論使用便利性，V-DX 60mm F2.8 2X MACRO的優(yōu)勢比較明顯，畢竟倍率相對不那么變態(tài)，對光線條件、機(jī)身性能的要求相對沒那么高，也能很快速地進(jìn)入到拍攝狀態(tài)，準(zhǔn)備工作更簡單，加之價格相對也比較便宜，因此它的適用面無疑要更廣一些。

老蛙這個品牌有意思的地方就是擅長在特種領(lǐng)域找到獨(dú)特的玩法，單就單反鏡頭，就有零畸變廣角12mm F2.8 Zero-D、前端防水的探入式廣角微距FF 24mm F14 2X Macro Probe、廣角微距移軸15mmF4.0 MACRO 1：1等等相當(dāng)有特色的產(chǎn)品，但就微距來說就玩了不少花樣，與其在超大光圈鏡頭上做噱頭，不如抓住攝影玩家好奇心來做出獨(dú)到性，就是老蛙的品牌調(diào)性。

當(dāng)然，在做工和裝配細(xì)節(jié)上還是稍稍欠缺一點(diǎn)，比較明顯可以看到內(nèi)部點(diǎn)膠的痕跡，金屬鏡身在磕碰后會相對容易掉漆……但瑕不掩瑜，作為國產(chǎn)鏡頭近年來崛起得比較迅速的品牌，老蛙在國際上也有著比較多的擁簇，這種模式很聰明，對整個行業(yè)來說也是好事，希望能再接再厲，做出更多好玩好用的新產(chǎn)品來。

下期應(yīng)該會做佳能RF 24-105mm F4L IS的套機(jī)鏡頭測試，還是老規(guī)矩，有興趣的可以來留言區(qū)，謝謝各位大佬的支持。

最后放兩張5倍樣張，微觀世界其實(shí)有時候看起來還挺惡趣味的……

猜猜這是啥？

籃球打氣槍的針孔頭，大家可以按畫幅約莫算算它的物理直徑是多少？

再猜猜這個看起來有點(diǎn)惡心的東西是啥？作為重慶人沒想到我?guī)缀跆焯於荚诔缘倪@玩意兒居然長這樣……