尼康AI/AI-S系列镜头性能数据(上)定焦镜头

文摘   2024-07-25 09:58   北京  

今天我们来聊聊AI和AI-S镜头,作为系列的上半部分,我们先看看定焦镜头。资料来自上世纪70~80年代的《Modern Photography》、《Popular Photography》杂志。不过杂志年代久远、资料难免遗失,而且杂志并未评测该系列的所有镜头(尤其与Auto和K时代光学结构一致的镜头,杂志并未重复评测)。如果大家感兴趣,可以参考往期的文章中我们介绍的Auto和K系列镜头数据:

尼康Auto系列镜头性能数据

尼康Auto系列镜头性能数据(二)

尼康Auto/K系列镜头性能数据(三)

其中《Popular Photography》杂志使用的评测方法不同,图表展示的是标靶上0.01毫米细线的反差百分比,请大家注意区分。

另外,由于杂志资料相对较少,我们这次还补充了两个105毫米镜头的MTF图,全部来自marcocavina的博客

一、Nikon AI Nikkor 24mm f/2.0

在《Popular Photography》杂志针对 Nikon F3 的评测中,测试了这支编号为188913的镜头。镜头实际测试焦距为24.73毫米,光圈为f/2.06,T值为T-2.23。镜头使用了铝制对焦螺旋和带滚珠的自动光圈,内部消光处理很好镜头使用了浮动镜组来保证在不同对焦距离上实现最佳的画质表现。

镜头存在轻微慧差、像散、0.05毫米的蓝/绿/红色纵向色散、暗角和球差,像场中心向外色散逐渐增加,最边缘的色散较为严重。镜头存在轻微桶形畸变,光轴完美。稍微收缩光圈,镜头中心至像场2/3处的像散就会消失,但消除最边缘的像散需要收缩光圈到f/6.3或更小。收缩光圈到f/3.5后画面中心至像场1/3处的慧差和整体暗角会消失,继续收缩到f/4后像场2/3处的慧差消失,到f/5.6后全部慧差消失。收缩光圈到f/5.6后,球差造成的对焦点偏移量为0.04毫米。

光圈全开时,镜头中心的反差超过60%,边缘在30%左右。继续收缩光圈到f/4,中心反差接近80%,到f/5.6后中心反差略有下降,但像场1/3处达到超过70%的最高值。收缩光圈到f/8后,中心反差继续表现出略微降低的趋势,但边缘反差则超过40%。镜头整体炫光约为6%。


二、Nikon AI-S Nikkor 24mm f/2.0

这支镜头的编号为203485,售价485美元。镜头实际测试焦距为24.71毫米,光圈f/2.04,有不到1%的桶形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为1.2档。镜头对焦阻尼顺畅,光圈值数字尺寸很大、间距合理,整体做工延续尼康的优秀水准。

光轴方向,镜头表现出轻微的带状球差和较多的球差矫正不足问题,收缩到f/5.6光圈后消失并达到较好的画质。离轴方向有较多的斜向炫光和轻微的横向色散,但没有发现像散,收缩光圈到f/8后达到较好的画质。

实拍时,镜头中心的画质非常锐利,但最大光圈下边缘画质偏软,收缩到f/2.8后迅速提升,并在f/4时达到和中心一致的画质表现。画面最边缘有极其轻微的色散,但整体炫光控制很好。整体表现对于一支大光圈24毫米镜头来说非常出色。

镜头的最高分辨率出现在f/5.6~8光圈,达到中心75线对/毫米、边缘42线对/毫米的水平。最高反差出现在f/5.6光圈,达到中心76、边缘47。


三、Nikon AI-S Nikkor 24mm f/2.8

这支镜头的编号为723796,售价313美元。镜头实际测试焦距为24.52毫米,光圈f/2.90,有1.11%的桶形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为1.4档。镜头对焦阻尼顺畅,光圈值数字尺寸很大、间距合理,整体做工延续尼康的优秀水准。

实拍时,镜头中心的画质非常锐利,但最大光圈下边缘画质偏软,收缩到f/4后边缘画质迅速提升。画面最边缘有极其轻微的色散,但整体炫光控制很好。整体表现大幅优于此类镜头的平均水平。

光轴方向,镜头表现出轻微的带状球差和红色炫光,收缩到f/5.6光圈后画质变好。离轴方向有轻微慧差、横向色散和像散,收缩光圈到f/8后这些问题消失并达到较好的画质。

镜头的最高分辨率出现在f/8光圈,达到中心67线对/毫米、边缘47线对/毫米的水平。最高反差出现在f/5.6光圈,达到中心76、边缘56的水平。


四、Nikon AI-S Nikkor 35mm f/1.4

我们首先来看《Modern Photography》的评测数据。这个样本的编号为438160,售价506美元。镜头实际测试焦距为36.6毫米,光圈为f/1.44。镜头存在不到1%的桶形畸变,f/5.6光圈下有0.2档的边缘失光。镜头在尼康机身上平衡性很好,光圈环触感差异明显,镜筒表面黑漆工艺很好。

光轴方向,镜头存在轻微炫光,收缩光圈到f/5.6后消失,继续收缩光圈到f/8达到衍射极限,并保持较好画质到最小光圈。离轴方向有轻微斜向炫光,收缩光圈到f/5.6后消失,横向色散始终存在。

实拍的影调明快,反差很好,炫光控制极佳,画面中心到边缘都非常锐利,收缩光圈到f/2以后锐度略有增加。整体来说各档光圈的画质表现优于此类镜头的平均水平。

镜头的最高画质出现在f/8光圈,分辨率达到中心87线对/毫米、边缘49线对/毫米的水平,反差达到中心78、边缘46。

另一个数据来自《Popular Photography》杂志对 Nikon FG-20 相机的评测。这支镜头的编号为440983,镜头实际测试焦距为36.15毫米,光圈为f/1.43,T值为T-1.51。镜头光圈结构下有滚珠,镜筒为铝制。镜头后面的浮动镜组随对焦一起移动,但移动量不同,从而减少焦点偏移的影响。镜头内部的消光处理很好。

最大光圈下,镜头存在轻微球差、慧差、暗角、像散和0.04毫米的蓝、绿、红色纵向色散,以及轻微桶形畸变,像场1/3处横向色散轻微,2/3处较多,最边缘横向色散超过平均水平。稍微收缩光圈,画面中心至像场1/3处和边缘的像散会消失,收缩光圈到f/2后像场中心1/3的慧差消失,到f/2.8时像场2/3处的慧差和画面消失,到f/5.6时最边缘的慧差消失,到f/8时像场2/3处的像散消失。f/4光圈下,球差导致的焦点偏移量为0.03毫米。镜头光轴很正。

全开光圈时,镜头中心至像场1/3处的反差约为45%,像场2/3处至边缘约为30%。收缩光圈到f2后中心反差迅速提升,超过65%。到f/5.6后,镜头中心至像场1/3处的反差约为75%,边缘为50~57%。整体炫光不到8%。


五、Nikon AI-S Nikkor 35mm f/2.0

这支镜头的编号为233086,售价270美元。镜头实际测试焦距为36.1毫米,光圈为f/2.01。镜头存在不到1%的桶形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为0.3档。镜头整体做工扎实、光圈环档位清晰、光圈数字易读。

最大光圈下,镜头轴向存在较多的球差过矫正和轻微的带状球差,收缩光圈到f/5.6后画质变好。离轴方向存在轻微慧差、斜向炫光和横向色散,收缩光到f/8基本可以消除这些问题。

实拍时,这支镜头在最大光圈下的画面偏软,收缩光圈到f/4后中心到边缘的画面锐度大幅提升。在最苛刻的光线入射角度上也很难从边缘看到横向色散。整体来说表现超过此类镜头的平均水平。

镜头的最高分辨率出现在f/5.6光圈,达到中心75线对/毫米、边缘47线对/毫米,最高反差出现在f/8光圈,达到中心62、边缘58。


六、Nikon AI-S Nikkor 35mm f/2.8

这支镜头的编号为544103,售价180美元。镜头整体做工扎实、光圈环档位清晰、光圈数字易读。

轴向存在轻微球差和炫光,收缩光圈到f/5.6后消除,继续收缩光圈到f/8达到衍射极限。离轴方向存在轻微斜向炫光,收缩光圈到f/8可以消除,画面中轻微的横向色散始终存在。

实拍时,这支镜头在最大光圈下的画面偏软,收缩光圈到f/4后中心到边缘的画面锐度大幅提升。各档光圈下画面边缘都存在极其轻微的横向色散。整体表现优于此类镜头的平均水平。

镜头的最高分辨率出现在f/5.6光圈,达到中心75线对/毫米、边缘47线对/毫米的水平。最高反差出现在f/8光圈,达到中心62、边缘58的水平。

七、Nikon AI-S Nikkor 50mm f/1.2

这支镜头的编号为314812,搭配 Nikon FG-20 售价为363美元。镜头实际测试焦距为51.37毫米,光圈为f/1.27,T值为T-1.35。镜头没有使用浮动镜组这样的特殊设计,内部的消光处理很好。

镜头存在轻微慧差、像散、0.07毫米的蓝/绿/红色纵向色散、暗角和球差,像场2/3至边缘存在轻微横向色散,镜头桶形畸变高于平均水平,光轴几乎完美。稍微收缩光圈,镜头的像散就会消失。收缩光圈到f/2.8后画面中心至像场1/3处的慧差和整体暗角会消失,继续收缩到f/3.5后像场2/3处的慧差消失,到f/5.6后全部慧差消失。收缩光圈到f/4后,球差造成的对焦点偏移量为0.06毫米。

全开光圈时,镜头中心的反差超过50%,像场1/3到边缘为30~40%左右。收缩光圈到f/5.6后,中心反差超过75%,像场1/3处反差更是超过80%,最边缘反差也超过65%。镜头的整体炫光不到12%。

八、Nikon AI Nikkor 50mm f/1.4

在《Popular Photography》杂志针对 Nikon F3 的评测中,测试了这支编号为4461527的镜头。镜头实际测试焦距为51.68毫米,光圈为f/1.45,T值为T-1.53。镜头使用了铝制对焦螺旋和带滚珠的自动光圈,内部消光处理很好

镜头存在轻微慧差、像散、0.06毫米的蓝/绿/红色纵向色散、暗角和球差,没有检测到横向色散。镜头存在轻微桶形畸变,光轴完美。稍微收缩光圈,全部像散和画面中心的慧差就会消失,收缩光圈到f/2.2后像场2/3处的慧差和整体暗角会消失,继续收缩到f/4.5后全部慧差消失。收缩光圈到f/4后,球差造成的对焦点偏移量为0.02毫米。

下面的反差图表与《Popular Photography》常见的样式不同,除了表示反差值的黑色方块外,还多了柱状图和标记在上面的横线。其中柱状图表示同规格镜头在此光圈值和像场位置下的最高与最低读数,而横线则代表了此处测试过的所有镜头的平均值。可以看出这支镜头在最大光圈下表现稍弱,中心(约44~48%)和边缘(25~32%)反差都低于平均水平。而收缩光圈到f/5.6以后,镜头中心至像场1/3处的反差则都接近85%,超过平均水平,此时虽然边缘画质也有一定提升,但整体表现远低于平均水准。镜头的整体炫光略高于5%,属于同级别镜头中较低的水平。


九、Nikon AI-S Nikkor 50mm f/1.4

在《Modern Photography》对 Nikon FA 的评测中,测试了这支编号为5425677的镜头,套机售价为880.5美元。镜头实际测试焦距为51.7毫米,光圈为f/1.43,有不到1%的桶形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为0.3档。

镜头轴向可以看到轻微的球差矫正不足问题和炫光,离轴方向可以看到斜向炫光,收缩光圈到f/8后这些问题消失,但轻微的横向色散始终存在。

实拍时,这支镜头在任何光圈、任何对焦距离下都表现出了锐利的成像效果。在最大光光圈下画面偏软,但收缩到f/4后表现就超过了平均水平。

镜头的最高分辨率出现在f/8光圈,达到中心70线对/毫米、边缘63线对/毫米。在f/4时达到中心80、边缘70的反差,继续收缩光圈到f/5.6后,中心反差下降到72,但边缘提升到76。

后来,由于代理商告诉《Modern Photography》杂志上一支被测试镜头是非量产版,因此杂志在 Nikon EL2 的评测中重新测试了这支镜头,样本编号为6016168,套机售价732.5美元。

这支镜头在全开光圈时中心画质扎实,有少量球差矫正不足问题,导致部分波长的光线聚焦在焦平面的前面或后面,表现为测试标靶周围出现轻微红色色散。收缩一档光圈后大部分球色差可以消除,到f/5.6时达到衍射极限,镜头的光轴很正。离轴方向检测到了慧差和像散,但低于平均水平,收缩光圈到f/5.6后大部分问题消失,但留有轻微的横向色散。

实拍时,光圈全开即可实现从中心到边缘都锐利的画面,看不到色散。鬼影和炫光控制很好,面向极强光源时有轻微粉色鬼影和白色的光圈孔炫光。画质整体表现出色。

这支镜头的最高分辨率出现在f/8光圈,达到中心62线对/毫米、边缘55线对/毫米.最高反差出现在f/5.6光圈,达到中心64、边缘55。


十、Nikon AI-S Nikkor 50mm f/1.8

这支镜头由《Modern Photography》在评测 Nikon FM2 的文章中测试,后经《朝日相机》杂志翻译转载,所以资料是日语。镜头编号为3187063,实际测试焦距为51.89毫米,光圈为f/1.83,有不到1%的桶形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为0.5档。

镜头在最大光圈时,轴向可以看到轻微的红色炫光和球差,收缩光圈到f/4时接近衍射极限。离轴方向,直到f/4光圈都可以看到轻微的斜向炫光,继续收缩到f/5.6可以大幅改善到几乎不可见的水平,在f/8时接近衍射极限。几乎检测不到横向色散。

实拍时,这支镜头在最大光圈下可以看到轻微的炫光,但像散很少,而且没有看到色散。收缩到f/5.6后炫光消失,成像变得非常清晰。整体可以看到轻微的桶形畸变。

镜头的最佳画质出现在f/8光圈下,达到中心72线对/毫米、边缘64线对/毫米的分辨率,以及中心80、边缘74的反差。继续收缩光圈到f/11后中心反差略有提升,但边缘开始下降。


十一、Nikon AI Micro-Nikkor 55mm f/2.8

这支镜头售价339.5美元。镜头实际测试焦距为56.14毫米,光圈为f/2.8,有不到0.5%的桶形畸变,f/5.6光圈下有0.43档的边缘失光。这是基于上一代 55mm f/3.5 镜头光学结构重新设计的微距镜头,通过在后面增加浮动镜组来保证近摄的画质。默认可以实现1:2的微距放大比例,使用PK-13转接环(售价49.5美元)可以实现1:1的放大比例。

镜头中心画面扎实,最大光圈有轻微炫光,轴向衍射极限为f/5.6光圈。离轴方向有轻微橙黄色炫光,收缩光圈到f/8后消失。整体没有发现光轴不正的问题。

实拍表现非常锐利,炫光控制很好,微距画质没有出现下降,而且大光圈表现非常出色,整体来说远超被替换的上一代镜头。

镜头最佳画质出现在f/8光圈,达到中心78线对/毫米、边缘62线对/毫米的分辨率和中心58、边缘57的反差。1:2放大倍率微距摄影时,最高反差出现在f/5.6~8光圈,为中心64、边缘54。


十二、Nikon AI-S Nikkor 85mm f/1.4

镜头的编号为190281。镜头实际测试焦距为84.98毫米,光圈为f/1.42,T值为T-1.49。镜头后面的浮动镜组随对焦一起移动,但移动量不同,从而减少焦点偏移的影响。镜头内部的消光处理很好。

镜头存在轻微慧差、像散、0.1毫米的蓝/绿/红色纵向色散、球差和暗角,像场2/3处至边缘位置横向色散逐渐增多。没有检测到畸变,光轴基本完美。稍微收缩光圈后像散就会消失,到f/2后像场1/3处慧差消失,到f/2.8后像场2/3处的慧差和全部暗角都会消失,到f/4.5后最边缘的慧差消失。收缩光圈到f/4后,球差造成的对焦点偏移量为0.04毫米。

全开光圈时,镜头中心反差约为45%,边缘逐渐降低至30~35%。收缩光圈到f/4后反差迅速提升,到f/5.6时中心接近80%,像场1/3处则超过70%,2/3处超过60%,最边缘超过45%。镜头整体炫光不到8%。


十三、Nikon AI Nikkor 85mm f/2.0

在《Popular Photography》杂志针对 Nikon F3 的评测中,测试了这支编号为228312的镜头。镜头实际测试焦距为84.98毫米,光圈为f/2.02,T值为T-2.13。镜头使用了铝制对焦螺旋和带滚珠的自动光圈,内部消光处理很好

镜头存在轻微慧差、像散、0.12毫米的蓝/绿/红色纵向色散、暗角和球差,只在最边缘有非常轻微的横向色散。没有检测到畸变,光轴完美。稍微收缩光圈,全部像散和慧差就会消失,收缩光圈到f/2.8暗角会消失。收缩光圈到f/5.6后,球差造成的对焦点偏移量为0.03毫米。

光圈全开时,镜头中心至边缘的反差都可以保持在50%左右,收缩光圈后画质迅速提升,到f/5.6时,除最边缘外,镜头各处反差都达到或接近80%。镜头整体炫光不到9%。


十四、Nikon AI-S Nikkor 105mm f/2.5

这支镜头的数据来自marcocavina的博客,左侧和右侧图表分别是f/2.5和f/5.6光圈下的MTF曲线。


十五、Nikon AI-S Micro-Nikkor 105mm f/2.8

这支镜头的数据来自marcocavina的博客,左侧和右侧图表分别是f/2.8和f/5.6光圈下的MTF曲线。


十六、Nikon AI-S Nikkor 200mm f/2.0 ED-IF

这支镜头的编号为177072,售价2470美元。镜头实际测试焦距为201.84毫米,光圈为f/2.01,有不到1%的枕形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为0.75档。头的内对焦结构保证了操作时较好的平衡性,但光圈档位缺少半档比较可惜。可以搭配TC-14(524美元)和TC-200(247.5美元)增距镜分别实现 280mm f/2.8 和 400mm f/4 的规格。

镜头在轴向存在轻微球差,离轴方向存在轻微红绿色横向色散。镜头存在轻微红色炫光,收缩光圈到f/5.6后可以消除镜头在f/8光圈达到完美画质,并接近衍射极限。

实拍时,镜头在最大光圈下画质偏软,反差略有降低(但其程度有时恰好可以补偿高反差场景),收缩光圈到f/8后画质迅速提升。

镜头的最高中心分辨率出现在f/4光圈,达到62线对/毫米。继续收缩光圈到f/5.6~8,中心分辨率下降至55线对/毫米,但边缘提升到49线对/毫米。整体反差在f/8光圈达到中心50、边缘27的最高值。



十七、Nikon AI Micro-Nikkor 200mm f/4.0 IF

这支镜头的编号为190660,售价765美元。镜头实际测试焦距为201.23毫米,光圈为f/4.00,有不到1%的枕形畸变,f/5.6光圈下边缘失光0.35档。这支镜头提供了连续对焦至1:2放大比例的能力,以便进行微距摄影的打光。安装脚架的圆环旋转顺畅,可以拆卸,方便使用三脚架或手持拍摄。

镜头轴向表现出二次色散,收缩光圈到f/8后消失。离轴方向有轻微红色斜向炫光,收缩光圈到f/22后消失,但轻微的红绿色横向色散在各档光圈下始终存在。实验室测试显示这支镜头在最近和无限远对焦距离上都可以获得最高的分辨率和反差数据。

实拍时,这支镜头在全开光圈下也能实现中心和边缘同样锐利的画面,并且保持高画质一直到f/32光圈,这对于一支微距镜头来说非常重要轻微的横向色散在收缩光圈到f/8后消失。1:4和1:2放大倍率的微距样张表现十分出色。

镜头的最高分辨率出现在f/11~16光圈,达到中心49线对/毫米、边缘44线对/毫米的水平。在f/11时达到中心49、边缘29的最高反差。


十八、Nikon AI Nikkor 300mm f/4.5 ED-IF

这支镜头编号不明,售价为1090美元。镜头实际测试焦距为293.2毫米,光圈f/4.47,有0.8%的枕形畸变,f/5.6光圈下边缘失光为0.9档。镜头整体小巧但很重,使用了内对焦结构和有效矫正色彩表现的ED镜片。

光圈全开时,轴向有红绿色炫光,离轴方向有少量慧差和横向色散,红-绿色焦点偏差为0.025毫米,处于可接受的范围。收缩光圈到f/8后可以达到很好的画质表现。

实拍时,这支镜头的成像非常锐利,整体几乎没有炫光和画面变软的问题,只在画面最边缘有横向色散导致的轻微红色炫光。收缩到f/8后画面中心到边缘都非常锐利,近距离和远距离拍摄画质差别不大,只在最边缘有场曲导致的画面轻微变软的问题。

镜头的最高分辨率出现在f/11光圈,达到中心50线对/毫米、边缘40线对/毫米的水平。最高反差为f/16光圈,达到中心44、边缘36。


结语

除了上面的数据,我们还在本次介绍的《Popular Photography》杂志原件中发现了两个有趣的细节:

  1. 尼康在超大光圈镜头的后镜组尾部使用了延长结构,避免在镜头没有使用后盖、直接放在桌子上时刮伤镜片。虽然这个设计很用心,但相比镜头的重量这些延长结构并不算结实,大家使用时还是要小心。

  2. 尼康的几支AIS超大光圈镜头(35mm f/1.4、50mm f/1.2、85mm f/1.4)都在高湿度测试后出现镜片表面有薄雾的情况,一定程度上增加了画面的炫光。其中 Nikon AI-S Nikkor 50mm f/1.2 较为严重,但仍处于可以接受的范围内。

下一期我们聊聊AI和AI-S系列的变焦镜头。


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