夜之眼。Noctilux。

LEICA 50mm f/1.0 NOCTILUX 測試報告

(轉載自http://www.oocities.org/hk/wong_fu_wa/new_page_7.htm）

NOCTILUX的光學結構圖，全部採用超高折射係數的玻璃原料。 

前言

1976年，由光學博士曼德勒（Mandler）主導，徠卡加拿大密德蘭廠（當時還叫做LEITZ）推出了一款震驚全球的名鏡：NOCTILUX。此鏡重達630公克，同時也是徠卡M系列中最昂貴的。NOCTILUX是光學史上的嶄新里程碑，它的影像素質非常特殊，即使和全世界最優秀的標準鏡50mm SUMMICRON-M來比較也毫不遜色。但是，NOCTILUX的光學特性很難用語言文字描述，這好比啜飲一杯名貴的紅酒，你自己得要有一點品味和體驗，才能真正體會到這款鏡頭的優點。過份拘泥一些小聰明或成見，是不能瞭解這一款鏡頭的優越性的。本篇測試報告是綜合Erwin Puts的測試結果，和譯者的實際試用經驗的綜合體，原作者訪談過許多徠卡原廠的光學設計工程師，他們提供了非常豐富的電腦繪圖資料及圖表，Erwin Puts自己甚至花了一年的時間試用鏡頭，並加以測試。但是，這樣是否能夠完全剖析NOCTILUX？當然不行！只有你自己勤加使用徠卡鏡頭，才能夠體會它的優越之處。

NOCTILUX的光學表現

NOCTILUX的第一片鏡片直徑為51.5mm，SUMMICRON則為26mm，底片則同為135規格。這意味著NOCTILUX的光線折射角必須比SUMMICRON更為大。NOCTILUX採用了高折射率玻璃原料（其中有的折射率甚至大於1.9），相對來說，SUMMICRON的設計只需要±1.7的折射率即可。高折射率玻璃既昂貴又非常重，NOCTILUX本身的重量和價格就清楚地說明了這一點。

NOCTILUX的第一代（光圈為f/1.2）採用4群6片設計，其中有兩片非球面鏡片（第一片和最後一片），用來矯正球面像差。但是當年（1966年）打磨非球面鏡片相當耗時費工，製作困難度非常高，雖然在全開光圈時表現優異，但是和過於高昂的成本比起來，又是另一回事了。新版的NOCTILUX沒有採用非球面鏡設計，並且改為7片鏡片，可算是SUMMILUX家族的一員（SUMMILUX是從SUMMAREX 85mm f/1.5改良而來的）。

現在要設計一款光圈為2.0，光學誤差極小的標準鏡，是相當容易的事。這種標準鏡（50mm SUMMICRON-M正是最佳範例）有極高的反差（contrast）、清晰度（definition and clarity），良好的細節，甚至已達到現有底片所能記錄細節的極限。

註1：由於現代化學的進步，底片藥膜的開發，已有極大的突破。舊有「底片解析度不足」的說法必須修正了。徠卡甚至重新設計幾款鏡頭，為的就是要充分利用這種底片的改革所帶來的優點。
註2：注意，在本文中，「反差」與「對比」在不同地方出現時，意義相同。

假設我們將光圈設計加大一格到f/1.4，我們就必須開始面對「無法完全矯正」的難題了。耀光（flare）和變形（distortion）無法完全矯正，因此對色還原度也造成一些負面影響。如果我們膽敢進一步把光圈設計再加大一格，結果就會出現一些令人討厭的光學缺陷：諸如橫向色差（transverse chromatic aberration）、彗星像差（coma）、球面像差（spherical aberration）等等。
註：彗星像差又稱為歪曲球面像差（oblique spherical aberration）。

因而實驗室測試NOCTILUX時，在1.0最大光圈下，底片中心9mm為直徑的圓形範圍之外，就不免就會測出一些像差數值。像是彗星像差、球面像差、以及橫向色差等等，同時也有一點枕狀變形，以及全開光圈下可見的暗角。這些像差在縮小一格光圈時，就幾乎完全消失。實驗室中所測得的數據，只是這次測試報告的一小部分而已。絕大多數的時候用肉眼觀察，這些光學問題並不是很容易察覺的。

反差對比與耀光

攝影玩家常常不是很瞭解耀光對於影像品質的影響究竟有多嚴重。事實上，耀光與反差/對比有相當密切的關係，可以分作兩種層面來談：巨觀、整體（macro）對比與微觀（micro）對比。
註：簡單地說，「反差/對比」意即相鄰面的相對明度（luminance）

整體對比

所謂整體對比，指的是鏡頭所能記錄下來的「景物中最明亮部位與最陰暗部位的相對比值」。理論上鏡頭應該忠實傳輸所有的光線，並且以最銳利的方式呈現在底片平面上。但實際上鏡頭還傳輸了一些與影像無關的光線（像是在鏡片群中的亂反射），這些光線也跟著散佈在底片上。當我們拍攝一個深色黑暗的主體，光線應該不會在底片上形成潛影，因此沖片完後，底片上應該是完全透明的。萬一鏡頭有耀光的現象，即使在深色黑暗上的主體上也會出現不該有的光線能量，在顯影時就會出現銀粒子的分佈，但這本來就不是主體本身的資訊。

當我們同時比較兩支鏡頭所拍出來的照片（光圈各調為f/1.4），我們可能會誤認為陰影部位表現較淺的鏡頭，是比較高速的鏡頭，因為它「似乎能照下更多的光線」。事實上，這隻鏡頭很可能是耀光比較嚴重的，另一隻才是矯正比較好的。

微觀對比

顧名思義，微觀對比指的是「兩個非常微小的相鄰面積之間明亮度的相對比值」。這和影像極微細節的紋理有很重要的關連。假如底片上可以記錄到一些微妙的細節，但反差對比太低，低到人類肉眼分辨的界線以下，我們就只能看到一團混亂的影像雜訊，從而干擾了照片的清晰度。空間頻率越高（對比分離度越高），就能觀察到良好的微觀對比。此外，耀光必須減輕到最低限度，才能提升影像的紋理細節。

NOCTILUX對於耀光的抑制能力非常強。在照片中，幾乎找不到什麼「非影像」的光源。這是以Velvia底片和50mm SUMMICRON鏡頭比較的結果。同時以兩支鏡頭拍攝（場景為由一板牆縫中所散逸出來的強烈光線），SUMMICRON在畫面中央出現了些許的反射（50mm SUMMICRON向來以抑制耀光能力而聞名），而NOCTILUX完全看不到有任何耀光的現象。
NOCTILUX在反光強烈的環境下與暗部區域，粒子與色彩階調，都有很纖細的層次表現。當然，這也是耀光抑制力優越的表現。在同樣嚴苛的環境測試的SUMMARIT，耀光情形就相當嚴重。

全開光圈下，整體對比要比SUMMILUX 要低一些，即使光圈縮小到f/1.4，情況依然不變。光圈縮小到f/2.0，我們可以進一步比較NOCTILUX-M、SUMMILUX-M、SUMMICRON-M三款鏡頭的表現。SUMMICRON-M最佳；SUMMILUX-M在實際拍照的場合下，和SUMMICRON-M的表現非常非常接近，肉眼幾乎無法辨別；NOCTILUX的反差則稍低。不過NOCTILUX在光圈全開時，反差就比SUMMAIRIT在全開（f/1.5）時要高得多，甚至比第一代的SUMMICRON（光圈全開）要高！

NOCTILUX全開光圈時有中高（medium-to-high）的對比，f/2.0對比提高（high），到了f/2.8時，對比提升到非常高（very high），此時和SUMMICRON同光圈的對比表現已經相當接近了。對比的下降曲線相當平緩，不過在f/5.6時表現仍舊不錯。在實際拍攝場合中，我們將所有鏡頭作了相同的測試紀錄（拍攝場合是法國一個典型的小村莊，時值正午，在狹窄的街道上面對強烈的陽光拍攝，使用100度黑白負片）。SUMMICRON-M呈現高對比與銳利的影像，NOCTILUX對比稍低，但銳利度則相同。極微細節（extreamly fine detail）部分，SUMMICRON仍比NOCTILUX要好一些。

「整體對比稍低，微觀對比卻很高」，這兩者之間的奇特平衡，使得NOCTILUX具備一種很微妙的特徵（fingerprint characteristic）。NOCTILUX耀光抑制能力極強，使得微觀對比增加的特性，因此在微細節（fine detail）上有非常平順的成像。這正是NOCTILUX「存有的目的」。一般人也許會錯認為NOCTILUX是一款「專門在弱光下拍照的鏡頭」，事實上，即使用NOCTILUX來取代SUMMILUX/SUMMICRON，也是不錯的選擇。
註：Erwin Puts用了一個頗具哲思的（raison d'etre）來形容NOCTILUX，這裡特地保留他的語氣。

真正f/1.0的鏡頭！

利用儀器測量NOCTILUX在f/1.4以及f/1.0的EV值，數據顯示NOCTILUX是真正比SUMMILUX 50mm f/1.4要大一級光圈的鏡頭。

近攝表現

絕大多數的標準鏡頭的最佳表現值設定在無限遠處，但是近距離的光學表現，藉著矯正像差，表現也可接近理想值。光圈越大的鏡頭，越難完全矯正像散、彗星像差、像場彎曲、球面像差、第二級色差。因而大光圈鏡頭在2公尺以內的表現都不會太好。

我們比較了NOCTILUX和SUMMICRON全開光圈，在1公尺的近距離的表現。NOCTILUX的主體輪廓（outlines）表現很銳利，但是極微細節（very fine detail）部分則有一點點柔化。從f/4.0開始到f/11，影像的素質有明顯的提升，最佳值在f/8。

事實上，以全開光圈在1公尺處近攝，並非NOCTILUX的強項。但有誰這樣作呢？在最近拍攝距離、全開光圈時，NOCTILUX的景深只有1-2公分！純粹由技術觀點來看，在這種場合下拍攝人像，並不是很理想。

解析度與MTF圖

影像品質由兩大因素形成：一是空間頻率響應（spatial frequency response），另外一個則是對比傳輸（contrast transfer）。兩種專有名詞用簡單的話來說，就是解析力和階調。

但是這兩種因素無法同時最佳化。只要主體的輪廓能夠清楚的描繪出來，一張低解析力+良好階調的照片就能給人一種愉悅的觀賞感受。一張高解析力的照片所含有的資訊內容當然會更多，但是過高的解析力反而會影響到微觀對比的品質，導致主體的細節消失（無法辨識）。底片上銀粒子會形成一種隨機的雜紋（noise），一旦影像的極微細節剛好等於或低於底片上的粒子雜訊時，就只能形成一堆無組織的濃度。這就是為什麼一張高解析力+低對比的照片反而會讓人覺得「模糊」的原因。事實上，第一代的SUMMICRON（7片設計）就是屬於「高解析力+低對比」型的，而第一代NOCTILUX（f/1.2）則屬於「低解析力+高對比」型的設計。
現在我們已經知道定義影像品質的3種空間頻率響應如下：

1. 低頻率帶（5到10 lp/mm或 cycles/mm）決定了主體輪廓的清晰度。
2. 中頻率帶（20 lp/mm）決定主體細節（fine details）。
3. 高頻率帶（40 lp/mm）決定主體的極微細節度（extreamly fine details）。

我們已經習慣於聽到某鏡頭/某底片動輒高達150 lp/mm的解析力，現在這裡卻只談40 lp/mm，各位讀者肯定覺得很納悶。事實上，150 lp/mm是不太實際的說法。眼力絕佳的年輕人在10公分的距離之內，肉眼可以分辨的最多線數是每釐米17對。一位中年人在40公分距離時能分辨每釐米4對線條，就已經非常理想了。這裡是假設檢驗圖至少有50%的反差值以供肉眼辨識。
假設以40 lp/mm為極限，那麼35mm的負片就必須要放大10到15倍的比例，肉眼才能夠分辨40 lp/mm的細微差異（反差還必須大於50%），此時的反差值甚至比解析力更為重要，這關係著最後的影像品質。我們在此發現了現代光學的極限所在。在下面的MTF圖表，各位可以注意到反差的數值，僅僅在畫面中央部位，我們才能看到40 lp/mm處，反差為50%的數值，這還是頂級光學設計的表現呢。以下我們會針對SUMMICRON和NOCTILUX的MTF圖形來作一些深入比較。

但是NOCTILUX在MTF測試上有一些很特殊的狀況：

NOCTILUX畫面中央圈的反差值（%）
lp/mm	1.0	2.0	5.6
10	84	79	90
20	59	41	72
40	27	10(?)	33

光圈在f/1.0時，10 lp/mm的反差值相當好，在20 lp/mm時仍然相當不錯，在40 lp/mm時則尚可接受（acceptable），因為即使SUMMICRON全開光圈（注意：是f/2.0喔！）時，畫面角落在40 lp/mm也是相同的成績。但是，在f/2.0時，我們發現到數值有異常的現象，特別是在40 lp/mm處尤其明顯，光圈縮到f/5.6稍微比光圈全開要好一點。《現代攝影》雜誌在多年前測試本鏡時也發現到這個現象，不過他們沒有對數字產生懷疑而直接引用。

NOCTILUX並沒有完全矯正球面像差，這種像差所引起的負面作用之一便是焦點偏移（德文為Blendendifferenz）效應。重新調校焦點距離後，NOCTILUX的MTF表如下：

NOCTILUX畫面中央圈的反差值（%）
lp/mm	2.0	5.6
10	94	96
20	80	91
40	51	79

光圈在1.0到2.0之間，NOCTILUX的焦點偏移量為74微米（micron），到了f/5.6偏移量則變為120微米。在第一次測量時，f/5.6的數值沒有下降太多的原因，主要是因為景深大於偏移量，因此反差值並沒有下降。120微米，幾乎就是底片藥膜的厚度。這種測試結果顯示了測量一款光圈最大的鏡頭時，可能遭遇到的盲點。

現實生活中大部分的物體都有3D的立體厚度，因此這種焦點偏移量幾乎看不出來。你只能看到影像在f/5.6時會有點柔和，因為焦點偏移效應會形成比較大的模糊圈。

銳利度和清晰度

NOCTILUX在全開光圈時能以高對比（high contrast）記錄細節，銳利圈從畫面中心算起，半徑為9mm。換言之，成像良好的區域為一個18mm直徑的圓形區域。在此區域之外，尤其是邊緣角落的對比很低，因此細節部位也不很銳利。光圈為f/1.4時，主體的輪廓對比有改善，細節部位也更銳利，但微細節部分仍然相當柔和。在f/2.0時，微細節有很銳利的成像，整體畫質已經相當不錯，比SUMMICRON略差，但比SUMMARIT要好很多。光圈再接著縮小後的影像品質維持在相當高的水準，但是在f/5.6時，對比略為下滑。NOCTILUX在f/5.6的MTF圖表和SUMMICRON比較，光學品質相當接近：

反差值（%）	NOCTILUX-M	SUMMICRON-M
lp/mm	f/5.6	f/5.6
10	100	100
20	90	92
40	70	72

上表的反差值與前面提到的焦點偏移效應的數值並不完全相同。這兩份圖表是由不同測試機構所測出來的數值，從一個局外人的觀點，我們可以說：這個些微的百分比差距，具有相當重要的含意：只有在使用同樣的測試儀器與測試方法，鏡頭的比較才有意義！根據這些圖表，我們之前說「SUMMICRON與NOCTILUX足以相提並論」，在f/5.6時是成立的（至少在畫面中央圈部位）。若只是比較邊緣角落，SUMMICRON當然表現較佳。

注意：如果攝影者傾向於用極高放大倍率放大，徹底發揮到40 lp/mm的極限時，就不能手持相機照相。此時必須使用笨重的腳架與精確的曝光控制。最好使用25度的底片（建議使用Extar 25, Kodachrome 25, 或TechPan, Agfa APX 25）。

廣受大家注目的問題是：NOCTILUX能否發揮光學極限，取代SUMMICRON標準鏡的地位呢？我的答案是：不行。我自己兩款都使用，並且看使用場合決定用哪一隻。當你行有餘力，兩支鏡頭最好都帶著，搭配得好的話，兩款鏡頭都有最佳表現的機會。在近距離（70公分到1.5公尺處）大光圈下，SUMMICRON佔優勢；光圈在5.6到16之間，中距離時，SUMMICRON和NOCTILUX旗鼓相當。換句話說：在2到6公尺之間、現場亮度極低、有逆光光源、又必須用f/1.0到f/2.8的光圈紀錄下微細節的表現時，NOCTILUX就是你迫切需要的鏡頭了！

報導攝影、手持相機、採用ISO 400度或更高感度的底片、主體距離相機約3到10公尺甚至15公尺、光圈從f/2.8到f/8……，這些情形下兩種鏡頭都能完全勝任愉快。

彗星像差：測試者的圈套

球面像差與像散是可以用儀器測量出來的，但是彗星像差甚至可以用肉眼看到（拍照場合有強烈的點光源時）。所以，我們更要小心，以免驟下斷言。我們可以「看到」光軸以外的圓形光源不會呈現正圓形的影像，而是呈現不對稱的形狀（看起來像彗星）。此時光線落在底片上的能量並不平均。光線越強，不對稱的效果越明顯。假設我們用NOCTILUX對準一串燈泡拍攝，就可以明顯看到彗星像差。由於NOCTILUX有高對比的特性，焦距對準燈泡反而會有更明顯的彗星變形效果。

但是在全開光圈下，多半是在近距離取景，遠處的點光源通常都會在景深範圍之外，假設我們拍攝主體距離3公尺，10公分後的物體就會不清楚，點光源的能量在此時就不會那麼集中，彗星像差的影響會降低到非常低的程度。

因此，要讓NOCTILUX拍出彗星像差，是很簡單的一件事：全開光圈下把焦距對準點光源即可。問題是：誰會有興趣拍這種照片？一個有經驗的NOCTILUX用家會聰明地運用景深淺的特性來避免這種現象。
譯註：這裡Erwin Puts引述他在Solms拍攝的夜景，在本文則以其他示範照片取代。

光譜傳輸特性

NOCTILUX的光譜傳輸特性，是略微偏向紅色光譜的暖調。
譯註：注意，這是徠卡原廠的預設值。以下會深入解釋。

暗角

光圈全開下，可以清楚看到柔和的暗角。在大白天時以正片拍攝，可以看到底片邊緣會有一圈較暗的區域，底片最邊緣處大約比中央部位低了三格左右的EV值，這種差別不可能略過不提，NOCTILUX全開光圈下的暗角是極為明顯的。徠卡原廠相當誠實地警告用家會有這種現象。不過到了f/2.0，暗角就會完全消失。在絕大多數需要以f/1.0拍攝的陰暗場合，邊角部位常會隱沒在黑暗之中，相形之下並不容易被察覺。

如何使用濾鏡

原廠建議不要使用任何濾鏡，以保持NOCTILUX特有的暖色調。我們在測試過程中全程加上原廠的UVa保護鏡， 並未發覺有任何異樣。不過在強烈逆光場合下，有些狀況並不容易掌握，在此時我們建議你按照原廠建議，取下濾鏡。

觀景測距器的準確度

3公尺遠處的景深僅有20公分，這對觀景測距器的精確度是一個挑戰。徠卡產品的公差訂在1/100mm，校正測距器的儀器本身也有公差，因此整體的容忍誤差會稍微增加一些。測距器的公差是±1/100mm；人類肉眼在3公尺遠處所能辨識的最近距離大約低於0.06mm，這已經比一根頭髮還細了！

透過連動測距相機的觀景器，我們看到的實際距離是1.4公尺（屈光度為0.6時），此時我們能夠以肉眼分辨的最短距離是0.05mm。徠卡連動測距相機的機械公差設定在1/100mm，所以我們大可放心，因為我們仍然在容忍誤差的範圍之內，測距器的精準度比我們肉眼辨識的精確度要高出5倍。

還沒完呢。整個連動測距的機件中，最脆弱的環節就是測距臂（feeler arm）和鏡筒後方的曲線凸輪（curved cam）。測距臂移動的距離是固定的，每支鏡頭後方的曲線凸輪也是固定的長度。徠卡M型機身中的測距臂的固定行程是2.5mm，鏡頭從最近對焦距離一直到無限遠處的對焦過程，就由這2.5mm的移動距離傳送到測距器上。NOCTILUX從一米到無限遠處所需的傳動距離，剛剛好也是2.5mm。
註：這裡牽涉到連動測距相機的測距器運作原理，將另文深入討論。
因此接上NOCTILUX，測距臂移動的距離和鏡頭後曲線凸輪的比例是相同的（1：1）。當我將鏡頭往前移動0.1mm，測距臂也會偏移0.1mm，並且接著帶動觀景窗與測距器。135mm鏡頭從最近1.5米轉到無限遠處，曲線凸輪移動了18mm，但測距臂仍然只能偏移2.5mm。所以此時的傳動比例變成了1：9。問題來了：當測距器移動0.1mm時，傳動到鏡頭上，鏡頭實際移動了0.1mm×9，大約為1mm。換言之，當鏡頭凸輪轉動不到1mm時，測距器等於沒有移動。如此一來，我們在測距上就遇到一些不精確的問題了。

NOCTILUX和SUMMICRON一樣，鏡後曲線凸輪的長度均為2.5mm。不過NOCTILUX的對焦環轉動9mm時，SUMMICRON卻只需要轉動4mm。這表示要在觀景窗內看到0.1mm的移動，NOCTILUX必須要比SUMMICRON多轉2.25倍的距離。

捕捉暗部細節的藝術

常常有人會質疑大於f/2.0的光圈的必要性，因為現代高感光度底片的品質已經比早期要高很多。簡單算一下你可以算出f/1.0時的400度和100度底片，等於是f/2.0的1600度和400度底片。
是這樣嗎？錯得離譜！

與高感度底片比起來，低感度底片還是有比較好的反差、較佳的銳利度、色彩更鮮豔、階調更平順、粒子更細緻。特別是高於200度的高感度正片，表現仍不盡理想。因此，如果在弱光場合下仍然需要細膩的表現，ISO 100度底片還是最佳選擇。今天充斥在攝影界的電子閃光燈，遇到陰暗場合就自動打光，結果完全扼殺了攝影藝術的表現：捕捉陰影。陰暗部位的階調的美感，可以說是一位攝影家展現功力的正字標記。NOCTILUX驚人的集光能力（light gathering power），提供了更多的暗部細節和質感；用小光圈鏡頭加上高速底片和閃光燈，所有瞬間的美感都消失了。要小心的是：使用NOCTILUX時，常常會意外地曝光過度。所以在使用這款鏡頭拍幻燈片時，我會刻意將曝光值設定成不足1/2到1/3格。

結論

世人對NOCTILUX往往有一種錯覺，以為NOCTILUX只適合在光圈全開時拍攝，才能得到特殊的美感，但是光圈縮小時可能就不是很管用。這種說法絕對是錯的！第一代的NOCTILUX有非球面鏡，但是紀錄主體輪廓的能力並不高（僅有中高對比），微細節（fine details）記錄能力則不佳，即使將光圈縮小，改善程度還是不大。由於名字相同，這種對於舊款鏡頭的印象可能直接投射到新版的NOCTILUX上。事實上，f/1.0的NOCTILUX比起它的長輩可是青出於藍，優秀多了。

儘管如此，使用NOCTILUX時，難免有人會有過份誇張的情形。NOCTILUX在f/5.6時，主體的輪廓會有一點點特別的柔化，這是因為焦點偏移的關係。SUMMICRON在f/5.6時表現可以說是相當傑出（outsatnding），NOCTILUX也相當好（very good），但和SUMMICRON還是有點差距。

NOCTILUX是一款表現卓越的鏡頭，在開放光圈下有著迷人的表現，縮小光圈時也足以和其他標準鏡一決高下。它對陰影有極佳的穿透力、抑制耀光能力特強；NOCTILUX微細節的質感成像力，使得在陰暗場合下的主體有極為清晰與飽滿的色彩（clarity and richness of colors）。這是絕無僅有的現象。

對於耀光的抑制，NOCTILUX在光源混亂的場合下也能發揮特殊的天分。但是NOCTILUX使用者必須訓練有素，才能抓住光的特性，充分掌握影像品質。你甚至必須具備（攝影或暗房）專業級的水準，才有資格駕馭這款特殊的鏡頭。徠卡M型機身和NOCTILUX的搭配，更是光學與機械的完美組合。