老镜头喂不饱高像素相机，解析度被现代镜头碾压，是真的么？

　　摄影是玄学，这不是真理，却被一些人在践行。

　　关于摄影的谣言很多，并被一些人深信不疑。

　　因为整理长途旅行的摄影器材，并针对视频做了一些优化调整，顺手写了几篇有关旅游摄影镜头的文章。看的人并不多，毕竟现在拍照都是手机为主了，但还是有不少反馈和讨论。其中不乏一些想当然的，用玄学和谣传相互验证出来的所谓“真理”。

　　今天要谈的是老镜头的解析能力，也就是老镜头是不是不如新镜头拍摄的清楚？老镜头能否喂饱如今的高像素相机？

　　这个问题引申一下，其实要搞清楚的是：

　　对于拥有高像素传感器的相机来说，谁是成像系统内的短板？

　　是老镜头么？

　　或者是镜头么？

　　还是别的什么东西？

　　本应该碾压的局面并没有出现

　　拍摄标靶为上图，横宽1.3米。对比的画面是中央的横版邮票，其为雕版印刷，细节足够丰富，粗细线条都有。

　　拍摄器材为佳能M5和索尼A7，双方的传感器都标称2400万像素。由于M5为APS-C幅面，换算成全幅的话，等效像素数曾暴增至6240万。也就是说全幅镜头在M5上使用，与在全幅6240万像素下使用，对镜头解析度的考验是一样的。

　　在传说中，老镜头能喂饱多大的像素呢？并没有准确的答案。比较常见的观点是2000万像素是极限，像素再提升就需要新设计生产的镜头才能匹配。

　　比如有人提出：尼康官方当年宣传D810时明确指出，绝大多数老镜头喂不饱高像素机，并推荐新的高像素镜头群。

　　还有人认为：135底片数字化后得到的有效信息大约在1200万到1500万之间，因此胶片机时代镜头的解析能力也就支持到2000万像素。

　　更有人使用老镜头拍摄后，发现照片虚得厉害，没有清楚的地方，转而使用新镜头后，拍什么都清楚，于是也跟着感叹，老镜头怎么能和新镜头比。

　　能不能比不是靠说，而是要实验。

　　请看上图实拍的对比结果。

　　佳能100mm/2.8是红圈微距头，以锐著称于世，是专业镜头代表。2010年发布，至今仍在销售。

　　佳能50mm/1.8 STM人送称号铁痰盂，低价格大光圈，是性价比高的代表。2015年发布，至今仍在售。

　　柯尼卡35mm/2.8是柯尼卡AR卡口的早期镜头，生产年份在1965到1967年，不论发布还是停产都已经超过了半个世纪，名副其实的老镜头。

　　需要注意的是，佳能100mm用的是A7机身对应的2400万像素感光器，而小痰盂和柯尼卡用的都是M5机身，对应的是6240万像素。

　　如果2000万像素对于老镜头是一个极限的话，柯尼卡35mm面对等效6240万的传感器和佳能100mm面对2400万传感器，应该存在巨大的成像落差。可惜，这一局面并未出现，为什么会这样？

　　这是2.8光圈拍摄的原图放大800%后的对比，上为佳能100mm、下为柯尼卡35mm。

　　这里需要说明的是，邮票雕版印刷，主体全部是纯黑色细线构成。大家可以思考一下，为什么画面会有黄色出现？

　　两枚镜头画质是有区别，但主要在于柯尼卡成像偏柔和，各光圈差异明显一些，但细节并不少。这是镜头设计取向的问题，并非解析力不足的表现。

　　反观佳能50mm在某些光圈画质明显劣化，比如4.0光圈上就很明显，是佳能50mm比不过半个世纪高龄的柯尼卡么？

　　问题出在哪里呢？

　　功能进步对于性能的影响

　　我们先来看一下新老镜头在索尼A7机身上的对比。

　　康泰时35mm/2.8这枚镜头算是产品系列中的低端货，1975年设计定型，后在1985年移至日本生产，一直到2000年停产。

　　从实拍对比可以看出，康泰时35mm和柯尼卡35mm解析能力很接近，似乎柯尼卡还略好一些。成像风格康泰时更加强调过渡而非对比，这与德、日镜头的设计倾向性相符合。

　　反观佳能50mm成像最差，大光圈紫边，小光圈影像劣化。不过也比在M5机身上的表现好多了。

　　佳能50mm在M5上成像不佳的重要原因并非是它解析度不足，是因为拍摄时我偷懒用的2秒钟自拍，而其它镜头都是用的10秒钟自拍。显然即使机身放置在三脚架上，2秒自拍也不足以让机身完全稳定。

　　机身结构的稳固也会影响最终成像的清晰度，佳能M5的结构相比索尼A7要“弱”一些，特别是装在三脚架上镜头更容易出现轻微晃动。而老镜头由于是全金属结构，比较轻的新镜头更容易引起晃动。

　　新镜头相对于老镜头除了重量变轻，还有哪些重大进步？

　　防抖功能算是一项，因为有了防抖，在手持拍摄时会大大提升画面质量。记得早年拍照片，入门必学的一点是如何稳定地手持拍摄，不然就等着查收整卷拍糊的底片吧。

　　进入数码相机时代，大多数人都会观看机身显示屏取景拍摄，这与把相机固定在眼前通过取景器拍摄相比，稳定性大大降低。正是因为镜头有防抖功能，才保证了大多数成像相对清晰。用防抖镜头的拍摄经验来操作非防抖老镜头，成像虚掉也正常。

　　这或许就是老镜头解析度不行谣言四起的原因吧。

　　邮票局部特写，仔细观察可以看到彩色的点掺杂在西服的网格之中

　　镜头和相机厂家对于此类谣言并无澄清的动力，越来越贵的镜头需要真真假假的各种概念、包装、宣传等等，才能忽悠人来买。即便如此，我仍然怀疑尼康在D810的宣传上攻击老镜头是纯粹的谣言，因为这实在太愚蠢了。

　　不可否认，新镜头在各种功能上越来越便于使用，自动对焦、防抖都不断大幅度进步，定焦镜头不同光圈、变焦镜头不同焦段、系列产品不同镜头的成像素质和风格都越来越统一。

　　但是，如果从镜头看家的本事解析度上来论，新镜头不但没有大幅度超越老镜头，某些功能还影响了解析度的发挥。甚至在感光从模拟的底片变为数字化的传感器之后，镜头在解析度方面的追求，也从无限变为了有限。

　　
6420万终极对决，是谁拖了后腿？

　　康泰时200mm/3.5和其它康泰时镜头不同，只在德国生产过，它的制造年代是1975至1985年，这枚镜头或许也已经40多岁了。它还是康泰时家族中最不起眼的镜头，资料很少，评价不高，价格非常低廉。

　　这样一枚镜头，能够在等效6420万全幅传感器上，挑战以锐著称、比它年轻35岁的佳能100mm/2.8么？

　　特别说明，由于焦段太长，所以两枚镜头只是拍了相同幅面的局部。比上面测试的幅面要小很多，细节会丰富很多，只作为相互对比，而和其它测试无可比性。

　　综合比较佳能100mm/2.8解析度胜出，但幅度微小。康泰时最不堪的镜头在最大光圈附近紫边严重，到5.6光圈基本消失，其后解析度的表现一直在线，甚至在光圈22上，还略微胜出了。当然，这也可能是光圈不准导致的。

　　请注意看光圈5.6和8.0两档，两枚镜头在椅子上都出现了成片的彩色斑纹，这和之前图片中的黄色扩散与彩色斑点一样，都是现在主流图像传感器技术特性引发的缺陷。

　　图像传感器本质上是一个模数转换器，就是将镜头提供的光学模拟信号转换为数字信号，处理的信息总量和精度都是有极限的。一幅固定的图像，信息的频率越高，图像的精度就越高，信息量也就越大，看起来就会更加清楚。

　　一张绝对纯净的白纸，就是典型低频图像信号，动物毛发则是常见的高频图像信号。再比如，纺织品远观是低频信号，近距离能拍摄到织物纹理时就转化为高频信号。

　　如果镜头能够提供无限精度的图像信号，传感器像素越多，照片会越清晰。实际情况当然不会这么简单。

　　大家都知道光学三原色吧，早期电视从黑白向彩色转化时期，RGB（红绿蓝）被当作高大上的象征，做到了很多电台标志和产品标志里面。

　　图像传感器只能感受亮度，并不能识别颜色，于是在感光层上增加颜色滤片，让颜色信息转换为了亮度信息。我们现在所说的2400万相机，并非记录的是2400万个彩色信息，而是1200万个绿色信息、600万个红色信息、600万个蓝色信息，然后运用算法合成2400万个彩色信息。

　　图像传感器显然存在一个接受信号频率的上限，由于存在颜色合成这一步骤，如果光学模拟信号的高频接近或者超过上限，就很容易出现“伪色”现象，即出现了模拟信号中不存在的颜色。

　　接近极限的高频信号还容易造成摩尔纹，和伪色一样都是干扰信息。

　　解决办法很简单，就是增加低通滤镜。顾名思义，低于设定频率的信号通过，高于设定的信号不通过。当然，实际光学低通很难做到完全截止，只是减弱而已。

　　至此我们可以得到两点事实：

　　一、大多数图像传感器前设有低通滤镜，即使镜头传递过来高清晰的信号，清晰度超出部分也会被衰减。

　　二、当传感器的高频处理能力，大于镜头能够提供的高频信号时，将杜绝伪色和摩尔纹。

　　进而我们可以推导出这样的结论，康泰时最不堪的镜头和佳能引以为傲的锐镜头，都突破了全画幅6420万像素感光器的高频处理极限。

　　因此，不论是2000万极限理论，还是老镜头喂不饱高像素理论，都是谣言。真正拖后腿的是不佳的拍摄习惯和现在相机孱弱的数据处理能力。

　　总结：低通大揭秘以及多少像素才够用

　　上图为康泰时200mm/3.5拍摄的图片，经过简单处理，即可展现强大的细节。相机系统其实和水桶一样，照片清晰与否，在于系统内最低的低通有多低。如果低通的不是老镜头，那一般会是谁？

　　首先，镜头并非都是高素质，确有参差不齐。

　　上世纪七八十年代，德国镜头是一线，日本大厂是二线，日本小厂是三线，还有众多不入流的。一线厂家卖的是品牌与设计，二线卖的是品质和价格，三线就只剩下价格。图丽、适马、腾龙就是典型的三线代表，镜头便宜但素质差，不能满足现在数码相机的胃口确有可能。

　　变焦镜头特别是变焦比三倍往上的镜头，由于需要兼顾的因素太多，解析度不如人意也很常见。近来随着设计计算能力的提升，变焦头素质已经有了明显提升，但和定焦头仍然有差距。

　　其次，功能也会影响性能，典型的就是防抖。

　　2018年德国职业摄影师Steffen Jahn，使用适马Art 24-105mm/f4镜头拍摄汽车广告时，发现始终拍不清晰。投诉到适马，被告知镜头防抖在关闭后仍在运动，在曝光过程中也在运动。

　　这不就等于给镜头装了一个低通么？可以有效避免出现摩尔纹和伪色，但对于清晰度有极致要求的摄影师来说，就成了无法逾越的障碍。

　　这其实是一件细思极恐的事情，为了防止照片出现摩尔纹和伪色，厂家是否会在公开的低通滤镜之外，在其它地方安置另外的低通呢？

　　毕竟除非极专业的摄影，业余爱好或者家庭拍摄完照片都是缩小使用。摩尔纹和伪色不会随着缩小而消除，但通过多层低通，过滤掉本来就不会最终呈现出来的高频信号，则没有任何损失。多层低通在技术和动机上都是成立的。

　　最后，需求。

　　使用者到底需要多大的照片？对于很多人2400万确实已经足够了，在这一个绝对权威的低通面前，定焦、大厂的老镜头完全可以做到不辱使命。

　　老镜头和新的变焦镜头对比，会是什么结果？

　　佳能EF-M18-55mm STM镜头的口碑比起已经前几代好太多了，实际使用素质也完全能够接受，日常拍摄视频效果非常不错，其和柯尼卡35mm对比的结果，充分地展现了简单物理学常识比厂家宣传、媒体吹捧更有影响世界的力量。

　　写作本文并非号召大家去购买老镜头，从实用角度来说，新的变焦镜头更好用是一定的，但在占尽优势的局面下还攻击老镜头的成像素质，就太不厚道了。

　　至于相机感光器像素数，必然还会继续攀升，就算2400万输出的图片已经够用，未来全幅数码相机的像素数也会到达1亿像素，因为4个合成1个才是真正的彩色像素点。

　　最后再提一些愿望吧，感觉镜头开发有些进入歧途，有过度追求功能和过度堆料之嫌。虽然功能简单、性能够用、体积小巧的镜头很早就被做尽了，但是毕竟那些镜头已经过于古老了。

　　在当前机身小型化、轻型化成为潮流的时候，一提高性能镜头就是又大又重的，好像镜头是按分量或者体积算钱的，这很不合理。能不能生产一些光圈够用、体积小巧，素质优秀的镜头，毕竟它们才是和那些轻薄高性能的机身的绝配。

　　变焦如果设计不出来，定焦也能接受。

　　毕竟摄影不是军备竞赛，本质是拍摄、拍摄、拍摄，只有拍摄。