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画幅越大越好吗林诒洪研究不同画幅相机成像质量的方法 图1是许多文章用来说明底片画幅大小对图片质量的影响依据。按这些文章的观点，照相机一次曝光能记录的信息是与底片的面积成正比的。 我一直对此存在怀疑，首先我知道，相机镜头传递信息的能力与其在制造时的参数复杂度相关。就是说如果只用了相同的镜片数，镜片表面的复杂程度相同（都是球面或具有同样可控参数数量的非球面），相对制造精度相同，可传递的信息量应该是差不多的，而在这方面，135和120相机并没有什么差别。唯一的差别是当通过镜头的信息被记录在胶片上时，由于胶片对信息的承载密度有限，造成高密度的135镜头信息丢失得多一些，120镜头的信息丢失得少一些。为此我们进行了“数字135大战传统120”的对比测试。其间我发现在去掉后期制作的差异后，这两者在彩色负片（FUJI SUPERIA 100)上记录的信息量差别是120比135图1 135与几种120底的面积之比多100，而从面积上看，120比135多了168。可见不同规格的相机可记录的数据量并不是与画幅面积成正比增加的。特别是在参考了90x120（4x5)和8x10的片子后，更可以发现再加大面积后总信息量的增速递减的规律（图2）。135相机 120相机 4x5相机 8x10相机正当我准备根据这条曲线做一番信息量、用途、代价和画幅选择的分析时，一个新的观点打破了我的思维定式。 因为某杂志登了某人的一篇文章，其中引用了大量怡泓网站的数据却只字不提数据的来源，其文章的分析方法使我觉得似曾相识。于是到怡泓网站查阅了江少军的一篇文章“浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义”，果然是使用了与其相似的分析方法。无论如何，两年后再炒此饭，总应该提一句别人在前面做过的工作才是。不声不响，好像自己多么有首创精神。 在这篇文章的下面，恰好是江少军的译作“35mm,中画幅还是大画幅”，是由瑞典的拉尔斯. 捷尔伯格所著。以前看过这篇文章，但好象不得要领。这次再读一遍，发现其中的分析方法非常有意思。 我们在做135和120比较时，都用最佳光圈进行比较，忽略了不同画幅的相机在拍同样透视效果的片子时，所用的镜头焦距不同，因此要拍相同景深的片子所用的光圈是不同的！这一点非常重要，这也是拉尔斯. 捷尔伯格先生所做对比的出发点。 拉尔斯. 捷尔伯格做对比的方法是当人们用35mm、6x6cm和9x12cm（4x5）相机拍摄时，他的目的是要拍出具有同样透视、同样景深、制作同样大小的片子。这时，不同的相机所用的镜头焦距不同，光圈不同、制作时放大的比例也不同。因此他使用了这样3个镜头来测试：卡尔. 蔡司. 普拉那T*50/1.4镜头用于35mm底片，卡尔. 蔡司. 普拉那80/2.8（哈苏用）镜头用于66cm底片，罗敦斯托克. 斯罗纳150/5.6用于912cm底片。 为了保证相同的景深，对于上述镜头，他分别采用了不同的光圈值测量其MTF值。T*50/1.4取f5.6，普拉那80/2.8取f11，斯罗纳150/5.6取f22。 另外他也考虑了三种画幅的底片放大率的不同。因此测试时的MTF值对35mm底片取线频值为0，10，20，30，40和50线对/毫米，对66底片取0，6，12，18，24和30线对/毫米，对912底片取0，3，5，8，11和14线对/毫米。测试的结果如图3。测试是在瑞典的哈苏试验室做的。 图3 拍摄同样照片时3种相机的MTF曲线其中红线是135相机镜头、绿线是120相机镜头，蓝线是4x5相机镜头。横坐标是相应不同镜头测试时的线对数，纵坐标是对比度。其结果表明135相机镜头所结图像的质量竟与中和大画幅的质量差不多，比120的甚至还要好一点。我们分析的出发点 我认为以上的试验对135还是不够公平，因为在商业摄影和风光摄影中，135相机如果使用50mm焦距镜头，光圈多数要放在F8才有足够的景深。在拍摄风光片时，常用到F11甚至F16。为了有更多的可利用数据，我们还是将测试条件改为135为F8，6x6的120为F16，4x5为F32，利用怡泓网站镜头测试结果（4x5的结果是推算出来的)，得到图4的结果。我们看到，135更加接近4x5的质量，却与120拉开了距离。 先不要以为这个结论是荒谬的，这个试验结果因为没有考虑胶片因素，所以与我们平时感受到的情况有很大不同。拉尔斯. 捷尔伯格的文章中用了两种黑白胶片分析了在胶片因素的影响下，不同画幅照片的最终质量差别。我们也用他的方法，但除上面的改变外，还要做出使用彩色胶片拍摄时的结果。 先来看如果用柯达T-Max胶片拍摄的结果图5a 柯达T-Max的模量传递曲线图5b 如果使用T-Max拍摄将得到的结果得出的结果更惊人，135底片不仅优于120底，低线频部分甚至超过了4x5的底片。这个结论已由拉尔斯. 捷尔伯格文中的实拍结果证明了。由于我们使用的光圈更有利于135相机，所以得出的结果更好。 虽然更高的线频我们无法得出结果，但参考拉尔斯.耶尔伯格在另外一篇文章“分辨率、反差、MTF值”所做的MTF与线频的曲线可以看出，更高线频的MTF值将以接近线性的方式延伸，因此不会影响我们现在的结论：当使用T-Max这类高分辨率的黑白底片拍摄时，135底片上的影像质量甚至好于120底片。由于T-Max颗粒已经足够细，因此在放大1米以内的照片时，135底片的整体质量不低于120。但先决条件如我们在数字135大战传统120得出的结果，必须两者都使用数字放大工艺，否则135底片会被放大镜头大大削弱。 按我们的试验，AGFA APX 25有比T-Max更高的锐度和更细的颗粒，但从厂家发布的数据看，AGFA胶片的MTF值却低于T-Max。否则135相机使用AGFA胶片可以获得更细的颗粒，而快门速度却与120相机相等。使用彩色胶片 使用彩色胶片的情况就不那么乐观了。由于彩色胶片的MTF值比T-Max低得多，所以与镜头的MTF值叠加后使得135底片的质量低于更大幅面的底片。图6a 富士SUPERIA 100彩色负片的模量传递曲线图6b 如果使用SUPERIA 100拍摄将得到的结果从图中可以看出，当胶片的分辨率较低时，底片的幅面就成为不可忽视的因素。这里135与120的差别还不算特别大，但与4x5的差别就非常明显了。好好的一个蔡司镜头（用SUPERIA 100拍摄）变得比一个800多元的佳能Canon EF 28-80/3,5-5,6 II USM（佳能镜头用T-Max 100拍摄）还差。120镜头基本没有下降。4x5则高于镜头本身的MTF值。 用彩色反转片如何？我们这里没有选用锐度稍高一点的富士VELVIA 50,因为除感光度太低外，它的宽容度、颗粒度也不如新的PROVIA 100F。所以将来在拍摄中，PROVIA 100F会用得更多。图7a 富士PROVIA 100F彩色反转片的模量传递曲线图7b 如果使用PROVIA 100F拍摄将得到的结果结果是4x5变得更好了，而135变得更差了，与120拉开了相当大的差距，120的粗线条（低线频部分）变好了，但细线条也变差了。因此我们得出结论：用反转片拍摄时更大的画幅更有优势。因为它可以充分利用反转片在20线对频率以下的反差增强效果。不过从图中看，4x5对此特性的利用已经足够用，没有必要使用更大的底片。 需要注意的是，以上都是对在理想状态下拍摄的分析结果。这相当于在影室内用闪光灯拍摄的效果。如果是在户外拍风光，还应考虑快门速度的因素。即使都用了三角架，并使用了预提反光镜等减振因素，越大画幅相机快门速度越慢，会造成画面中移动物体变虚，甚至一点小小的风吹草动都不行。这也是选择画幅时要考虑的因素。精细分析135和两种120规格 4x5相机毕竟离许多人太远了。我们还是将目光集中到135和120上来。选择120相机对许多人还是完全可能的，但选择多大画幅的120相机更合适？我们也希望有一个精确定量的结论。 为了拉开画幅的差距，我们选择135：24x36mm，镜头为LeicaM Summicron-M 50/2,0；120：42x55.1mm,镜头为Contax 645 AF Zeiss Planar 80/2；120：55.6x69mm，镜头为Mamiya 7 N 80/4 L。你大概会注意到，我们这里竟选了两种旁轴取景相机的镜头。原因是旁轴取景的镜头更好设计，因此它们的MTF值普遍高于单镜反光相机的镜头。 对应这3种画幅，相应的光圈值分别是F8，F13，F16，如没有直接对应的MTF值，我们则参照拉尔斯.耶尔伯格的几篇文章中MTF变化规律的曲线插值得到。另外我们将图表延伸到135画幅80线对（约4000PPI）之处。相应135的10，20，30，40，50，80线对，42x55.1mm是6，12，19，25，31，50；55.6x69mm是5，10，15，20，24，39。 我们先来看不考虑胶片时的情况（图8）。图8 3种镜头的MTF曲线图中红线是135镜头，绿线是6x4.5镜头，青线是6x7镜头。从图8可以看出，在50线对以内，这3种镜头差别不大，与拉尔斯.耶尔伯格的研究结果差不多。但在更高线频处，135与120就表现出了明显差别。而两种120镜头差别不大。这种差别同样会表现在使用高锐度的黑白胶片拍摄时。使用黑白胶片时对以上曲线的改变不大，所以我们直接做彩色胶片的曲线。从对负片的分析看出，135相机与120还是有比较大的差别，但两种120相机却没有太大差别。所以如果是以负片为主的拍摄业务，应当毫不犹豫地选择6x4.5的幅面，因为它的操作要容易得多。135相机要在比120底片小38的幅面上才有相同的锐度。反过来说，如果采用两张以上135负片底合成一张照片，它的锐度会略高于120底。 即使将4x5的曲线也加入图9（蓝线），会发现它的优势也不明显。图10 3种镜头使用PROVIA 100F拍摄将得到的结果在使用反转片时，两种120相机也拉开了差距。因此如果是在影室内以拍广告片，特别是要求有丰富层次的静物为主的广告片，选用6x7的120相机较好。如果是在户外拍风光，考虑到6x7相机的诸多不便以及更慢的快门速度，它的优越性也就不太显著了。另外用两张135反转片底合成一张照片就可以有与6x7接近的质量。3张底则高于。在我们做的分析中，135与120的差距比拉尔斯.耶尔伯格所做的大。原因是拉尔斯.耶尔伯格在定义120所需的光圈时做了一个不利于120的近似：将6x6所需光圈从10近似到11（在我们第二节的分析中被升一级近似到16）。而在我们所做的精细分析中，3种相机的质量始终成一个合理的比例。有意义的结论 1、我们以前做的分辨率标版对比只考虑了焦平面的信息传递量，而使用拉尔斯.耶尔伯格的分析方法考虑的是三维空间的信息传递量，因此是更合理的。 2、当我们将图9和图10的绿色与蓝色曲线乘以一适当比例使其收缩令其基本与红色曲线重合，这个比例因子就是要达到同等明锐度时135和两种120的放大倍率差别。因此我们可以算出 当使用高锐度的黑白负片时这3者的等锐度放大比例几乎是一样的； 当使用彩色负片时，这3者的等锐度放大比例是 1 : 1.45 : 1.66 使用彩色反转片时，这3者的等锐度放大比例是 1 : 1.53 : 1.83 而它们底片的对角线之比是 1 : 1.60 : 2.05 从这个规律看，如果都用数字工艺并用相应的高精度扫描仪扫描不同的底片，6x4.5的120底片可以比135多放大50左右，即6x4.5的最佳放大尺寸为1米（40英寸），135则为0.67米（26寸）。6x7底比6x4.5增长得不多，最佳尺寸仅增长到1.15米（46英寸），而设备价格、重量、操作的难度（包括曝光速度的下降）却增加了50以上，所以不太合算，特别是在户外使用时。 3、当拍摄的照片做为杂志封面时，放大尺寸只有11.7英寸，它相当与将图9和图10中将135底50线对以外的部分截去。我们可以看出，135底和120底的明锐度还是有很大差别。但使用负片时两种120底的差别很小，使用正片时差别略大。如果考虑可操作性，如6x4.5有不少自动对焦相机、可以使用更快的速度、底片在相机中的弯曲度更小等因素，也许这两者实际上并没有看得出的差别。 4、与加入的4x5底片比较，在使用彩色负片时，4x5大底比120底好得很少，考虑到使用代价以及实际操作可能造成的锐度下降，使用4x5大底的必要性很少。用反转片时略好一点。但这时如果换用高速度反转片则好处全被抵消。因此必须用反转片的场合，使用6x7底可能更明智一些。120规格的相机中也有可旋转后背的型号，使用这种相机一样可以实现将前后景物都放到景深范围之内的效果。 5、图4和图8证明了我以前的猜想，即相机镜头传递信息的能力与其在制造时的参数复杂度相关。135镜头在极高线频处变得比其它镜头低，这是绝对制造精度有限造成的。如果将来表面的制造精度达到亚微米级，所有镜头的等锐度MTF曲线都将重合。这种情况在包含了4x5镜头的图11中更明显。更大幅面如何 虽然没有8x10相机镜头的资料，但我们从前面几个镜头的分析已经可以看出，虽然相机的幅面不同，但它们最好的镜头在图4和图8这种按幅面比例的MTF图表中是基本重合的。特别是到120底以上，所有的曲线差不多完全重合。我们这里就假定8x10的镜头曲线与4x5的完全重合，并且我们将这两条曲线延长到全图。图11 5种画幅镜头的等锐度MTF曲线根据我们前面得出的结论5，我们令8x10镜头的MTF曲线与4x5的相同。图12是使用彩色负片时的曲线。图12 使用彩色负片时5种画幅的MTF曲线可以看出使用彩色负片时，虽然4x5和8x10的MTF曲线拉开了一点差距，但差别微乎其微。完全没有必要使用更大画幅来拍摄。如果使用黑白负片就更不需要了。反转片如何，它会不会像中小画幅那样拉开差距？图13 使用彩色反转片时5种画幅的MTF曲线还是小得不足以说服人使用8x10来拍摄。特别是使用8x10相机时高昂的代价和极慢的快门速度，只换来这么一点点提高，而这点提高还要放大到50寸以上时才能勉强看得出来。与实践的差别 拉尔斯. 捷尔伯格的这种分析方法经他自己用两种黑白胶卷实测，结果比较精确地与分析结论吻合。其中一种黑白胶卷的锐度与彩色负片相当。 我们在“数字135大战传统120”测试中使用了两只与本次分析不同的135和120（6x4.5）镜头，但用彩色负片所做的测试中，