编者话：近年来，老式镜头越来越受欢迎。为什么要从尘封已久的箱中重新翻出这些旧玻璃，将其再次用于现代电影摄影？究竟是什么造成老式镜头与现代镜头之间的巨大差别？

在奥逊·威尔斯（Orson Welles）执导的《公民凯恩》中，格雷格·托 兰德（Gregg Toland, ASC）就将Opticote使用在了自己的私人镜头上。透光率的提升让他能够缩小光圈，在不增强片场光线的情况下实现更大的景深。

本文就“镜头镀膜”的：历史由来、成因、镀膜工艺及现代镜头镀膜工艺：多层镀膜、复古镀膜、创意效果做了较详细的分析；本文内容较为硬核，建议点击收藏阅读。

以下正文：

关于是什么造成老式镜头与现代镜头之间的巨大差别？有人揣测是镜头玻璃中的铅或氧化钍的神秘作用，但其实主要还是由于镀膜。历史上，镜头镀膜——或更准确地说，透光薄镀膜——是自摄影技术发展以来，摄影光学设计中最重要的进步之一。 

该平面镜片下半部分镀了薄的抗反射材料，上半部分未镀膜

许多摄影导演坚称，在数字电影拍摄中使用老式镜头有助于降低数字传感器的锐度。

虽然数字画面锐度的提升，在很大程度上是由于中间正片/中间负片/发行拷贝过程中缺少光化学降解，但很多镜头本身就具有明显的锐度，这是镜头分辨率和对比度再现的综合结果。

镀膜透光率是其中重要的影响因素。低透镀膜会导致较低对比度，从而降低画面锐度。

关于“镜头镀膜”的历史

在镜头制造史初期，英国光学设计师兼发明家哈罗德· 丹尼斯·泰勒（Harold Dennis Taylor）于1894年首次提出了透光镀膜的概念。

英国光学设计师兼发明家哈罗德· 丹尼斯·泰勒（Harold Dennis Taylor）（1862-1943）

他发现，一些旧的、轻微受损的含铅玻璃镜头比新的、刚抛光的镜头更加透光——这是由于镜头表面的轻微老化减少了反射。

随后，许多人试图以人工技术重现该效果，但直到20世纪30年代末，才有人在商业上大获成功。那时出现了许多发明，真空透光薄镀膜因此得到广泛应用，并延续至今。

反射问题

部分光线照射到类似玻璃的半透明介质上时，不会穿透它，而是被反射掉。

你可以白天看向窗外，观察这一现象：你能看到窗外的世界，是因为外面的光透过窗户传到你的眼睛，但同样你也经常会在窗上看到反射过去的自己。

你能看到窗外的世界但同样你也经常会在窗上看到反射过去的自己

这种反射是由于一些从你身上反射过去的光线被玻璃面再反射回你的眼睛；这部分光线没有通过玻璃面传到外面的世界。

我们在使用摄影镜头时，通常希望光线尽可能多地穿过玻璃元件。每个玻璃元件反射掉的光线无法到达成像装置（胶片乳胶或数字传感器）， 由此导致曝光量的损失。镜头内部的反射光也可能被重新导向（重新反射到）成像装置，这就是镜头光晕产生的原因。

镜头下的光晕

光学设计师竭力消除尽可能多的反射光，提升镜头性能，减少光晕。对光学设计师而言，镜头光晕属于光学系统缺陷，其降低了镜头的整体性能。所有镜头光晕都会降低画面对比度与色彩还原度。

因此，要尽可能减少反射。

关于“镜头镀膜”的基本概念

大家可能记得高中物理课上讲过，光有两种表现形式：粒子和波。下面来看看光波的运作。当两组光波的相位（或频率）完全相反时，可以相互抵消。

著名的光学“双缝干涉实验”示意图：两个波峰之间，即为波谷。波峰遇到波谷的位置，就会形成抵消。

这种情况同样发生在相互碰撞的海浪或声波上。如果两组频率相等但方向相反的海浪相撞。结果看到的就是平静或平坦的大海。

在音频系统里，如果一个扬声器与另一个的极性相反，那么它们发出的声波频率也会完全相反，倘若频率真的完全反向——则相互抵消，消除声音。 该原理被称之为相位抵消。

光波

上述概念在光波身上也可能成立。

如果把主体换成某一波长的光，为了减少其在玻璃镜头表面的反射，我们会希望针对第一个反射光波制造出与之相位或频率完全相反的二次反射光波。为此，镜头玻璃将新添另一层表面，即光学薄镀膜。

这样一来，一部分光会被该镀膜反射掉，另一部分光在穿透镀膜之后又会被下层的镜头玻反射掉，余下的大部分光则会透过两层表面。

我们的关注点就集中在被反射掉的这两部分光波上，尤其是因为穿过镀膜后被下层玻璃表面反射出镀膜的光比直接被镀膜反射掉的光传播路径更长。基于这种动态关系，只要控制薄镀膜的厚度，就能确定 下所希望消除的反射光波的波长或频率，也即其色彩。

镀膜的存在使得光线在经下层玻璃反射回来后，要穿透镀膜，而镀膜是有一定厚度的，因此相较于直接被镀膜反射的光，这部分两次穿过镀膜的光在传播路径方面就多出了两倍的镀膜厚度，也就意味着它与前者有着完全相反的相位（或频率）。至此，我们便有了两个频率恰好相反的光波，它们能够互相抵消，就像彼此从未存在过一样。

你可能会想：难道两束反射光难道不会导致双重反射吗？

事实上，相位差反而会令它们彼此干涉，从而消解其本身的反射，本应被反射耗散的光现在则能穿透镜头到达成像器。

不过能量守恒定律告诉我们能量无法凭空产生或消失， 这两个相位相反的光波最终其实并非真的“抵消”了，而只是其能量传到了镜头里。 

为抗反射镀膜的工作方式。紫色的线条代表镜头玻璃表面的薄镀膜，大部分入射到镜头上的光波（黑色波浪线） 都会穿透这层膜，剩余的一部分从镀膜表面反射掉（蓝绿色波浪线），还有一部分从镀膜下的镜头表面反射掉（灰色波浪 线）。如果这两个被反射的波具有完全相反的频率的话，它们就会相互抵消。

“镜头镀膜”的重点是眩光

虽然抗反射镀膜的主要益处在于提升透光率，但它还具有另外一个功能，且这个功能可能更加重要，即消除内部反射或眩光。多年来，电影摄影镜头的光学设计师们一直在不懈努力，尽可能地减少眩光的 出现，而如今，镜头镀膜就极佳地胜任了这份工作。

关于“镜头”的镀膜工艺

镀膜工艺早在20世纪40年代便已确立，一直沿用至今。

实施工艺时，镜头放置在一个真空腔体内，腔体内还有各种金属元素，这些元素通常将在电子束加热下升至极高的温度，而后汽化并沉积在每个玻璃元件的表面。

金属的化学构成与工艺持续时间共同决定了镀膜的厚度和效力。

多层镀膜

当今的许多镜头中，每个光学元件表面的镀膜可多达 十几层甚至是更多。

单层抗反射薄镀膜只能消除某一种波长或是色彩的光反射。但众所周知，光是由多种波长组成的，它们大致分布在400到700纳米之间。为了对不同波长或色彩的光施加影响， 我们需要添加多层镀膜，根据厚度不同，每一层对标某一种波长。

当今的许多镜头中，每个元件表面的镀膜可多达十几层甚至是更多。 不管叠加多少层镀膜，反射都是无法完全消除的，总会有一部分的光会被反射（也总会有一部分的光会被玻璃吸收），但是时下的高效多层薄镀膜已经可以让透光率达到99.5%了。

由于镀膜影响各种不同色彩的波长，每一层镀膜的添加都会给镜头的色彩还原效果带来一些改变，从而使得某些波长的反射（排斥）程度比其他的要高。

现代镜头制造商便抓住这一点，创造出了一系列“ 色彩适配”镜头。不过他们可全然没有考虑玻璃元件的数量和种类，这两者都会对镜 头的“敷色”起到作用。

举例来说，Panavision的Primo系列镜 头就生动展现了若在拍摄早期运用高效抗反射（HEAR）镀膜，就能统一现场所有定焦镜头的色彩还原度，令它们完美契合。

对复古眩光的青睐

如今，摄影指导使用复古光学镜头的原因之一就是希望增加画面中的眩光，以打造特征性风格。其中杂散光尤为受欢迎，它是一种斜射光所导致的整体对比度和色彩饱和度的缺失，这种对比度缺失能够极 大地降低锐度（究其原因，依然是镜头分辨能力和对比度还原能力的综合作用。）

随着镀膜技术的精进，想要得到眩光已不再是易事，毫不夸张地说，它们简直是在对光反射赶尽杀绝。

相比之下，旧式镜头的镀膜效力不那么强，能够帮助摄影指导更轻松地制造眩光。于是，改造系列镜头的镀膜以增强其眩光效果的风潮随之而起。

这在Arriflex/Zeiss Super Speed和Arri/Zeiss Ultra定焦镜头上尤为常见。改良过程 需要打磨掉已有镀膜，而后镀上效力较弱的镀膜，抑或是让特定光学元件就保持在未加镀膜的状态。

值得注意的是，即便某个镜头声称“无镀膜”，其也并非完全未加镀膜。

在抗反射镀膜出现之前，为了减少反射和眩光，早期的镜头设计师不得不在光学设计中将光学元件的种类控制在最少（通常是不多于五种）。如今的镜头已经可以有10种甚至是更多的光学元件了，倘若全都不加镀膜的话，镜头根本无法使用，杂散光几乎会覆盖整个画面。

因此，“无镀膜”镜头大多是将镜头前和/ 或后元件上的镀膜剥离，由此保证其既能提供最有益的附加眩光，又能让镜头传输出可用的影像画面。

创意镀膜选择

眼下，各大厂商们已经开始提供不同镀膜的镜头系列，以为影片打造不同的创意效果了，其中就包括2017年首度推出相对平价的Orion变形镜头的 Atlas镜头公司。

去年，他们的 Silver Edition Orion系列变形镜头问世，相较于标准版Orion系列，它独特的镀膜能够带来更丰富且不同风格的眩光效果。

Zeiss也推出了其Supreme定焦镜头的替代版——Supreme Radiance定焦镜头，它的特殊之处在于突出蓝色眩光，并赋予肤色更多暖色影调。

图左：带原版镀膜的Atlas Orion变形定焦镜头。 图右：与左侧焦段相同的Orion镜头，表面增加了可使眩光颜色更自然的新款Silver Edition镀膜。

其实， 这两种特性师出同源，因为想要增加蓝色眩光，就要排除掉 （反射）制造该眩光的蓝色光波长，他们中能够抵达成像器的部分自然就变少了，使得整体画面色彩偏暖调。

此外，由尼尔 · 范托姆 （Neil Fanthom）和布拉福德· 杨（Bradford Young, ASC）创办的的镜头公司Tribe 7为 Blackwing7系列定焦镜头配置了多种不同镀膜，给予了器材租赁公司和镜头所有者/掌机们丰富的选择。

2019年，Angénieux推出了不同镀膜的Optimo系列定焦镜头。 以镜头定制著称的Panavision也为旗下的多个系列镜头提供了多种可更换的镀膜，该公司的技术人员开发出了一大批的可替换元件，支持各种精细的眩光特性。

一张电影人阿拉娜·德·弗雷塔斯（Alana de Freitas）的人像。所用拍摄镜头的镀膜效果十 分优秀，可有效减少杂散光/眩光。

图片构图相同的情况下，所用的拍摄镜头仅有最少量的镀膜，杂散光矫正非常差，严重的眩光 使得背景中的光线几乎破坏了所有的对比度和色彩。

小贴士：《公民凯恩》中的镀膜魔法

好莱坞各大电影制片厂从20世纪30年代早期便开始试验镜头镀膜，Vard Mechanical Laboratory是首批实施抗反射薄镀膜的公司，其所产镀膜名为Opticote。

在奥逊·威尔斯（Orson Welles）执导的《公民凯恩》中，格雷格·托 兰德（Gregg Toland, ASC）就将Opticote使用在了自己的私人镜头上。透光率的提升让他能够缩小光圈，在不增强片场光线的情况下实现更大的景深。

全文完

本期内容为《美国电影摄影师杂志》2022-9月刊文《器材指南：镜头镀膜一览》的编选；

本文作者：杰伊·霍尔本

下载影视工业网幕后英雄 APP，免费阅读完整的中文版《美国电影摄影师杂志》。了解更多美国电影拍摄详情。加入【中国摄影师社群】，更可获取免费英文原版《美国电影摄影师杂志》。

添加管理员，了解相关详情。