什么是焦点偏移（Focus Shift）

焦点偏移是旁轴相机用户最常遇到的问题。它是由光学像差中的球面相差所引起的，是造成大量失焦照片的元凶。

焦点偏移是所有光学设计固有的缺陷，无法完全彻底消除。不过，它可以被降低到微不足道的程度。有些光学结构深受其害，而有些则轻微得多。蔡司C Sonnar T* 50/1.5就是焦点偏移最具代表性的镜头之一，而同样是蔡司的Planar T* 50/2 ZM则在使用过程中几乎察觉不到焦点偏移，它采用双高斯（普兰纳）结构。但同样采用双高斯结构的徕卡Summilux 35/1.4 V1和福伦达Nokton Classic 35/1.4 V1也都表现出糟糕的焦点偏移。

它是什么？

当你缩小光圈时，焦平面会向后移动。几乎所有镜头在最大光圈下都能实现精准对焦（C Sonnar是个例外），缩光圈后，对焦精度可能会下降，光圈越大，越容易出现焦点偏移。

旁轴和单反相机用户更容易察觉到这一现象。因为旁轴是联动测距仪，使用不同的光圈并不会影响到黄斑测距的工作，单反用户则往往使用最大光圈取景和对焦，按下快门时镜头才会缩到设定的光圈值。而无反相机用户则无感，使用EVF或屏幕实时取景时已经是设定光圈值，且无反的相机镜头大多采用了最新的光学设计避免了这种现象。

那么造成焦点偏移的球面相差是怎么回事呢？

简而言之，它是镜头无法将光源的所有光线聚焦到同一个点上的现象。

这是一个完美的透镜：所有光线都完美聚焦在距离透镜相同距离处，形成完美的焦平面。显然，完美透镜是不存在的。玻璃的折射、曲率和特性决定了光线穿过透镜时，中心到边缘的弯曲程度不同。

像这样：

正如你所看到的，穿过镜头边缘的光线比穿过镜头中心的光线聚焦得更近。理想情况下，所有光线都能像完美透镜那样精确地聚焦在图像传感器上。

在现实中，情况是这样的：

在每个光圈档位，对焦平面会出现在不同的地方。

这在胶片时代问题要小得多，胶片的厚度约为0.14毫米，虽然看起来很薄，但实际上为对焦平面的位置提供了相当大的灵活性。示意图显示了焦平面移动的巨大差异，实际上这些差异非常小，但它们可能对最终图像产生很大影响。

0.14毫米的厚度意味着焦平面可以在理想位置前后移动几百分之一毫米，并且仍然可以被胶片中的卤化银晶体记录下来。

数码摄影则不然，成像传感器的定位精度极高，对焦平面位置没有任何容差，即使是百分之几毫米的误差也会造成影响。

一些在模拟摄影时代从未出现过问题的镜头，在中等光圈下变得明显不够精确。不过它们并非完全无法使用，它们在光圈全开时对焦精准，通常在光圈缩小到F8时也表现良好。

但为什么只能全开或F8？

让我们先看一下大光圈镜头为什么焦点偏移更严重。

观察边缘光线与近轴光线（靠近中心轴）的入射角对比，以及它们各自的焦点落在哪里。镜片越大，边缘光线的入射角就越陡，因此焦平面就越近。当光圈全开时，整个镜片都会对图像产生影响，当光圈缩小时，你会逐渐切断更多边缘的光线，只使用更靠近轴心的光线，缩到最小光圈值时，只有近轴光线能到达传感器。

大光圈镜头在全开或接近最大光圈时也会有非常浅的景深（DOF），这意味着当你从最大光圈缩小时，焦平面向后的偏移会使整个景深偏离预期的对焦点。

假设我们正在用50mmF1.4定焦镜头拍摄人像，我们将焦点对准模特的瞳孔。图示可以看出，F1.4时的景深覆盖睫毛和整个眼眶，将光圈缩小到F2时，瞳孔变得有点模糊，因为它处于景深的较近边缘，但脸颊和耳朵将会清晰锐利 ，在F4时，我们得到了一只非常清晰锐利、细节丰富的耳朵，以及一只非常模糊的眼睛。但是如果继续缩小光圈到F8，眼睛又会在景深范围之内了，是的，F8的景深会向前延伸重新覆盖眼睛，并且还会获得更多背景细节。

你怎么解决这个问题？

最简单的方法就是全开光圈或F8。

最大光圈较小的镜头是另一个简单的解决方案，它们出现的焦点偏移要少得多，因为即使从光圈全开开始，它们也有更深的景深，预期的焦平面将始终落在景深范围之内。更现代的设计通过更精准的计算显著减少了焦点偏移，例如福伦达Nokton Classic 35/1.4 V2，通过采用不同类型的玻璃极大改善了焦点偏移现象。

有一款镜头因极少的焦点偏移而给我留下了深刻的印象，那就是铭匠TTArtisan 50/0.95，对于镜头来说，光圈不可能比这更大了，而且这是一个极端的设计，但其焦点偏移却可以忽略不计。

在技术上更进一步的是，浮动镜组（在徕卡的术语中称为 FLE）被引入到设计中。独立于对焦组移动的镜组优化了所有对焦距离下的图像质量，尤其是近距离对焦，并尽可能减少焦点偏移。

目前的徕卡现行版Summilux 50和35（11891/11892、11728/11729、11663/11675、11726/11727）均以这种设计方案而闻名，35mm甚至被用户称为FLE以区别于之前的版本。这种设计也存在于其他系统的现代镜头设计中。

蔡司C Sonnar T* 50/1.5 ZM

这款镜头在徕卡M口用户群体中享有极高的口碑。它是1932年设计的复刻版，拥有更好的镜片镀膜，并在光学设计上略有变化（两个镜片采用分离式而非胶合式）。显然，它的散景效果在它的粉丝看来是令人垂涎的。从网上的众多图片来看，它只是一个显示出其年代感的较旧的镜头设计。但这只是个人看法。

撇开焦外散景不谈，它简直是焦点偏移之王。蔡司是如何解决这个问题的？当它在 2004 年发布时，该镜头被校准为在F2.8时可以实现完美对焦。这意味着在F1.5时，除非你在完成对焦后以恰到好处的幅度向前倾斜，否则你让眼睛清晰合焦的机会非常渺茫。后来用户论坛传出的说法，校准已改为了F2，所以你在光圈全开时需要稍微少往前倾一点，而在F4时需要稍微多往后仰一点。最后蔡司会根据你的偏好为你校准在F2或F1.5。

显然这款镜头的拥有者并不认为这是个问题，他们为自己掌握了根据所选光圈适度向前或向后俯仰镜头的技能而感到自豪，尽管拍摄时看起来可能有点奇怪。

我完全无法理解。如果镜头的焦点偏移那么严重，那它就不是一个可靠的工具。而那传说中的散景可能只是一种掩饰，用来为表现平庸且带有“经典”成像错觉的照片打圆场。

市面上有很多便宜得多、好得多的镜头。福伦达Nokton 50/1.5 VM 就是其中之一，相同的最大光圈，更好的画质、几乎可以忽略不计的焦距偏移，并且更便宜。

不过算了，各凭喜好吧。

值得一提的是，据我所知，在旁轴世界之外还有几款镜头也有严重的的焦点偏移问题。单反镜头是佳能EF 50/1.2L USM，无反镜头是M43系统的松下Lumix G 25/1.7 ASPH（等效 50mm），它们都是在全开光圈时对焦，而后在释放快门时再将光圈缩小，这时会变得非常糟糕。

再深入钻研一下

看图示时我脑海中浮现的一个问题是：为什么在光圈全开时，尽管边缘光线聚焦在更靠近镜头的地方，我们在图像中却看不到已聚焦的近轴光线？它们仍然会聚焦在那里，不是吗？但是在应该清晰可见的近轴射线位置，一切都变得模糊不清。

这就是弥散圆（CoC）这个术语的由来，并且那些光线变得…“迷散”了。

什么是弥散圆？它是指当透镜对点光源成像时，由于光线锥无法完全聚焦而形成的光斑。

这意味着场景中的任何细节都无法在传感器上呈现为一个纯粹的点。球面像差总是会把它们扩散成斑点，光圈越大，或者光学设计修正程度越低，斑点就越大 ，这个光斑就是弥散圆。

弥散圆的大小决定了镜头在传感器上记录的细节量。对于同一支镜头，每个光圈下的弥散圆都是恒定的 。如果弥散圆的直径小于传感器上的单个像素，细节将被完整记录 ，如果弥散圆大于一个像素，细节的清晰度就会逐渐下降。这就是为什么像素数越高、像素点越小的传感器越考验镜头的分辨率：弥散圆很容易超过像素大小。

但为什么我们看不到对焦平面后的近轴焦点呢？因为光线相交会破坏任何近轴焦点的清晰度。用专业术语来说，它们形成了球面像差焦散面，或带腰焦散面，腰部直径对应于弥散圆（CoC）。

在这个焦散面内，由于来自整个镜片表面的所有光线都会交叉，根本不存在明确的焦点。唯一可用的分辨率由焦散面腰部半径决定，也被称为弥散圆 。

现在我明白了为什么景深之外一切都是模糊的

这会让我成为更好的摄影师吗？不会。

这会让我的照片更好吗？完全不会。

这会让我更好地理解我的镜头，从而最大限度地发挥它们的潜力吗？嗯，也许会，也许不会。

但它确实满足了我的好奇心。理解一些以前无法理解的东西总能丰富我。

希望你也和我一样觉得它很有趣！感谢阅读，特别是如果你读完了整篇文章的话：向你致敬！期待你在评论区的想法！

【转译自www.47-degree.com】

相机没校准会跑焦，镜头本身也会跑焦

见鲜有讨论缩光圈跑焦这一点，故转译

建议镜头评测博主将此项纳入测评范围