摘要：在摄影的奇妙世界里，每一张令人惊艳的照片背后，都离不开镜头这个关键“功臣”，而镜头镀膜技术，就如同为镜头施加的神奇“魔法”，虽常常隐匿在幕后，却在很大程度上决定着成像质量的高低。

在摄影的奇妙世界里，每一张令人惊艳的照片背后，都离不开镜头这个关键“功臣”，而镜头镀膜技术，就如同为镜头施加的神奇“魔法”，虽常常隐匿在幕后，却在很大程度上决定着成像质量的高低。

一些带有抗反射涂层的镜头。

我们都知道，光线在传播并穿越不同光学介质时，不可避免地会发生反射现象，这一过程中，部分光线的能量就会损耗掉。就拿常见的玻璃介质来说，正常情况下，大约只有96%的光线能够顺利透过玻璃，而其余4%则会被反射回来。这背后是有精确的科学依据的，其反射能量占比可以通过公式R = (n₁ - n₂)² / (n₁ + n₂)²来计算，在这个公式里，R代表反射能量占比，n₁是第一种介质的折射率（比如空气的折射率为1.0），n₂是第二种介质（像玻璃）的折射率，玻璃的折射率通常处于1.4到1.8这个区间范围，以常见的玻璃折射率1.5代入计算时，就会得出4%这个反射率的数值。

佳能EF 24-105mm F4 IS USM镜头内光学元件的示意图。

或许有人会觉得，单块玻璃表面那4%的光线反射损失似乎微不足道，可一旦将视角放到整个镜头系统当中，情况就截然不同了。要知道，一个普通的定焦镜头，往往包含着7到12片镜片，由于每片镜片都有空气/玻璃和玻璃/空气两个界面，算下来大概就有15到20个镜头表面；而现代的变焦镜头，其内部镜片数量更多，可能会包含20多片镜片，对应的镜头表面能达到40个左右。这么多的镜片表面，每一处的反射损失不断累积起来，所造成的影响可就不容小觑了。就拿典型的定焦镜头来说，未镀膜时最终可能只有一半的光线能够通过，变焦镜头的透光率甚至都达不到入射光的20%，这无疑会让拍摄出来的画面变得暗淡、缺乏层次感，对成像效果产生极大的负面影响。

瑞利勋爵在1886年就光透过玻璃的传播做出了一项突破性发现。

镜头镀膜技术的诞生，正是为了攻克这一难题，尽可能地减少光线反射损失，提高镜头的透光率，从而提升成像质量。其实，镜头镀膜有着颇为悠久的发展历史，早在1886年，英国的瑞利勋爵（约翰·威廉·斯特拉特，第三代瑞利男爵）就意外发现了一个有趣的现象，那就是旧的、带有一层自然形成的薄氧化层（类似一种自然形成的薄膜）的玻璃，居然比崭新的、没有这层薄氧化层的玻璃透光性更好。经过深入研究，瑞利勋爵发现，空气/薄氧化层和薄氧化层/玻璃这两个连续界面组合起来，其透光量要比单一的空气/玻璃界面更多。这一发现犹如一颗种子，开启了镜头镀膜技术发展的大门，此后相关的多项专利不断涌现，这项技术也在持续改进优化之中。

空气和玻璃界面处的光传输，左图无镀膜，右图有镀膜。

到了20世纪30年代，镜头镀膜技术迎来了一次重大的突破。1935年，蔡司的工程师亚历山大·斯马库拉（Alexander Smakula）为首个采用多层化学物质的镀膜申请了专利，这种多层镀膜的设计极大地提升了镜头镀膜的性能，让镜头的光学表现达到了前所未有的高度。

一支未镀膜的蔡司Distagon 21mm F2.8 ZE镜头（左）和一支T*镀膜镜头（右）。

经过多年的发展与完善，如今镜头镀膜在提高透光率方面效果显著，它能将单界面的透光率从原本的约96%提升到99.7%以上。这意味着，之前透光率只有50%左右的典型定焦镜头，现在其透光率可以达到95%；而原本透光率不足20%的变焦镜头，如今也能够达到88%左右的透光率了。这样的提升对于摄影来说意义非凡，尤其是在弱光摄影的场景下，更多的光线能够透过镜头，使得拍摄出的画面更加清晰、明亮，细节也更加丰富。

上图为使用镜头镀膜拍摄的照片，下图为未使用镜头镀膜拍摄的照片。（图片来自蔡司）

而且，镜头镀膜的好处可不仅仅局限于提高透光率。大家可以想象一下，如果光线在镜头内部不断反射，那些未被透射的光线能量在镜头内部多次反射后最终进入成像画面，会产生什么样的后果呢？往轻了说，画面中的暗部会被这些漫射光给照亮，使得整个画面的动态范围和对比度降低，画面看上去就会显得灰蒙蒙的，缺乏层次感；要是严重的话，当拍摄场景中有比较强的光源时，这些反射光就会在图像上形成亮斑，也就是我们常说的眩光，更糟糕的是，还可能出现鬼影（强光在镜头内部多次反射形成的虚像），这会严重破坏画面的美感和质量。

上图为有镜头镀膜时拍摄的照片，下图为无镜头镀膜时拍摄的照片。（图片来自蔡司）

为了让大家更直观地感受到镜头镀膜的重要性，在2016年的时候，镜头制造商蔡司还专门做了一个很有意思的实验。他们制造了两支完全一模一样的21mm F2.8 Distagon镜头，一支带有光学镀膜，而另一支则没有镀膜。然后在相同的拍摄条件下分别用这两支镜头进行拍摄，对比拍摄出来的照片就会发现，没有镀膜的那支镜头所拍摄的所有照片，质量都出现了大幅度的下降，画面的清晰度、对比度以及对眩光和鬼影的控制等各方面，都明显不如有镀膜的镜头所拍摄的效果。

带有1/4波长镀膜的衍射理论的示意图。从玻璃反射的光线和从镀膜反射的光线相互抵消。

在实际的摄影镜头领域，众多知名厂商都投入了大量的精力研发各具特色的镜头镀膜技术，下面就为大家介绍几个典型的实例。

佳能的亚波长结构镀膜（SWC）

佳能一直致力于提升镜头的光学性能，其蒸发镀膜技术原本在减少镜头反射、增强透光率方面发挥了一定作用，但存在一个局限，那就是抗反射性会随着光线入射角的增大而降低。为了突破这一局限，佳能的科研团队经过不懈探索，研发出了亚波长结构镀膜（SWC）技术。这项技术的灵感来源于蝇眼的纳米级凹凸结构，佳能通过在镜头表面沉积200至400纳米的微小突起物（这些微小突起物的尺寸小于可见光400至700纳米的波长），使得镀膜的折射率能够从尖端到基部呈现出渐变的效果，这样一来，光线在通过镜头时的过渡就会更加流畅，从而有效地降低了反射现象。

亚波长结构镀膜（SWC）技术首次应用在EF24mm F1.4L II USM广角镜头上，取得了非常显著的效果。广角镜头在拍摄时，由于视角较广，很容易出现逆光眩光与鬼影的问题，而这款镜头凭借SWC技术，大大减少了这类现象的出现，为佳能的广角镜头开启了高性能的新篇章，也让使用这款镜头的摄影师们能够在逆光等复杂光线环境下，拍摄出更加清晰、高质量的照片。

宾得的超级多层镀膜（SMC）

宾得的超级多层镀膜（SMC）技术可是在业界闻名遐迩，它还是宾得的一项专利镀膜技术呢，早在1971年就开始应用在宾得的产品上了。我们可以通过一个简单的公式来看看它的厉害之处，光线穿越镜头时，普通镜片表面大约会有5%的光线被反射，按照公式L = r²ⁿ（其中L为最终到达成像面的光线比例，r为单表面光线透过率，n为镜头组数）来计算，如果是一个有着10组镜片的镜头，那么最终只有36%的光线能够抵达成像面。而宾得的SMC技术能够让单表面光线透过率r达到0.998，同样是10组镜片的镜头，光线损耗仅仅只有4%左右。

多层镀膜示意图。

SMC技术之所以如此出色，得益于它独特的七层镀膜工艺，通过这一工艺，能够将单镜片表面的反射率降低至0.2%，这对于抑制眩光、鬼影有着非常显著的效果，同时还能极大地提升色彩和亮度的还原效果。在宾得的众多镜头、滤镜等光学元件上，都可以看到SMC镀膜的身影，而且在对应的产品名称中，也常常会带有“SMC”字样，方便用户识别，这也成为了宾得光学产品高品质的一个重要标志。

宾得的Aero Bright Coating II

宾得在镜头镀膜技术上不断创新，Aero Bright Coating II就是其基于纳米技术开发的一项先进成层工艺。它先是在多层涂层的基础上，施加一层具有均匀多孔结构的二氧化硅气凝胶涂层，巧妙地利用纳米粒子间隙中的空气来实现超低的折射率，从而减少光线的反射。而后续升级的Aero Bright Coating II更是通过增加涂层中的空气量，进一步达成了更加优异的超低反射效果。

宾得会依据不同镜片的特性来选择使用这种镀膜技术，这使得宾得的镜头在面对逆光等较为严苛的拍摄场景时，依旧能够输出高质量、清晰锐利的图像，为摄影爱好者们在各种复杂光线环境下的创作提供了有力保障。

蔡司的T*镀膜

蔡司的T*镀膜可以说是多层镀膜技术领域的经典代表了，它凝聚了蔡司深厚的光学技术底蕴和多年的实践经验。T*镀膜在减少光线反射方面表现卓越，同时还对色彩的精准还原以及对比度的提升有着重要的助力作用。

以蔡司Batis 25mm F2.0镜头为例，这款镜头采用了8组10片的光学结构，配合上蔡司的T*镀膜，在实际拍摄中，哪怕是面对强光或者逆光的环境，也能够很好地抑制眩光与鬼影的出现，拍摄出来的照片始终能够维持清晰锐利、色彩逼真的效果，深受广大摄影师的喜爱，也成为了很多专业摄影创作的得力工具。

索尼的Nano AR纳米结晶镀膜

在高端镜头领域，索尼的表现也十分亮眼，其GM系列镜头采用了Nano AR纳米结晶镀膜技术。这项技术通过在镜头表面生成纳米级的结晶层，能够极大地减少光线的反射，并且显著强化镜头的抗眩光能力。

就拿索尼FE 24 - 70mm F2.8 GM这款镜头来说，它内部有着13组18片这样复杂的光学结构，原本是很容易引发光线反射问题的，但是得益于Nano AR镀膜技术，这款镜头在全焦段都能够保持出色的抗眩光水平，无论是拍摄风景、人像还是用于商业摄影等各种复杂光线场景中，都能够稳定发挥，成为了摄影用户们信赖的常用镜头之一。

从这些实例不难看出，镜头镀膜技术对于摄影镜头的重要性不言而喻。虽然镜头镀膜这一科学技术已经有了将近百年的发展历史，但它并没有停止前进的脚步，如今像超材料技术等一些新兴的研究领域备受关注，它们很有可能会给现有的镜头镀膜技术带来新的改进和突破。毕竟随着镜头设计越来越复杂，对镜头成像质量的要求也越来越高，镜头镀膜技术的每一点进步，都能够在提高透光率、增强图像对比度、抑制眩光和鬼影等方面发挥重要作用，为摄影爱好者们带来更加优质的成像效果，让大家能够用镜头更好地记录下生活中的美好瞬间。

总之，镜头镀膜虽看似不起眼，却是镜头成像质量的幕后英雄，它凝聚着无数科研人员的智慧与心血，也在不断推动着摄影技术迈向新的高度，让我们能够在摄影的世界里捕捉到更多精彩绝伦的画面。

来源：精神文明号