大话Canon L头 转自 色影无忌

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其实只是一篇杂谈小话，不过题目要吸引人，就大话吧。大家都知道，标有红圈的L镜头是Canon镜头中的显贵，这个L，就取自于Luxury，另外诸如Leadership、Legend之类的好词儿也尽可以往上整。
一、幽幽的绿圈
红圈的L镜头都已经见得多了，这几年Canon又推出了一种绿圈的DO镜头，令人耳目一新，不过许多人大概并不了解，在Canon镜头史上，绿圈是比红圈更悠久的标志。
既然聊起历史，不妨回到Canon源头开始。1934年，Canon的前身精机光学研究所试制出了日本的第一部仿Leica的旁轴取景焦平面快门35mm相机，取名为Kwanon——观音，此即为Canon的开山之作。

同年，Nikon的前身Nippon Kogaku也开始推出名为Nikkor的摄影镜头，但并不生产相机，于是两家一拍即合，此后Canon的仿Leica旁轴相机就配用Nikkor镜头。
Hansa Canon＋Nikkor 50/3.5

蜜月总是短暂的，不安分的Canon很快就开始自己研制镜头，到1946年，Canon开始启用自己的Serenar系列螺口镜头，Nippon Kogaku随即停止向Canon提供Nikkor镜头，并且自己也搞起了旁轴相机，两个冤家从此分道扬镳。
1959年，在新涌起的单反相机风潮之下，CN两家又同时进入了这一战场。老尼倾力以赴的Nikon F成为奠定其日后多年单反霸主地位的基石，主力就此转向单反，迅速停止其旁轴S系步伐，至于前两年又重推S2纪念版，不过是慰情之作了。

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而老佳的首部单反Canonflex表现平平，Canon此时对未来判断不够准确，重心依旧停留在旁轴这支明日黄花上。不过Canon的镜头研发倒是丝毫没懈怠，61年推出用于旁轴的50/0.95，62年推出用于单反的R58/1.2，都是领一时风气之先的大眼龙，63年推出第一支变焦镜头R55-135/3.5，64年推出当时光圈最大的超广角单反镜头FL19/3.5，各种新的光学材料和工艺也在紧锣密鼓研究之中。
Canon 7＋50/0.95

1969年，Canon推出了两支相当昂贵的长焦镜头，前端赫然标有一道幽幽狼眼般的绿圈，这就是最先采用萤石镜片的FL-F300/5.6和FL-F500/5.6。由于玻璃材料对不同颜色光的折射率不同，白色光通过镜头后，不同颜色光不能聚焦于同一处，就会产生色散现象，对于长焦镜头尤其显著。萤石（氟化钙晶体）却是一种具有反常色散的材料，与光学玻璃配合使用可以大大消除色差。但这种好材料并不那么容易利用，一是达到光学级的萤石价格昂贵，再则萤石的物理特性难于加工。Canon成功将人造萤石应用于单反镜头，令长焦镜头获得了极为优异的光学表现。

从此，Canon不断地推出带有萤石镜片的长焦镜头，树立起了老佳长焦的赫赫威名……
FL-Fluorite 300/5.6

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二、闪闪的金圈
萤石镜片之后，Canon又在另一方面取得了长足进步——非球面镜片。摄影镜头的镜片表面为球面，机械加工起来非常方便，然而在光学上却有不足之处，与光轴呈较大角度的光线不能汇聚于一点，这一特性就导致在
大光圈下、以及像场外围的像差十分显著，结像松散，严重影响分辨率和明锐度。解决办法，自然就是将镜片表面精心设计为曲率变化的非球面，使离轴光线也可以汇聚于一点。

不过非球面镜片可不是好啃的骨头，它同时带来了两个难题，一是在光学设计上的计算量和难度大大增加，二则在加工上，工艺也变得十分复杂，传统的球面研磨不能一步到位了。
1968年，Nikon率先推出采用非球面镜片的Nikkor 10/5.6 OP，这是一支老尼最拿手的鱼眼镜头。三年后，Canon推出了一支佩有闪闪金色项圈的FD 55/1.2 AL，其中AL＝Aspherical Lens。若给这支镜头颁荣誉奖章，那么它是地球上第一支实用于135SLR的非球面镜片常规镜头，老尼与之类似的Noct-Nikkor AI 58/1.2，则是起码六年以后的事儿了。
Canon New F-1＋FD 55/1.2 AL

这一支FD 55/1.2 AL为六组八片双高斯结构，第二片为精细研磨的非球面镜片，不仅具有超大的光圈，而且大光圈下的边角像质也大为改善，远非普通的f/1.2标头可比，当然，价格也不可比，以Canon同年的镜头为例：

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FD 55/1.2，39K日元——FD 55/1.2 AL，145K日元价格相比几近四倍之多。
东四兄补充：
第一只非球面镜头系1966年由Leica制作的Leitz Noctilux 50mm f/1.2，Noctilux的第一代镜头，第一片和最后一片为非球面镜。从未量产过。非球面介绍：
http://www.mir.com.my/rb/photography...aspherical.htm
60年代佳能公司就开始研究非球面透镜加工技术，70年终于有了突破性进展。当时的加工系统的精度现在看来也是非常惊人的，可以分辨0.02微米的距离。由于需要反复研磨抛光测量再磨再抛再测……导致产能低下。1974年终于开发出一套成熟的加工设备，月产能3000片。即使是这样，
成本也太高，因此这种“研磨”片只用在高档镜头上。
另外一种非球面是“模铸”型，就是弄一个非球面模具，把光学材料熔化了放进去。后来佳能又开始搞树脂模铸非球面，开始的时候口径做不大。一直到85年，佳能才有了成熟完善成本可控的非球面生产体系，这时候非球面就遍地开花了……
Zeno再补充：
现今的非球面镜片主要有研磨、模压、复合几种，对这几种类型和加工的介绍，有过一个主题，取自Nikon的宣传资料：
研磨、模压、复合非球面镜片的制造原理
http://www.cameraunion.net/forum/sho...hreadid=197854
另一项在发展的技术是镀膜。光线射到玻璃镜片表面，大部分透射过去，也有一小部分会反射回来，反射的光线不仅造成镜头通光量下降，而且在镜头内部的反射还会引起眩光，这些当然都是很令人痛恶的。对镜片表面进行合适的镀膜，就可以降低反射率提高透射率，而由于白光又包含各种色光，一层镀膜只能对某一波长的色光起到适当的增透作用，因此要全面对各种色光增透，还需要良好的多层镀膜。

早先的镜头限于技术水平，没有镀膜或只有单层镀膜，效果远不够理想，特别是对于镜片数较多的变焦头，问题尤其严重。从这个意义上可以说，没有多层镀膜，就没有现代变焦镜头。
七十年代初，日本厂家中Pentax首先发展成熟了多层镀膜技术，随后各家纷纷跟上，Canon于1973年建立了S.S.C.（Super Spectra Coating，超级分光镀膜）技术，从此开始大量采用，这一时期的FD镜头上，有红字标明S.S.C.以区别于从前的非多层镀膜版本，比如上面那支FD 55/1.2 AL，就很快出了FD 55/1.2 AL S.S.C.。直到七十年代末期进入New FD镜头后，S.S.C.已经得到普及，Canon也就不再在镜头上标明镀膜情况了。
Canon F-1＋FD 55/1.2 AL S.S.C.

三、“先Ｌ头”
上世纪六七十年代的Canon，正是一个干劲冲天、豪情万丈的上升公司。虽然老佳一直辛苦打拼的专业旁轴市场此时已经日趋没落，而单反相机上老尼稳坐头把交椅地位，不过Canon凭借着普及型的Canonet系列镜间快门旁轴机、以及FTb型单反机，都取得了突破百万台的销量佳绩，另外Canon从六十年代开始在摄影器材之外拓展商用机器业务，积累的家底倒也还算殷实。
不甘人后的Canon终于开始向专业单反的全新高峰发起了冲击，1971年，老佳发布了它的第一部专业单反旗舰F-1，以及一大套完整的镜头和附件系统，咄咄逼人之势毕现。

1976年，Canon又一马当先，以AE-1将单反相机带入了电子化的新天地，并通过改进生产线，采用新材料（就是许多人所鄙夷的塑料啦），引入“价值工程”，出色地控制了成本。Canon A系列单反机以方便的功能、合理的价格而空前畅销，整个A系列产量超过八百万台，从1976到1984，连续八年Canon单反相机销量居于榜首，压得其余各路英雄颇为郁闷。

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对于摄影系统精髓所在的镜头群，Canon当然不遗余力，除了上面提过的几支绿圈和金圈，从1973到1978年间，老佳接连推出一堆令人眼花缭乱的“牛头”：

TS 35/2.8 S.S.C.——地球上第一支实用于135SLR的倾斜／移轴镜头；FD 35-70/2.8-3.5 S.S.C.——地球上第一支实用于135SLR的广角端达到35mm的标准变焦镜头，也是一支具有大光圈、高素质、近摄距……一系列先进光学设计的变焦镜头，为此后众多同类镜头的先锋；FD 24/1.4 S.S.C. Aspherical——实用于135SLR的最大口径24mm镜头；FD 85/1.2 S.S.C. Aspherical——实用于135SLR的最大口径85mm镜头；FD 24-35/3.5 S.S.C. Aspherical——实用于135SLR的最大口径超广角
变焦镜头（当时）；
看看这些24/1.4、85/1.2，今天也有相同规格的L头嘛……对，它们正是今天的L头在三十年前的先祖，我们不妨称之为“先L头”吧，不过红圈，直至此时尚未出现。
四、Ｌ、Ｌ、Ｌ
转眼已是七十年代之尾巴，Canon的绿圈和金圈面世都已有了十年八载，而且这些鲜艳的项圈也只是一现昙花，很快又销声匿迹。以Canon活跃的性格，不再变出些新花样来未免对不起观众。
于是，大路上忽然间冒出了头缠红巾的黑白三煞，呼啦啦扯起一面大旗：Ｌ头是我开，红圈是我戴，要想从此过，大把买路财。
FD 300/4 L

FD 500/4.5 L

FD 800/5.6 L（此图片实际为New FD 800/5.6 L）

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这几支长焦L头都有一个共同特点：采用了特殊镜片——萤石以及UD。所谓UD，Ultra-low Dispersion，即超低色散镜片，是Canon在萤石之后开发出来、价格相对较低廉的特殊光学玻璃，作用与萤石类似，都是矫正镜头的色差，使成像获得出色的色彩表现。早先用黑白胶卷，镜头的色彩表现问题被掩盖了，在彩色胶卷逐渐大行其道的时候，色彩的还原和平衡就成为了评价镜头素质的一个重要指标。良好的光学结构、萤石、低色散
镜片、多层镀膜，都是为镜头色彩表现立下汗马功劳的大将。
说到这里，不顺便吹吹Canon的50/1.4标头未免过意不去了，虽然它一直无缘顶戴红翎，不过并不妨碍它的素质和价值。
如今EF50/1.4U在各家的同类标头中身价数一数二的高（前些年是最贵，近来Contax推出N卡口50/1.4，价格盖过了EF），因为Canon敢放出豪言：俺这是标头中的标头。
50/1.4、50/1.8之类标头采用的标准双高斯结构，最初由光学巨人Zeiss创立，这种四组六片对称结构的优点是可对各种像差和色差做良好矫正，具有很高的成像素质。此后大家就在这个基础上不断地做改进，1968年，老佳推出了FL 50/1.4 II，六组七片，改进的复杂化双高斯结构，该光学结构几乎就成为了此后日本各厂家的50/1.4的模范样板，一直到今天。
FL 50/1.8 I结构图，四组六片，双高斯结构，1964年

FL 50/1.4 II，六组七片，改进的复杂化双高斯结构，1968年

New FD 50/1.4，1979年———EF 50/1.4 USM，1993年

（请对比以上几支50/1.4的光学结构图，可见历经二三十年而未有多大的变化。）
正是借助于良好的光学结构和多层镀膜，Canon的50/1.4从FD时代起，就具有极佳的色彩还原和色彩平衡，不仅是自家镜头群的色彩表现的基准，也成为国际色彩联合会曾推荐的色彩还原参照镜头。
重新回到红圈L头上，1979年，Canon再次对镜头卡口做了些改进，FD升级为New FD。关于老佳单反镜头卡口的演变，从最初的R，到FL，到FD，到New FD，再到如今的EF，也是个值得聊聊的话题，以后有机会另外开帖。
这里只简单说明，老佳手动单反的几种卡口，R、FL、FD、New FD，虽然有一些变化，但基本尺寸是相同的，都是外三爪插刀式，可以保证机镜的互换兼容。
在New FD时代，第一支红圈L头是New FD 24-35/3.5 L，也就是前面提过“先L头”FD 24-35/3.5 S.S.C. Aspherical的后继版，特点当然也沿袭前代——非球面，一片大大的、精细研磨的、非球面镜片。
New FD 24-35/3.5 L，结构图和样片：

审视一下这几个领头的红领巾，不难看出他们已经为加入Ｌ先锋队树立了

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资格标准：
Ａ、对于广角、以及中焦，球面像差是主要拖后腿的，所以Ｌ头应该具有精细研磨的非球面镜片（随着技术发展，包括但不限于研磨）；
Ｂ、对于长焦，色散是重点问题，所以Ｌ头应该具有萤石、UD、Super UD之类的特殊镜片。
当然啦，主要矛盾之外，广角和中焦也不是不存在色散，所以现在超广角也开始加上UD镜片，比如EF 16-35/2.8 L USM就同时具有非球面和UD：

（浅绿色为非球面，深绿色为UD）
而长定焦的像场均质性比较好，倒还暂没必要引入大口径的非球面镜片。总而言之，言之总而，Ａ、Ｂ这两条Ｌ红领巾入队资格，自打二十多年前
确立以来，Canon就一直恪守，从未打破。
因为这两条硬性标准，当初象New FD 400/4.5、New FD 600/4.5这种专业大炮，再威猛都因为壳里没有萤石和UD，Canon就坚决不给戴红圈、标L。
后来Canon也学乖了，EF镜头凡是135mm以上长定焦大炮，统统采用萤石、UD，好戴上红圈、标上L。（近来出现的DO绿圈异类，后面另说。）
也是因为这两条硬性标准，老佳的镜头中，有两类始终无缘红圈：一类是鱼眼，另一类是折反。鱼眼这东东绝对是老尼强项，Canon一直做得不甚卖力，折反倒在六十年代曾经“丧心病狂”过一下子，不过进入EF以后，鱼眼只保留一支15/2.8，超声波马达也不给，折反干脆玩都不玩了。

在结束本节之前，对New FD L头做一个小统计，纪念远去的手动时代：

New FD 14/2.8 L
New FD 24/1.4 L
New FD 50/1.2 L
New FD 85/1.2 L
New FD 200/1.8 L
New FD 300/2.8 L
New FD 300/4 L
New FD 400/2.8 L
New FD 500/4.5 L
New FD 800/5.6 L
New FD 24-35/3.5 L
New FD 20-35/3.5 L
New FD 50-300/4.5 L
New FD 80-200/4 L
New FD 100-300/5.6 L
New FD 150-600/5.6 L

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总数：16
焦距覆盖范围：14mm－800mm
广角：4
中焦：2
长焦：10
定焦：10
变焦：6
最大变焦比：6X（50-300/4.5L）
特殊功能L镜头：无
五、跨入新时代
1985年，Minolta α7000一声炮响，为135SLR世界带来了AF革命，旧世界已经被打破，一个新世界正蓬勃兴起。
Canon自从76年推出了AE-1，在电子化单反机方面本来是开路先锋，A系列之后又推出自动化程度更高的T系列，但在AF研发方面却似乎漫不经心。Pentax、Nikon在八十年代初期都有AF试验机型，Minolta更是成为一体化
AF单反机的排头兵，Canon随即也推出了第一部AF单反机T80，但与α7000同台较量几乎全方位落于下风，也就难怪α7000成为空前受欢迎的机型，而T80成为老佳历史上最惨败、最短命的一部单反。
不过与T80配套推出的AC镜头倒值得注目，T80与三支AC镜头仍为FD卡口，而且老佳此时已经采用了镜头AF驱动方案，AC镜头内置AF马达，为此镜身还丑丑地鼓起一个大包，同时取消光圈手动调节环（但光圈缩放控制仍为机械方式），多年之后回首这些特点，正是AF镜头的大势所在。
另外有意思的，这三支AC镜头前端也都标有红圈，不过，与L系列的红圈还是大相径庭。
T80＋AC35-70/3.5-4.5＋AC75-200/4.5

其实，Canon当时在AF单反机上虽然有些漫不经心，但对单反机的AF解决方案还是一直都有自己的想法。早在1981年，老佳就发布过一款FD卡口、内置马达的AF镜头，用在FD机身上可以实现AF功能：
New FD 35-70/4 AF

另在1982年，老佳还发布过一部带有QF系统的AL-1，QF＝Quick Focus，这种“快速调焦”系统已经具备了AF检像系统的雏形，在反光镜箱底部有三组CCD进行相位检测，再送CPU运算后，在取景器里通过三枚发光二极管来指示焦点靠前、靠后、合焦。不过这个QF仅仅是起辅助作用，调焦动作
仍然要由人手来做，不能直接靠相机和镜头包办AF。

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由于T80的彻底失败，Canon痛感这样搞AF单反系统恐怕不是办法，又硬着头皮推出了MF单反的终结者T90，据说T90本来也是要做成AF机的，但最终还是含恨取消了AF系统。T90对于Canon、乃至整个单反相机领域都是一部具有某种革命意义的机型，不过这个与以L头为核心的本话题太远了些，不再多吹，推荐拜读两位老Ｃ家xitek和ejz的帖子：
Canon SLR外形设计的里程碑：T90
http://www.cameraunion.net/forum/sho...hreadid=117363
说说T90
http://www.cameraunion.net/forum/sho...threadid=44631

紧随Minolta之后，Nikon、Olympus也都推出了新一代的AF单反机。于此AF大潮汹涌而来的风口浪尖之下，曾在电子化上遥遥领先而洋洋得意的
Canon几乎面临着不成功便成仁的艰难境地——
To be, or not to be: that is the question.
春秋时楚庄王称霸之前，声称自己乃如某怪鸟：“三年不飞，飞将冲天；三年不鸣，鸣将惊人”，后来居然真被他做到了。而在两年的沉寂之中，Canon暗自调集了光学、电子、机械各路精英埋头苦干，终于在1987年初一鸣惊人，发布了全新的AF单反机——EOS650。

在EOS650的广告语中，赫然写着：Designed for the Future（为未来而设计），这句话也确实不是胡吹大气，两年当中Canon卧薪尝胆，为新的
AF单反系统做出了一个重大变革：改换卡口。
对于任何组合式的系统，接口总是关键环节，它制约着各部分兼容与否、性能发挥、乃至整个系统的发展潜力如何……卡口对于可换镜头的相机，当然也具有同样的意义，远的且不说，先来看看镜头最大光圈的问题吧。
为了说明问题，还要再引入一个概念——像面定位距，也称卡口截距或者法兰焦距，细究起来这个定位距要分机身和镜头各自的，不过咱这儿不必那么较真，把它们当成一回事儿好了：像面定位距等于卡口端面到焦平面的距离。每台机身上都有个一圈一杠的标志，那一横杠就代表着胶片平面
位置，也就是镜头接上机身后的焦平面位置。
各家在设计镜头时，要保证对焦距离为无穷远时的成像平面（焦平面）与镜头卡口端面之间的距离是固定的，不论短焦长焦、定焦变焦什么镜头，凡是自家同一卡口的，这个像面定位距都统统一样。
好了，镜头的最大光圈就受制于这两个参数，一个是像面定位距，另一个是卡口内径，从理论上：最大光圈上限＝卡口内径／像面定位距。
现在拿具体例子来验证一下：
前面提到过，老佳手动单反的几种卡口，R、FL、FD、New FD，基本尺寸是相同的，都是外三爪插刀式，内径为48mm，像面定位距为42.1mm。新的
EF卡口改为更大的内三爪插刀式，扣除内爪的尺寸，卡口有效内径仍然有54mm，像面定位距44.2mm。另外作为对比，老尼F卡口是内三爪插刀式，扣除内爪的尺寸，卡口有效内径44mm，像面定位距46.5mm。
EF镜头最大光圈上限＝54/44.2＝1/0.82
FD镜头最大光圈上限＝48/42.1＝1/0.88
F镜头最大光圈上限＝44/46.5＝1/1.06
当然啦，理论只是定下了一个高高的天花板，限制你所能跳的最高限度，
但实际上连这个天花板也是不大可能摸到的。所以——
最大光圈的FL、FD、New FD镜头：FL58/1.2、FD55/1.2、New FD50/1.2；
最大光圈的F卡口Nikkor镜头：58/1.2、50/1.2……
虽然理论上FD镜头可以达到f/1.0甚至更大的光圈，不过实际受种种限制并没有做出来，而与卡口内径较小、像面定位距较大的F卡口Nikkor镜头一样，最大光圈只做到了f/1.2。
而Canon新系统的EF镜头，为了展现一下新的超大卡口的威力，迅速发狠搞出了一支EF 50/1.0 L USM，至今仍然是单反镜头中光圈最大的怪物，作为一支标头简直变态，体重近一公斤的大铁砣，72mm的大眼睛（要知道New FD 50/1.2 L不过52mm口径），镜头后部两侧还特别收束尺寸，不然换镜头的时候只怕都拿不稳它。

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其实对于EF卡口，大口径尚且不是最重要的特点，EF卡口最重要最根本的特点是——全电子化。
手动镜头与机身相连，少不了各种机械件，传递最大光圈、控制光圈收缩等等，用久了难免有磨损。比如用在带高速过片马达的New F-1上，时间长了金属的光圈收缩杆都会被打出个凹坑，极端的甚至被打断。而且随着自动曝光的发展趋势，相机与镜头间的要传递的信号越来越多，机械连接也变得越来越复杂。
特别对于采用机身AF驱动方案的镜头，还有更加突出的问题，机身AF马达必须通过连杆传动给镜头对焦。这种方式的缺点，一方面连杆传动会存在虚位和磨损；另一方面，机身马达输出的扭矩范围较为固定，启停也不够非常迅速，马达强劲的高级机身对焦驱动快、马达弱的低端机身对焦驱动慢，小镜头驱动起来有劲，驱动大镜头就相当费力。这就不象镜头内置AF驱动马达，可以根据本镜头的情况灵活选用扭矩不同的马达，达到尽可能合理快速的对焦驱动，对于长焦大炮尤其显著。
EF镜头采用镜头AF驱动方案，内置AF马达以及光圈控制马达，与机身通过全电子化的EF卡口连接，由八个电子触点光速传递最大光圈、设定光圈、对焦距离等等信息。

这就是EOS——Electro-Optical System——电子光学系统的真谛。EOS，也恰巧是希腊神话中黎明女神的名字。
六、EF＋L＋USM＋IS＋……
1987年，EOS系统发布之后，由于EF卡口与FD不兼容，过去的众多FD镜头不能再沿用于EOS相机，为新系统开发高素质的新镜头，提供一个完整而强大的摄影系统就成为当务之急。
最省事的办法当然是拿FD镜头改成EF卡口紧急应阵，老佳首先推出了一支EF 100-300/5.6 L，光学结构与New FD 100-300/5.6 L完全相同，含一片萤石与一片UD，全焦段都保持了非常良好的光学表现。镜头内置弧形对焦驱动马达与电磁光圈控制马达，实现自动对焦与自动光圈控制。不过这支镜头毕竟是个急就章，弧形马达的对焦速度和吱吱声音都还不够爽，镜身做工和操作手感也令人颇有微辞。

（红色为萤石，蓝色为UD）
是年底，老佳又推出了一支全面对得起观众的镜头，EF 300/2.8 L USM。光学结构依然继承FD，坚固的结构，精良的做工，一切都好得无可挑剔。尤其叫人喜出望外的，这支镜头加了一样东西USM——Ultrasonic Motor
——超声波对焦马达。

（红色为萤石，蓝色为UD）
Homipan兄，这里有张把Fly拍成Monster的片子，用Schneider CompononEnlarging Lens 28/4＋FD皮腔＋FD-EOS转接环＋EOS D30拍摄。
我觉得直接用MP-E65大概就可以出来这个效果，省去中间一堆。