今天的鏡頭設(shè)計(或者像光學(xué)設(shè)計者稱之為光路設(shè)計)似乎是小菜一碟：在鏡頭的資料庫中有成千上萬的設(shè)計專利的展示，并且有許多是公開發(fā)表的。你似乎可以從大致的設(shè)計構(gòu)思著手，然后利用高速的計算機(jī)系統(tǒng)為你的設(shè)計草圖進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到你實(shí)際想要達(dá)到的目標(biāo)。 &5h{XSv  
但問題是，計算機(jī)能夠生成一個優(yōu)秀的鏡頭設(shè)計嗎？當(dāng)然是不可能的。真正的設(shè)計其實(shí)是源自于人的大腦，就如導(dǎo)航儀器只能在你給它指定明確的目標(biāo)之后才可以幫助你找到正確的航線一樣。商業(yè)鏡頭設(shè)計系統(tǒng)當(dāng)然可以為你優(yōu)化鏡頭設(shè)計，但如果設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)本身是不足的，那么你是很難更正它的。在光學(xué)設(shè)計部門中目前大量使用了計算機(jī)，但它也毫不例外地表明了計算機(jī)及其計算機(jī)程序本身是無法給你找到全部答 案的。 V|13%aE_v  
鏡頭設(shè)計是極具創(chuàng)造力的工作，它必須基于經(jīng)驗(yàn)和敏銳的洞察力來了解各種各樣光學(xué)象差的特性。 !KKkw
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首先讓我們來看一些鏡頭設(shè)計的基本原理 YC8wo1;Y!  
任何鏡頭，不管是新的還是老的，都可以用“鏡頭描述”這個術(shù)語來區(qū)分鏡片的數(shù)量、玻璃的種類、鏡片的曲面半徑、鏡片的厚度、鏡片與鏡片之間的距離、以及每個鏡片的直徑等等。這些都是用來全面描述一個鏡頭的參數(shù)。當(dāng)發(fā)自于某個物體的光線穿過玻璃表面時，該束光線會被折射，就如我們在中學(xué)物理課本中學(xué)到的物理知識所描述的那樣。 aY@]mMz\
 
光線折射量取決于玻璃的折射率。如果鏡頭設(shè)計者能知道光線射入鏡頭前鏡片時的確切入射位置以及入射角度，他就可以通過光線理論系統(tǒng)精確地追蹤光路。角度和距離可以通過三角函數(shù)的正弦和余弦算出來。因此通過簡單的平面幾何，光線途經(jīng)的線路就可以被追蹤到。我們知道任何一個點(diǎn)光源發(fā)出的能量都是散射的，并無任何方向行可言。只有部分能量通過鏡頭，而且設(shè)計者也假設(shè)通過簡單的數(shù)學(xué)來計算通過鏡頭的能量(那些被視為一系列的各自獨(dú)立的光線)可以追蹤那些光線的路徑。 l=GcgxD+"d  
鏡頭設(shè)計者首先從光軸上的某點(diǎn)開始追蹤少量的光線。這里所假設(shè)的是每個物象點(diǎn)都會在膠片平面上形成于之相對應(yīng)的點(diǎn)，所以發(fā)自物體的光線都將被轉(zhuǎn)化為這樣的成相點(diǎn)，并且具有同樣的相對位置。這就是高斯成相(Gaussian Fiction)。對應(yīng)那些靠近光軸的點(diǎn)，設(shè)計者可以有理由相信高斯成象是相當(dāng)精確的，這就是平行光軸光學(xué)(Paraxial Optics) 。盡管計算公式相當(dāng)簡單(至少對有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計者來說)，但要求對于這些數(shù)字的計算精確到小數(shù)點(diǎn)后5~8位。 ="Zr.