放眼任何一场奥运会场边的记者席，你都会看到一排排摄影师，他们配备着巨大的变焦镜头——这些器材的价格很容易超过 10,000 美元。它们是摄影师们梦寐以求的装备，但与广播公司用于捕捉海量奥运赛事报道的庞大直播镜头相比，这些器材的价格显得微不足道。事实上，安装在那些电视摄像机上的镜头价格可以高达 200,000 美元甚至更高。这可是不少好玻璃。
佳能公司在平昌拥有超过 70 个直播箱式镜头，其中包括旗舰级的 UHD DIGISUPER 86，你现在可以在公开市场上以 222,980 美元的价格购买到。它重 59.5 磅，宽和高均为 10 英寸，长 24 英寸。乍一看，你可能会把它误认为是一个非常高级的带有玻璃端头的烤面包机。但里面可没有香肠派——它充满了精心打磨的玻璃镜片。
当光线进入镜头时，它会穿过被称为镜片元件的单个玻璃镜片。每个镜片元件在光线通过时都会折射和聚焦光线，直至到达相机。
佳能影像技术与传播部门高级研究员 Larry Thorpe 表示：“我们一些高端的直播镜头内部有 30-40 个镜片元件。相比之下，通常与单反相机捆绑销售的套头镜头只有大约 10 个镜片元件。”
光线在折射时会发生奇怪的现象。例如，棱镜效应可以将一束白光分解成彩虹，这是因为不同波长的光会以不同的角度折射。在相机领域，这可能导致一种称为色差的现象，即物体的边缘会呈现明亮的绿色或紫色光晕。为了对抗这种效应，佳能使用了特殊的材料，如萤石。萤石的折射率比普通玻璃低，有助于在光线传播过程中保持其不分散。
镜头元件通常是从粗糙的玻璃毛坯研磨而成，然后进行抛光——有时是手工抛光——以消除瑕疵。Thorpe 表示：“我们花费更多时间抛光 4K 镜头，因为仅仅一纳米的瑕疵都可能影响性能。”
氟是自然存在的元素，但以微小晶体的形式生长，因此佳能大量生产自己的氟。该公司自 1969 年以来一直在使用这种材料。
每个镜片元件的形状也很重要。当我们想到镜头时，通常会想象一块玻璃，它遵循一个光滑的曲线，就像一副大号隐形眼镜。然而，这种形状的镜头无法使平行线汇聚于同一点。然而，稍微改变镜头的形状，有助于消除广角镜头通常存在的畸变，并防止球形像差，球形像差会导致画面中心物体清晰对焦，而画面边缘物体则显得模糊。
除了镜头进入和穿过的光线质量外，佳能还必须关注进光量。箱式镜头通常具有非常大的光圈，可以同时让大量光线进入，这是对焦和在各种光照条件下拍摄的关键功能。镜头光圈的大小用 f 值表示——f 值越小，光圈越大（相对于镜头本身而言）。像 UHD DIGISUPER 86 这样的箱式镜头在其广角设置下的最大光圈为 f/1.7，这比市面上任何消费级变焦镜头——甚至高端单反镜头——都能让更多光线进入。Thorpe 表示：“大光圈是这些镜头如此庞大的重要原因之一。当你让这么多光线进入时，你需要一个巨大的前镜片。”
变焦
这些光学怪物的尺寸和价格标签的另一个推手是变焦范围。典型的单反高端变焦镜头的光学变焦倍数可达 3 倍或 4 倍。正如其名称所示，UHD DIGISUPER 86 具有 86 倍的变焦范围。如果你熟悉焦距，它的范围是从 9.3 毫米到 800 毫米。该镜头还内置了一个增距器，可以将有效焦距从大约 18 毫米翻倍至 1600 毫米，轻松地放大体育场另一端运动员的脸部。
分辨率
直播相机使用一种 2/3 英寸的传感器，其对角线尺寸为 11 毫米。相比之下，带有全画幅传感器（如场边使用的那种）的高端单反镜头，其对角线尺寸约为 42 毫米。因此，直播相机需要在非常小的区域内塞入大量像素，才能获得高清画质。转向 4K 使事情变得更加严苛。
Thorpe 表示：“在高清电视时代，图像格式的每一毫米都必须包含 100 条具有良好对比度的黑白线条。”转向 4K 会使这一要求成倍增加，这需要光学方面具备极高的精度。
模拟
然而，在所有抛光工作开始之前，佳能会使用计算机模拟来估算镜片元件的理想结构和组织，之后磨床才会接触到玻璃。Thorpe 表示：“在我们制造新镜头的原型之前，计算机要考虑数亿种选择。计算机要模拟数月，分析尺寸和形状。”
电子产品
除了玻璃，电子元件方面也有很多工作。镜头控制钮位于机身的两侧。操作员双手各持一侧，通常用右手操作变焦，用左手操作对焦。
导演通常位于控制室或转播车等远程位置，指导摄像师如何拍摄场景。而且，由于镜头是电子控制的，导演实际上可以从远处调整镜头的光圈，这样操作员就可以专注于他经常需要拍摄的快速移动的主体。
镜头元件的移动需要比一对花样滑冰选手更紧密的同步。当操作员调整对焦和变焦时，电子伺服电机将镜片元件组合推向不同的方向。带有图像稳定功能的镜头还需要镜片元件在镜头筒内进行补偿移动，以抵消大型镜头固有的运动。这在变焦的长焦端尤其关键，即使是微小的移动也会导致摄像机晃动到让观众感到恶心。
Thorpe 表示：“摄像师技艺非常精湛。我可不想负责在全世界观看的情况下，追踪一个在半管上飞来飞去的单板滑雪运动员。”
