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    [其它]MTF调制传递函数知识详解 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2010-02-10
    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 7Gos-_s  
    b}f#[* Z  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: A"Prgf eT  
    E$4_.Z8sRw  
      MTF = Vo / Vi #4yh-D"  
    X\=m  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 tx+KxOt9Y  
    M%3P@GRg  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? MV(Sb:RZ  
    FX->_}kL=  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 Np.] W(  
    $ ]fautQlt  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 Mnv2tnU]  
    D*nNu]|j  
      看看photodo的例子: Q#h*C ZT  
    u%s@B1j  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 'Nqa=_<WW  
    !{WIN%O  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 QE#Ar8tU  
    7\T~K Yb?  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。  pxuZ=<  
    ]N& Y25oT5  
    MTF(续) mY'c<>6t  
    c; MF  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 sOf;I]E|  
    h1A/:/_M6  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 <*Ex6/j  
    ./KXElvQ%  
    浅谈MTF值的含义 DHnO ,"  
    =_"[ &^  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 wnPg).  
    0DZ}8"2  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 1 7..  
    O'WB O"  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 &Q>tV+*  
    3= q,k<=L  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 'G#T 6B!  
    fPA5]a9  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 \ y^Ho1Fj  
    [bK5q;#U4  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 >QcIrq%=  
    MT3TWWtZ:  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ^'Z?BK  
    镜头品牌规格 $oo`]R_   
    得分 f~rq)2V:  
    MTF侧重平均值 Ed>Dhy6\r  
    Contax 28~85/3.3-4 O^L#(8bC  
    4.0 70MSP;^  
    0.81 }j_2K1NS{  
    Canon EF 28~70/2.8 L ;UnJrP-if  
    3.9 C-:lM1  
    0.81 #J): N  
    Nikon AF 35~70/2.8 gx55.}  
    3.8 ^DQp9$la  
    0.79 :ot^bAyt|  
    Minolta AF 28~70/2.8 K!cLEG!G  
    3.7 qx;8Hq(E[  
    0.78 ]}za  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp m8:9Uv  
    3.5 kgZiyPcw  
    0.77 $-Yq?:  
    Leica 28~70/3.5-4.5 iLIv<VK/d  
    3.2 #86=[*Dr  
    0.75 V:Lq>rs#  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ~rl,Hr3Z o  
    3.1 -V_iv/fmM  
    0.73 |ler\"Eu  
    Sigma AF 28~70/2.8 )/vse5EG+  
    3.0 xk/osbKn  
    0.73 {pR4+g  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 7+Z%#G~T  
    <5t2+D]]}  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: -H+<81"B#  
    镜头品牌规格 5Kw$QJ/  
    得分 NE1n9  
    MTF侧重平均值 Jjr&+Q^3Tu  
    Leica 80~200/4 |vUjoa'.7E  
    4.2 i .GJO +K  
    0.83 O`rKxP  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Q&k1' nT5  
    4.1 ;NJx9)7<  
    0.82 W-8U~*/  
    Canon EF 70~200/2.8 L y~'h/tjM@=  
    4.1 [(kC/W)!  
    0.82 f$|AU- |<  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 6dlV:f_\y  
    3.9 S!@h\3d8{  
    0.81 TaqqEL  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 921m'WE  
    3.9 N\nxo0sl  
    0.81 9:v0gE+.  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED W3M1> (  
    3.9 XN Gw@$  
    0.80 _B6W:k|-7l  
    Contax 80~200/4 DN0`vl{*  
    3.8 (/;<K$u*h  
    0.79 NSV;R~"  
    Tokina AF 80~200/2.8 [zsUboCkc  
    3.4 pj9*$.{  
    0.76 ,3P@5Ef  
    Leica 70~210/4 QMQ\y8E  
    3.3 aJ3.D  
    0.75 lq_(au.  
    Pentax FA 80~200/2.8 - xE%`X  
    3.2 ;Im%L=q9GL  
    0.74 5fjL  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 3I.0jA#T&/  
    P ?A:0a  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: T? e(m  
    镜头品牌规格 l+XTn;cS  
    得分 *P; cSx?2  
    MTF侧重平均值 :v Do{My^1  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U EpUBO}q]  
    3.3 O]cuJp  
    0.75 !3;KC"o  
    Pentax FA 28~70/4 AL ggL^*MV  
    3.3 o$rA;^2X  
    0.75 +L hV4@zC  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U EFdo-.Ax  
    3.2 <_ruVy0]  
    0.74 NjH` AMGBT  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U n1    
    3.1 T)lkT?  
    0.73 EN-;@P9;C  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 B }t529Z  
    3.1 5i1E 5@~  
    0.73 Q^} Ib[  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D g/(3D  
    3.0 ={G0p=~+,p  
    0.72 ,ui=Wi1  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp MG-#p8  
    3.0 UNF@%O4_T  
    0.72 J>dIEW%u  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 7wz9x8\t  
    2.9 $, vX yZ  
    0.72 ~kp,;!^vr  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 FByA4VxB  
    2.9 +aZcA#%  
    0.71 5MHc gzyp  
    Contax 28~70/3.5-4.5 G/N1[)  
    2.8 4'# ?"I  
    0.71 |7)oX  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D *b,4qMr  
    2.8 77H"=  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro ZbfpMZ g  
    2.7 `6RR/~kP(  
    0.70 1{-yF :A  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 wBI>H 7A  
    2.7 )s|o&aP>  
    0.70 :-tMH02c  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 pg.BOz\'q  
    2.6 HAmAmEc,  
    0.69 @bF4'M  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 MG:eI?G/'  
    2.3 @ D.MpM}~  
    0.66 Ny5$IIF e  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 !6FO[^h||H  
    2.0 [=]LR9c4  
    0.64 ~s2la~gu  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 "_ H 9]}Q  
    1.8 0BP Ubp(  
    0.62 ~v6]6+   
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: 2#Du5d  
    镜头品牌规格 821;;]H  
    得分 qGdoRrp0Ov  
    MTF侧重平均值 #c$z&J7e  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO (>C$8)v  
    3.2 agd^ga3  
    0.74 oH;9s-Be  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U q$'D}OHT  
    3.1 _c>8y  
    0.74 9xOTR#B:_V  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 zuS4N?t`p  
    3.0 \49s;\I]  
    0.73 >Xi/ p$$7u  
    Sigma  70~210/4-5.6 7;9 Jn  
    2.9 p&2oe\j$,  
    0.72 ~EM(*k._  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 5;X r0f  
    2.9 X16vvsjw5  
    0.72 b6! 7 j  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 C#TP1~6  
    2.9 1ZY~qP+n+  
    0.72 +!mEP>  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D  {gb` %J  
    2.8 /vs79^&  
    0.71 @plh'f}  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 #ri;{d^6  
    2.7 g(dReC  
    0.69 o>HU4O}  
    Yashica AF 70~210/4.5 3fxcH  
    2.7 (_=R<:  
    0.69 d:{}0hmxI  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 `_SV1|=="8  
    2.6 :!wl/X ~  
    0.69 Ey)ey-'\  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ~\+Bb8+hpJ  
    2.6 3F32 /_`  
    0.69 N(%(B  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U PR7B Cxm  
    2.4 kS4YxtvB  
    0.67 y@rg_Paq  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 1Gy [^  
    2.4 U|Uc|6  
    0.67 w+$~ ds  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 9.BgsV .  
    镜头品牌规格 CU:HTz=  
    得分 S$ k=70H  
    MTF侧重平均值 j/;wxKW  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ?JBA`,-  
    3.7 "s}Oeu[  
    0.78 {DZ xK(  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 9"zp>VR  
    3.6 [eFJ+|U9  
    0.78 J-qUJX~4c  
    Canon EF 20~35/2.8 L qRHT~ta-?  
    3.5 S]NT+XM  
    0.77 DFvGc`O4  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 dDa&:L  
    3.5 t N4-<6  
    0.77 5_1\{lP  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U u4$R ZTC  
    3.4 /D964VR1M\  
    0.76 q:=jv6T#  
    Pentax FA 20~35/4 AL B$qTH5)W  
    3.4 A0OA7m:~4  
    0.76 bd H+M?k  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Tn9F g7<  
    3.3 Bg}l$?S  
    0.75 33&l.[A"!}  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 +X`&VO6~  
    3.3 %cBOi_}}~  
    0.75 9bhubx\^/  
    Canon 20~35/3.5 L ]E)\>Jb  
    3.3 &xZSM,  
    0.75 P-<1vfThH  
    Canon EF 17~35/2.8 L U8-OQ:2.  
    3.2 Uq~b4X$  
    0.74 !a25cm5ys  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX !2>@:CKX  
    3.1 I9m9`4BK  
    0.73 [$td:N *  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 mn\A)R Q  
    2.9 I@\D tQZ  
    0.72 R+_!FnOJ  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 bZr,jLEf  
    2.8 n_:EWm$\  
    0.71 v+}${h9  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 G"tlJ7$myQ  
    2.7 S^ D7}  
    0.70 *}T|T%L4)  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro v??$z#1F3  
    2.5 'IT]VRObP  
    0.68 EJRkFn8XG'  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF zR <fz  
    2.4 }!?RB v'W  
    0.67 tCm]1ZgRW  
    ,p /{!BX  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 @WJ\W`P  
    zG8g}FrzG;  
    6. 传言的证实 通过一些比较,还证实了摄影界通过实际经验作出的一些结论。德国镜头确实素质不凡,19款顶级镜头中徕卡占了6款,康太时(德日合作)占了四款。但也并不比其他专业级镜头有很大优势,表现出性能价格比较低。又如传说尼康手动聚焦镜头好于自动聚焦镜头。经检验尼康F35~135/3.5-4.5和F35~70/3.5-4.5镜头得分都达到3.3分,MTF侧重平均值为0.75,而AF35~135/3.5-4.5和AF35~70/3.5-4.5镜头的得分都只有2.6,MTF侧重平均值只有0.69,成像素质确实降低不少。传说宾得镜头素质在美能达之上,现在看来宾得的手动镜头确实不错,还放了几个卫星,但自动镜头却表现一般。如售价高达1.4万元的80~200/2.8专业头,得分只有3.2分,低于售价仅有5100元的图丽80~200/2.8。其业余级的标准和远摄变焦镜头都排在同级别镜头的最后几位,这也是宾得镜头声望越来越小的原因。适马镜头近几年异军突起,28~70/2.8EX镜头比原同级别镜头高出0.5分。70~200/2.8 Apo EX镜头已与尼康,美能达同级镜头并驾齐驱,远高于昔日的竞争对手图丽。 0S9~db  
    >< >%;HZ  
    当然,镜头的MTF值并不是万能的,它没有表现镜头的畸变和眩光,因此不能说明镜头的一切。但它确实是现阶段表现镜头光学能力最科学,最全面的指标。掌握了镜头的MTF曲线图,即可以买到最好性能价格比的镜头,又可以根据镜头曲线的指示,在摄影中尽可能扬自己镜头所长,避自己镜头之短,在较好的MTF值段拍摄,充分做到物尽其用。
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2010-02-10
    Re:轉載 :MTF
    MTF說穿了就是PSF的空間頻率響應
    离线zhugerufeng
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    只看该作者 2楼 发表于: 2010-07-04
    very good.
    离线luckytim
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    只看该作者 3楼 发表于: 2010-09-25
    很好的文章
    离线joyinmay
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    只看该作者 4楼 发表于: 2011-02-24
    看完了还是不懂,有没有通俗易懂的?
    离线drymatini
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    只看该作者 5楼 发表于: 2011-07-06
    啥都通俗易懂 还要用脑子么?
    离线空空也
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    只看该作者 6楼 发表于: 2012-12-01
    very dood
    离线空空也
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    只看该作者 7楼 发表于: 2012-12-16
    very dood
    离线空谷幽蓟
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    只看该作者 8楼 发表于: 2012-12-31
    看完了,长进了~
    离线wangyue8
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    只看该作者 9楼 发表于: 2013-04-26
    非常有帮助 谢谢