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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 $S~e"ca1  
    5ZG-3qj  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: i3T]<&+j5  
    d|UK=B^x  
      MTF = Vo / Vi D8u_Z<6IjI  
    F<'@T,LVc  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 [I*BEJ;W'  
    Vz$X0C=W;H  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Hu"?wZj  
    _7?LINF9  
      (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。 B(<;]  
    Iu`B7UOF  
      (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)。 `mU'{  
    ^j1?LB  
      看看photodo的例子: n@9*>D U  
    S`yY<1[O  
    (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 - V Rby  
    1b)^5U ;  
      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。 Z-(Vfp4  
    7r=BGoA2E  
      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。 92}UP=RW!  
    1-.UkdZ}  
    MTF(续) !oTF2Q+C  
    \IZfp=On  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Xne{:!btw  
    tlo"tl_]  
    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。 fL[(;KcAa  
    8+ 5-7)  
    浅谈MTF值的含义 b<UZD yN~  
    s'yA^ VPf  
    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。 X9^a:7(  
    <&3qFK*9r  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 4u;db_gX  
    )M5:aSRz  
    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。 Xz`?b4i  
    qp>V\h\  
    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。 rSU%!E+|<  
    a%2r]:?^?  
    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。 Fwn4c4-%  
    8NLTq|sW  
    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。 y>zPsc,  
    .VF4?~+M-  
    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: eup#.#J  
    镜头品牌规格 0w?\KHT  
    得分 v@bs4E46e  
    MTF侧重平均值 PfTjC"`,  
    Contax 28~85/3.3-4 SdF*"]t  
    4.0 1=C>S2q  
    0.81 = E'\  
    Canon EF 28~70/2.8 L U[5  
    3.9 ;hsgi|Cy-  
    0.81  :~JgB  
    Nikon AF 35~70/2.8 mO$]f4}  
    3.8 b?U!<s.  
    0.79 Q8.SD p  
    Minolta AF 28~70/2.8 %h;~@-$  
    3.7 aagN-/mgm  
    0.78 h amn9  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp A-:58Qau+  
    3.5 h@$M.h@mcG  
    0.77 56(S[  
    Leica 28~70/3.5-4.5 gD0O7KO  
    3.2 2T!pFcc  
    0.75 o@[yF<  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro m_~!Lj[u.  
    3.1 Y4,~s64e  
    0.73 (xffU%C^  
    Sigma AF 28~70/2.8 T1ZAw'6(K  
    3.0 oGpyuB@A/  
    0.73 a5o&6_  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 >jU.R;H5  
    Tvr2K84l  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: OgjSyzc  
    镜头品牌规格 (C/2shr 8  
    得分 DYlu`j_ux  
    MTF侧重平均值 }9[E+8L1  
    Leica 80~200/4 2<Lnfc<^k  
    4.2 F"xD^<i  
    0.83 ]8*#%^  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 4[t1"s~Wg  
    4.1 1au1DvH  
    0.82 ^`NU:"  
    Canon EF 70~200/2.8 L Y9fktg.  
    4.1 nff&~lwhZ  
    0.82 L 1=HD  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX CqQ>"Y  
    3.9 .XR`iX Y  
    0.81 Uu xbN-u  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo f Co-ony  
    3.9 zJNiAc  
    0.81 D4%5T>^LW[  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED wS"[m>.{v  
    3.9 [xiZkV([  
    0.80 ! 9B| `  
    Contax 80~200/4 tW;?4}JR  
    3.8 k4iu`m@^H  
    0.79 lNuZg9h  
    Tokina AF 80~200/2.8 C=L_@{^Rgb  
    3.4 p$^}g:  
    0.76 JFe %W?}.D  
    Leica 70~210/4 T-x1jC!B'  
    3.3  ?CKINN  
    0.75 7g1" s1~or  
    Pentax FA 80~200/2.8 F/z$jj)  
    3.2 [|PVq#(  
    0.74 ,@"Z!?e  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 qUX   
    y&T(^EA;  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 1'tagv?  
    镜头品牌规格 dj,7lJy  
    得分 N=hr%{} c  
    MTF侧重平均值 g'G%BX  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U `C 'WSr  
    3.3 ~_v?M%5i  
    0.75 }Th":sin},  
    Pentax FA 28~70/4 AL (as'(+B  
    3.3 {B$cd?}  
    0.75 #;GIvfW  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 7n W*3(  
    3.2 Z}_{@|  
    0.74 T;D`=p#  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U [9S\3&yoh  
    3.1 C 9IKX  
    0.73 1{\{'EP{  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 b5u_x_us|  
    3.1 x9}D2Ui  
    0.73 OH~X~n-Z  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D .sNUU 3xSC  
    3.0 1;E[Ml  
    0.72 R=ddQ:W6g  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp g;)xf?A9q  
    3.0 {6Tw+/`P  
    0.72 j3 d=O!  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 M,1Yce%+}  
    2.9 2Wz/s 0`  
    0.72 o"D`_ER  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 [oN}zZP]  
    2.9 IE*GF27n  
    0.71 AnVj '3  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ?Pz:H/ $  
    2.8 )yp+!\  
    0.71 r2?-QvQ  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D  `=b)fE  
    2.8 _urv We  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro k]FP1\Y  
    2.7 #iD5& klo\  
    0.70 AkdONKO8{  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 H|>dF)%pj  
    2.7 F[/Bp>P7  
    0.70 l{wHu(1  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 v{4K$o  
    2.6 9Mo(3M  
    0.69 oj*5m+:>a  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 CU)'x E  
    2.3 `?VtB!p@x=  
    0.66 oeKI9p13\  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 q,-bw2   
    2.0 g2%&/zq/  
    0.64  4"72  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 lVY`^pw?  
    1.8 nW2 fB8yq  
    0.62 I12WOL q  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: )f]E<*k'E  
    镜头品牌规格 *IWO ,!  
    得分 3Gi#WV4$  
    MTF侧重平均值 }8cL+JJU  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO )@)wcf!b  
    3.2 8v)pPJr  
    0.74 K FV&Dt}<  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U +@D [%l|  
    3.1 @$'k1f(u>  
    0.74 [FLRrTcE  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 "l~wzPY)  
    3.0 , Zs:e.  
    0.73 _YzItge*  
    Sigma  70~210/4-5.6 LY}%|w  
    2.9 bTB/M=M  
    0.72 %g7 !4  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 G]5m@;~l5  
    2.9 xZAc~~9tD  
    0.72 JmB7tRM8  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 $I&DAGV0  
    2.9 =N,9#o6^  
    0.72 o>x*_4[  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D [)U|HnAJ  
    2.8 hX4&B  
    0.71 nxH=Ut7{  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 _?Zg$7VJ  
    2.7 Cv{>|g#  
    0.69 Ut4cli&cC  
    Yashica AF 70~210/4.5 :lz@G 4 =C  
    2.7  B[jCe5!w  
    0.69 --E_s /   
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 GkqKIs  
    2.6 x zmg'Br  
    0.69 yVd}1bX  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 .G#wXsJj  
    2.6 b|| c^f  
    0.69 In)8AK(Hw  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U e"HA.t[A  
    2.4 g[<K FVlG  
    0.67 [#$:X+lw  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 F9(*MP|  
    2.4 W0%cJ8~  
    0.67 l<I.;FN^9@  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): s0,c4y  
    镜头品牌规格 !v(j#N< m  
    得分 >Qg`Us#y  
    MTF侧重平均值 0Q>f,}W%>  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 dLl/V3C6t  
    3.7 b 'p0T1K(  
    0.78 \k\ {S2SU  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF @Bs7kjuX  
    3.6 e1a8>>bcI  
    0.78 "HI&dC  
    Canon EF 20~35/2.8 L TZ8:3ti  
    3.5 m'D_zb9+  
    0.77 Dizc#!IGU  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ST'M<G%4E  
    3.5 %D|p7&  
    0.77 O ;,BzA-n  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U K(P24Z\#  
    3.4 297X).  
    0.76 pC<~\RR  
    Pentax FA 20~35/4 AL 07pASZ;~  
    3.4 !DgN@P.o  
    0.76 +>BLox6  
    Minolta AF 17~35/2.8 G akg$vHhK4  
    3.3 KLVkPix;$  
    0.75 B->3/dp2c'  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 rH@ {[~p  
    3.3 XV)<Oavs  
    0.75 9z>I&vcX  
    Canon 20~35/3.5 L hgt@Mb   
    3.3 _XLGXJ[B  
    0.75 fyYHwG  
    Canon EF 17~35/2.8 L >fG=(1"  
    3.2 N.r8dC  
    0.74 SM%N ]/@U  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 37C'knW  
    3.1 Wp7lDx  
    0.73 }G8gk"st  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 1+wmR4o  
    2.9 e5\/:HpI  
    0.72  6/u]r  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 }J=>nL'B  
    2.8 Ht >5R  
    0.71 ]B8`b  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 SP}!v5.  
    2.7 $;GH -+  
    0.70 +qN}oyL  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro .`./MRC  
    2.5 ['~E _z  
    0.68 T'VZ=l[  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF *u J0ZO9  
    2.4 An0Dq jR  
    0.67 zG IxmJ.  
    c5 ^CWk K  
    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。 dnEIR5%+.  
    !{u`}:\  
    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。 R y47Fze  
    d_7v1)j  
    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