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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 2#[Y/p  
    lu}[XN  
      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: e8#3Y+Tc  
    {!S/8o"]  
      MTF = Vo / Vi O*PHo_&G  
    .`p_vS9  
      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。 yUG5'<lX  
    t5qAH++axN  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 0T5>i 0/  
    q8lK6p\:W  
      (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。 z~_\onC  
    r]S9z  
      (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)。 IY:O?M  
    +OmSR*fA0  
      看看photodo的例子: 5a&w M  
    4ca-!pI0  
    (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 t<7WM'2<y  
    525 >=h  
      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。 "10VN*)J}  
    w~&]gyf  
      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。 *X #e  
    ._3NqE;  
    MTF(续) Dfo9jYPf  
    Gpu?z- )  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 -T8 gV1*(<  
    l.juys8s  
    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。 THp `!l  
    yd~fC:_ ]  
    浅谈MTF值的含义 B@=<'/S\7  
    E0Djo'64  
    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。 12a #]E  
    [ lW "M  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 !;gke,fB  
    o;mIu#u  
    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。 g@k9w{_  
    w!RH*S  
    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。 j1 <1D@UO  
    m =}X$QF`^  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 \sd"iMEi  
    q@9 i3*q;  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 r\d:fot  
    p#d UL9  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: <T[N.mB  
    镜头品牌规格 JWL J<z  
    得分 Z L</  
    MTF侧重平均值 m-RY{DO+  
    Contax 28~85/3.3-4 ea0tx3'  
    4.0 cloI 6%5r  
    0.81 =fG8YZ(  
    Canon EF 28~70/2.8 L LDeVNVM  
    3.9 E+zn\v  
    0.81 .M2&ad :  
    Nikon AF 35~70/2.8 SZ{cno1`  
    3.8 GuWBl$|+b  
    0.79 XB-|gPk  
    Minolta AF 28~70/2.8 E{ s|#  
    3.7 bOMP8{H,  
    0.78 Pfx71*u,  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp (N|xDl &;  
    3.5 I;-5]/,  
    0.77 ?w/nZQWi  
    Leica 28~70/3.5-4.5 z|*6fFE   
    3.2 3 ?F@jEQk  
    0.75 "v!HKnDT  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro gc3 U/ jM  
    3.1 f+Medc~  
    0.73 {K4t8T]  
    Sigma AF 28~70/2.8 2bnIT>(  
    3.0 ~@b}=+n  
    0.73 YBIe'(p  
    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。 NB5B$q_'#  
    Wmxw!   
    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: 0DIM]PS  
    镜头品牌规格 \BaN5+ B6  
    得分 $Wzv$4;  
    MTF侧重平均值 Y0O<]2yVx  
    Leica 80~200/4 :TYzzl43  
    4.2 zl 0^EltiU  
    0.83 up3<=u{>  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 0C+y q'D~[  
    4.1 l=~9 9mE  
    0.82 ({ kGK0  
    Canon EF 70~200/2.8 L ?>jArzI  
    4.1 50bP&dj&  
    0.82 efkie}  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 36WzFq#  
    3.9 j_uY8c>3\q  
    0.81 iH}rI'U.  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo nQ!#G(_nO  
    3.9 T.P Z}4  
    0.81 8tRh V2  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ajW$d!  
    3.9 FJ,\?ooGf  
    0.80 S%s|P=u  
    Contax 80~200/4 9hLmrYNM1  
    3.8 p z+}7  
    0.79 T{{AZV"pB  
    Tokina AF 80~200/2.8 $_7d! S"  
    3.4 $4*E\G8  
    0.76 j X!ftm2  
    Leica 70~210/4 %3#I:>si  
    3.3 +fCyR  
    0.75 X`v79`g_  
    Pentax FA 80~200/2.8 ="w8U'  
    3.2 VmH_0IM^6  
    0.74 i 2} =/  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 ^@LhUs>3  
    h-+a;![  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: HD8"=7zJk  
    镜头品牌规格 IfmIX+t?  
    得分 ]G o~]7(5|  
    MTF侧重平均值 Z=Y_;dS9  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ;/^]|  
    3.3 k#:@fH4{PA  
    0.75 ocA'goI-  
    Pentax FA 28~70/4 AL @1SKgbt>  
    3.3 -k[tFBl w  
    0.75 J%-lw{FC  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U < J<;?%]  
    3.2 k5%0wHpk=  
    0.74 g*r{!:,t  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 8&A|)ur4  
    3.1 G5nj,$F+  
    0.73 :*&9TNU E@  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 > ?{iv1  
    3.1 k E#_Pc  
    0.73 PxVI {:Uz  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ;GgQ@s@  
    3.0 Yx}"> ;\  
    0.72 #nf%ojh  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp Dss/>! mN  
    3.0 ^I0GZG  
    0.72 EO 9kE.g  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 cH*/zNp  
    2.9 hKzBq*cV  
    0.72 ZG \ I1  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 wp]7Lx?F  
    2.9 k"^t?\Q%vI  
    0.71 \`Ph=lJO  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Rqb{)L X*  
    2.8 b6WC @j`*T  
    0.71 2c>H(t h=  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Q1ABnacR  
    2.8 F<oc Y0=9p  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro sAjKf\][  
    2.7 @(,{_c]  
    0.70 ox\B3U%`p}  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 8NAWA3^B  
    2.7 jY#(A23  
    0.70 T?]kF-   
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 LcpyW=)}"V  
    2.6 nzE,F\k  
    0.69 TA@tRGP>  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 THbtu*El  
    2.3 |<$<L`xoe  
    0.66 srChY&h?<  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 :9x084ESR)  
    2.0 FG;<`4mY  
    0.64 =N@)CB7a  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Vr/` \441  
    1.8 ~g K-5}%!  
    0.62 WDoKbTv  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: |?fW!y  
    镜头品牌规格 =ve*g&  
    得分 _8NEwwhc  
    MTF侧重平均值 n$OE~YwP{  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ]4 K1%ZV  
    3.2 l#5~ t|\  
    0.74 _,Rsl$Tk'  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U =mi:<q  
    3.1 S`W'G&bCj  
    0.74 VT5cxB<  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 #A|D\IhF  
    3.0 lZS_n9Sc  
    0.73 Xew1LPI  
    Sigma  70~210/4-5.6 Hlt8al3  
    2.9 n2jvXLJq  
    0.72 f- k|w%R@  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 c+Q.?vJ  
    2.9 i!1ho T$  
    0.72 u^aFj%}]L  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 %EJ\|@N:  
    2.9 wZo.ynXT  
    0.72 {;Y 89&*R  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D _X,[]+ziu%  
    2.8 *gM,x4Y  
    0.71 uXG`6|?  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Hyq@O 8  
    2.7 JGk3 b=K  
    0.69 5q(]1|Se i  
    Yashica AF 70~210/4.5 J8u{K.( *7  
    2.7 qLQ <1>u  
    0.69 Sc4obcw%  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 .)"_Q/q  
    2.6 9lZAa8Rxi  
    0.69 ~|y^\U@  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 tb:,Uf>E  
    2.6 7xv4E<r2  
    0.69 5|<yfk8*J  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ~7lTqY\  
    2.4 ?Do^stq'4  
    0.67 hzT{3YtY2  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ,67"C2Y  
    2.4 (~j,mk  
    0.67 mQd4#LJ_  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ]>R`;"(  
    镜头品牌规格 aN^]bs?R  
    得分 *#&k+{a^2  
    MTF侧重平均值 qj~flw1:  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 <*s"e)XeqF  
    3.7 &a%WM   
    0.78 /9x{^  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Usa+b A  
    3.6 w5F4"nl#O}  
    0.78  ]{f^;y8  
    Canon EF 20~35/2.8 L <Rcu%&;i  
    3.5 .]W ;2G  
    0.77 KQG-2oW  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 @s_3 0+  
    3.5 G'ij?^?  
    0.77 w)+wj[6 E  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U yfmp$GO:  
    3.4 403[oOj  
    0.76 uh]"(h(>  
    Pentax FA 20~35/4 AL  f~w>v  
    3.4 BdN8 ^W  
    0.76 3lo;^KX !  
    Minolta AF 17~35/2.8 G si_W:mLF{a  
    3.3 $4Z+F#mx  
    0.75 BjJ,"sT  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 R/^@cA  
    3.3 &4,WG  
    0.75 "j{i,&Y$_  
    Canon 20~35/3.5 L *IC^IC:  
    3.3 O^5UB~  
    0.75 T4mv%zzS  
    Canon EF 17~35/2.8 L >^a$  
    3.2 1EVfowIl  
    0.74 <f N; xIB  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 0,HqE='w  
    3.1 7ftR 4  
    0.73 Pm4e8b  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 6+.>5e  
    2.9 D^Te%qnW  
    0.72 'T\dkSJv;V  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 i+g~ Uj}h  
    2.8 8z Y)J#  
    0.71 n-DaX kK  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 nqT>qS[Z  
    2.7 &5?G-mn  
    0.70 AXs=1  e  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro >R!"P[*  
    2.5 3UdU"d[75  
    0.68 Q]@c&*_|  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF +R!zs  
    2.4 e}c&LDgU  
    0.67 B`fH^N  
    o\Uu?.-<  
    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。 cFK @3a  
    GcT;e5D  
    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。 F/>*If s  
    iv*V#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