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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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    离线lchg_yy
     
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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 P qC#[0Qy  
    2L;=wP2?{  
      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: C|Y[T{g?t  
    3M+rFB}tS  
      MTF = Vo / Vi fCN+9!ljG`  
    ub fh4  
      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。 3u[8;1}7Q  
    Jnd_cJ]a  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? pZeO dh  
    -`{W~yz  
      (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。 ilVi  
    HfhI9f_x  
      (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)。 s@iY'11  
    Zzg zeT+bv  
      看看photodo的例子: eGg6wd  
    p`A2^FS)  
    (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 Rc{R^5B  
    2)}*'_E9  
      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。 (0#$%US\  
    w' J`$=  
      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。 T(Q ~b  
    `pCy:J?d>l  
    MTF(续) [jlum>K  
    0wNlt#G;{  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 hKN ;tq,  
    bo90;7EK8  
    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。 @iV-pJ-  
    GRYw_}Aa  
    浅谈MTF值的含义 [pp|*@1T  
    r,.j^a  
    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。 d7G@Z|R3p  
    onRTX|#  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 r ~UDK]?V  
    ogQfzk  
    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。 :x[()J~N  
    o!~XYEXvUa  
    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。 +%,oq ]<[,  
    Z ]  G#:  
    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。 0AffD:  
    jlF3LK)9q  
    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。 `Rfe*oAf  
    ^yc8is'`  
    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: PDw+Q  
    镜头品牌规格 \xggIW.^0  
    得分 psmDGSm,&  
    MTF侧重平均值 6Y\TVRR  
    Contax 28~85/3.3-4 _+aR| AEC  
    4.0 0{ B<A^Bf  
    0.81 :vEfJSA 1<  
    Canon EF 28~70/2.8 L M[z1B!rT  
    3.9 !e<2o2~.  
    0.81 :w5g!G?z  
    Nikon AF 35~70/2.8 ;>6~}lMgJ  
    3.8 {*hvzS{1d  
    0.79 N2}Y8aR~  
    Minolta AF 28~70/2.8 Rzs u 7w  
    3.7 4XVwi<)  
    0.78 8'zl\:@N  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp e4Qjx*[G  
    3.5 tCO?<QBE  
    0.77 p6BDhT(RS  
    Leica 28~70/3.5-4.5 0U*f"5F  
    3.2 Ag+B*   
    0.75 CYE[$*g6y  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro <+q`Dk  
    3.1 .),9q z`  
    0.73 _oG%bNM  
    Sigma AF 28~70/2.8 GT] >  
    3.0 pL[3,.@WA  
    0.73 Hik=(pTu>  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ~XWBLU<  
    2SlL`hN>Z  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: M6Xzyt|  
    镜头品牌规格 zY*~2|q,s  
    得分 =X5w=(&  
    MTF侧重平均值 LVdR,'lS  
    Leica 80~200/4 2p;I<C:Eo  
    4.2 Uvc$&j^k  
    0.83 m='}t \=  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D {j`8XWLZZN  
    4.1 S},Cz  
    0.82 ^J hs/HV  
    Canon EF 70~200/2.8 L /8l@n dZf  
    4.1 QP50.P5g  
    0.82 F Xr\  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX U<sGj~"#  
    3.9 &0bq3JGW  
    0.81 J;wBS w%1  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo tw zV-8\  
    3.9 YCb|eS^u  
    0.81 w[ 3a^  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED Btzes.  
    3.9 ?<N} Xh  
    0.80 (*6 .-Xn  
    Contax 80~200/4 j8 2w 3  
    3.8 j<BRaT  
    0.79 C<T6l'S{?  
    Tokina AF 80~200/2.8 EyU6^  
    3.4 b|Ge#o  
    0.76 ZDp^k{AN9a  
    Leica 70~210/4 .nVY" C&  
    3.3 t$t'{*t( T  
    0.75 "bRjY?D  
    Pentax FA 80~200/2.8 GKF!GbGR@  
    3.2 F[jqJzCz  
    0.74 0iR?r+|  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 <{;'0> ToM  
    ,38M6yD  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: ?Q"<AL>Z  
    镜头品牌规格 7\yh(+kN  
    得分 - uO(qUa#  
    MTF侧重平均值 4B[pQlg  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U T;{}bc&I  
    3.3 ?,v& o>*  
    0.75 Ho*B<#&(A|  
    Pentax FA 28~70/4 AL WwWOic2  
    3.3 G~u$BV'  
    0.75 _!,2"dS  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 9SA%'  
    3.2 7CF>cpw  
    0.74 ? -3G5yy  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U BKI-Dh  
    3.1 SD%3B!cpX  
    0.73 [X]hb7-&  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 IaRwPDj6  
    3.1 ' CJ_&HR  
    0.73 dZ* &3.#D5  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ARnq~E@1  
    3.0 ,+h<qBsV@  
    0.72 I H#CaD  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp v)|a}5={  
    3.0 | ~>7_:  
    0.72 ) d'H&c3  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 A@d 2Ukv  
    2.9 e&ZH 1^O  
    0.72 #pW!(tfN^a  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Syl9j]  
    2.9 Yg&/^  
    0.71 Z vC?F=tH  
    Contax 28~70/3.5-4.5 rbv  
    2.8 Jc5Y Gj7  
    0.71 I(&N2L$-  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D %1GKN|7  
    2.8 >Q"3dw  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro _^RN$4.R>  
    2.7 Uh1UZ r  
    0.70 x@O )QaBN!  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 !~7lY]_U  
    2.7 #7:ah  
    0.70 z$g__q-  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 k+i0@G'C(  
    2.6 A4d3hF~l`  
    0.69 Dh#5-Kf%  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ei1;@k/  
    2.3 4~oRcO8!Y  
    0.66 kDQE*o  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 %Y#W#G  
    2.0 /&@q*L  
    0.64 {H9g&pfv  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 <pG 4 g  
    1.8 d%q&[<'jf  
    0.62 f` -vnh^+  
    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: =\i%,YY  
    镜头品牌规格 \oGU6h<  
    得分 wXdt\@Qr  
    MTF侧重平均值 \7$"i5  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO "9*MSsU  
    3.2 mdmJne.  
    0.74 bng/v  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U +yk0ez  
    3.1 &h6 `hP_  
    0.74 7N vRZ!  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 >8vq`,e  
    3.0 0oi.k;  
    0.73 tdu:imH~  
    Sigma  70~210/4-5.6 }+u<w{-7/  
    2.9 pD~."fb  
    0.72 (otD4VR_  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 md\Vw?PkU  
    2.9 ,%V%g!6{  
    0.72 Yyw3+3  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 JH2-'  
    2.9 mmNn,>AO!  
    0.72 I>-1kFma;  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Pum&\.l  
    2.8 Ts=TaRwWf  
    0.71 hHOx ]  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 pOl6x iMx  
    2.7 7fT_]H8  
    0.69 &f)pU>Di  
    Yashica AF 70~210/4.5 D7B g!*  
    2.7 =XSupM[T  
    0.69 {[{jl G4H  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 sVnpO$  
    2.6 k%N$eO$  
    0.69 {irl}EeyC  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 -"2%+S{  
    2.6 :F"NF  
    0.69 _4k zlD  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U )U}`x }:,  
    2.4 ] J|#WtS  
    0.67 Q+U" %   
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 wwa)VgoS[  
    2.4 ^O"o-3dte  
    0.67 pYUQSsqC  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): iWe'|Br  
    镜头品牌规格 wo86C[  
    得分 1wggYX  
    MTF侧重平均值 w(y 9y9r]  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 $TAsb>W!(  
    3.7 S\k(0Sv9D  
    0.78 ;_=dB[M  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 7$"5qJ{s  
    3.6 ZNDjk  
    0.78 jnFN{(VH  
    Canon EF 20~35/2.8 L G{a_\'7  
    3.5 PL3oV<\4s>  
    0.77 pWoeF=+y]W  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2  @]V_%,  
    3.5 W{]r_`=:6S  
    0.77 dA(+02U/.  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U I]91{dq  
    3.4 +KP&D.wIo  
    0.76 S09Xe_q  
    Pentax FA 20~35/4 AL gm: xtN  
    3.4 O%} hNTS"  
    0.76 xu'b@G}12  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ZYTBc#f  
    3.3 3#`Sk`z<  
    0.75 *E/CNMn=E  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 }$3pS:_N~  
    3.3 %e/L .#0  
    0.75 _G^4KwYp  
    Canon 20~35/3.5 L O<?.iF%  
    3.3 ~(.&nysZ-  
    0.75 StLbX?d6  
    Canon EF 17~35/2.8 L jhka;m  
    3.2 YJZ`Clp?  
    0.74 aSfAu!j)  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX @@6c{r^P  
    3.1 m9$lOk4/  
    0.73 ;![rwra  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 Xh*Nu HH  
    2.9 /jn0Xh  
    0.72 };>~P%u32  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 ~8lB#NuN  
    2.8 t8~isuiK  
    0.71 %^;rYn3  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Rw!_j!  
    2.7 Xc G   
    0.70 6[a;83  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro |Tk'H&  
    2.5 7)x 788Z6  
    0.68 +,4u1`c|$  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF )JR&  
    2.4 uNvdlY]  
    0.67 6J3<k(#:  
    {jEEAH)  
    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。 x 4`RKv2m  
    FMqes5\ 3  
    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。 \8Yv}wQ  
    =n_>7@9l  
    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