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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&EEF  
    c}2jmwq  
      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: >s<^M|S07  
    /w}u3|L$  
      MTF = Vo / Vi Jcrw#l8|C  
    G;l_|8<t#\  
      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。 OG>}M$ Ora  
    1pgU}sRk  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? <nT +$  
    }khV'6"'|  
      (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。 5Ou`z5S\k  
    oYm[V<nIl  
      (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)。 DK: o]~n  
    Na]:_K5Dp  
      看看photodo的例子: ddJe=PUb  
    <+?7H\b  
    (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 ]QlwR'&j/n  
    ]H+8rY%+  
      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,m B$LY  
    `xqr{lhL  
      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。 l*d(;AR  
    ~d|A!S`  
    MTF(续) ] Zy5%gI  
    1SCR.@ k<  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 gc-@"wI?  
    *Doa* wQ  
    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。 -z)n?(pftm  
    $QN"w L||  
    浅谈MTF值的含义 .$+#1-  
    "&G/T ?4  
    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。 /<|%yE&KhJ  
    P2#XKG  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 i:Y^{\Z?V  
    1mOh{:1u  
    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。 7QiIiWqIWC  
    iT gt}]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。 !Prg_6 `  
    s(/; U2"e  
    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。 OEA&~4&{7  
    rWa2pO  
    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。 MyJ%`@+1  
    Jh,]r?Bd  
    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: %)zodf  
    镜头品牌规格 Vc&! OE  
    得分 3no%E03p  
    MTF侧重平均值 V5V bJBpf  
    Contax 28~85/3.3-4  mHdA2  
    4.0 E7j(QO f  
    0.81 [9evz}X  
    Canon EF 28~70/2.8 L @E7DyU|  
    3.9 qkDI](4  
    0.81 N} G[7Rp8l  
    Nikon AF 35~70/2.8 zy/@ WFPE  
    3.8 y\4L{GlBM  
    0.79 .o(fe\KHf  
    Minolta AF 28~70/2.8 wh$sn:J  
    3.7 [B\h$IcRv  
    0.78 2=,lcWr  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp K[YI4pt7  
    3.5 jS]ru-5.  
    0.77 ]b2pG'  
    Leica 28~70/3.5-4.5 :~"CuB/  
    3.2  VA6}  
    0.75 P+@/O  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 5sj4;w[  
    3.1 S 6@u@C  
    0.73 o4G?nvK-  
    Sigma AF 28~70/2.8 Yb|c\[ %  
    3.0 ]sf7{lVT  
    0.73 a!6{:8Zi0  
    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。 W <9T0sZ  
    eVjBGJ=2e  
    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: 44ek IV+?  
    镜头品牌规格 BTqS'NuT  
    得分 ZCMw3]*  
    MTF侧重平均值 h5*JkRm  
    Leica 80~200/4 T"{>t  
    4.2 !#], hok8X  
    0.83 eBZXI)pPh  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D QO<jI#  
    4.1 UdT *E: 6  
    0.82 M8MR oA6F  
    Canon EF 70~200/2.8 L 2J7:\pR^  
    4.1 7OcW C-<  
    0.82 1F5XvQl  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX |7'df&CA  
    3.9 YqhAZp<  
    0.81 mitHT :%r2  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 9&-dTayIz  
    3.9 ^cOUQ33  
    0.81 t6bV?nc  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED y`Wty@  
    3.9  ~^NtO  
    0.80 .5^cb%B*  
    Contax 80~200/4 jD$,.AVvz  
    3.8 }^ApJS(FQ  
    0.79 R/~p>apg8  
    Tokina AF 80~200/2.8 f(>p=%=O  
    3.4 [<lHCQXJ/  
    0.76 l5S aT,%  
    Leica 70~210/4 NO*u9YH?  
    3.3 .?8;qA  
    0.75 -o ^7r@6  
    Pentax FA 80~200/2.8 v,FU^f-'  
    3.2 8 }I$'x  
    0.74 du<tGsy  
    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。 H[6:_**?o  
    [>jbhV'  
    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: .p<:II:6  
    镜头品牌规格 Vh'P&W?[  
    得分 u(z$fG:g  
    MTF侧重平均值 L7n D|  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U kYzIp  
    3.3 `!ob GMTQ<  
    0.75 ef 8s<5"4  
    Pentax FA 28~70/4 AL &Qf/>@ l}  
    3.3 "M<8UE\n  
    0.75 iFd+2S%  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ]i|h(>QWP  
    3.2 E(*0jAvO[z  
    0.74 &fDIQISC  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 3lf=b~Zi)  
    3.1 F6|TP.VY_.  
    0.73 $.Qkb@}  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 p2hB8zL  
    3.1 z 9vInf@M  
    0.73 fe\mL mK9  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D bBiE  
    3.0 1$xNUsD2  
    0.72 ~uj#4>3T  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp W =D4r  
    3.0 T-'OwCB1q  
    0.72 /MIe(,>Uh  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 >BV^H.SO|1  
    2.9 .iYJr;9`d  
    0.72 R4[N:~Z$|  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 (o 5s"b  
    2.9 [@&m4 7  
    0.71 OC_+("N  
    Contax 28~70/3.5-4.5 NpE*fR')  
    2.8 V><,UI=,n  
    0.71 Mer/G2#&  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ?qmRbDI  
    2.8 jte.Xy~g  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro E~DQ-z  
    2.7 C(eTR1  
    0.70 {AhthR%(1  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ;!>rnxB?4  
    2.7 @bi}W`  
    0.70 evya7^,F  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 a[>/h3  
    2.6 EGGWrl}1  
    0.69 qFicBpB  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 yks__ylrl(  
    2.3 _:ReN_0  
    0.66 =T3 <gGM  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 [meO[otb  
    2.0 o8 IL $:  
    0.64 R8Wr^s>'  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 `Syl:rU~y@  
    1.8 lXx=But  
    0.62 h8x MI  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: OsTc5K.U~  
    镜头品牌规格 kVuUjP6(c  
    得分 vt/x ,Y  
    MTF侧重平均值 v3*_9e  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Z|&MKG24  
    3.2 EH- sZAv  
    0.74 5^}\4.eXo  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U I )~GZ  
    3.1 w0[6t#$F  
    0.74 n"h `5p5'  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ({ +!`}GY  
    3.0 `:ArT}F  
    0.73 EZgq ?l~5O  
    Sigma  70~210/4-5.6 TCMCK_SQL  
    2.9 +UCG0D  
    0.72 Hf%@3X  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 mbKZJ{|4s  
    2.9 k 9_`(nx  
    0.72 $6#CqWhI  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 9d>-MX'  
    2.9 H/"-Z;0{  
    0.72 q?H|o(  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D mWv3!i;G<s  
    2.8 g6y B6vk  
    0.71 ?L x24*5%  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 0^v`T%|fTX  
    2.7 # ncRb  
    0.69 2ElJbN#  
    Yashica AF 70~210/4.5 1]d!~  
    2.7 3(``#7  
    0.69 gGR"Z]DBk  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 )n1_(;  
    2.6 I^* Nqqq  
    0.69 goLL;AL  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ay4 %  
    2.6 :v YYfs&  
    0.69 ?#Ge.D~u  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U Ah1]Y}sy  
    2.4 W=ig.-  
    0.67 y3vdUauOn  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 K> %Tq  
    2.4 adlV!k7RG  
    0.67 oxr#7Ei0d  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 'Oxy$U   
    镜头品牌规格 "H2EL}3/]  
    得分 &`h{i K7  
    MTF侧重平均值 '"`IC\N^  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 HsxVZ.dS  
    3.7 ;[(oaK@+n  
    0.78 O],T,Z?z  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 1kz\IQ{  
    3.6 3v(*5  
    0.78 SP@ >vl+;  
    Canon EF 20~35/2.8 L V#v`(j%  
    3.5 bkRLC_/d  
    0.77 8bxfj<O,  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 #+JG(^%B  
    3.5 _,kj:R.  
    0.77 CZ8KEBl  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U G3t xj  
    3.4 "<6G6?sz  
    0.76 bT</3>+C  
    Pentax FA 20~35/4 AL I) rCd/  
    3.4 =NpYFKmMhV  
    0.76 hC:n5]K  
    Minolta AF 17~35/2.8 G r+'qd)  
    3.3 XFg 9P}"  
    0.75 8."]//V  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Cmu@4j&  
    3.3 1f%1*L0>@  
    0.75 Y2|#V#  
    Canon 20~35/3.5 L "33Fv9C#bK  
    3.3 eP.wOl  
    0.75 #||}R[~P"  
    Canon EF 17~35/2.8 L EJj.1/]|r  
    3.2 Uq[>_"}  
    0.74 ^/uA?h:]\  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX czA5n  
    3.1 :8I9\eet3  
    0.73 Q}`0W[a ~  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 LU \i0|i|  
    2.9 j >Ht@Wi  
    0.72 D!@Ciw  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Ac96 [  
    2.8 4hO!\5-w:  
    0.71 ~Uu4=  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 RW|`nL  
    2.7 )5rb&M}  
    0.70 tW.9yII  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro tankR9(o  
    2.5 }bs+-K  
    0.68 [I0:=yJ+  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF O $LfuL  
    2.4 >c1!p]&V  
    0.67 *7:>EP  
    s0\X ^  
    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。 -] L6=  
    Z.c'Hs+;  
    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。 eS{!)j_^  
    $}RJ,%~'x  
    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