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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 a%igc^GS2  
    kbcqUE  
      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: L&nqlH@+~  
    mcgkNED  
      MTF = Vo / Vi %7vjYvo>  
    +Dwq>3AH  
      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。 \YN(rD-  
    $eQf5)5  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? I%#&@  
    xJemc3]2  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 qwd7vYBc,  
    Kb icP<  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 k&M9Hn2  
    Pr_$%x9D  
      看看photodo的例子: UU;U,q  
    OMM5p=2Q  
    (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 eCfy'US;@3  
    a"Q>K7K  
      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。 `rQDX<?  
    kE` V@F  
      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。 $6Az\Iu *  
    =|Vm69  
    MTF(续) 4n 9c  
    ^U@-Dp,k+  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 N{<9N jmm  
    M>m+VsJV  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 Ku3/xcu:My  
    V#-\ 4`c  
    浅谈MTF值的含义 +`_Km5=  
    nbf w7u  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 6:$+"@ps  
    Q(0eq_X|6  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 zh6 0b{  
    [e.@Yx_}  
    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。 Hi5}s  
    |tua*zEsS  
    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。 3H_%2V6#V1  
    Dc;zgLLL  
    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。 h^aUVuL/  
    jYJRG<*e  
    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@v_hc  
    3^x C=++  
    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: p+7ZGB  
    镜头品牌规格 {DVu* %|  
    得分 E3`&W8  
    MTF侧重平均值 }bM=)eUfX  
    Contax 28~85/3.3-4 ! {c"C  
    4.0 J*}Qnl+  
    0.81 B(/)mB  
    Canon EF 28~70/2.8 L v[t *CpGd  
    3.9 XkE'k;AEx  
    0.81 f;Uf=.#F  
    Nikon AF 35~70/2.8 E6njm du  
    3.8 XI8rU)q  
    0.79 ouO<un  
    Minolta AF 28~70/2.8 (Ymj  
    3.7 aNxq_pRb  
    0.78 rh+2 7"  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp C;BC@OE  
    3.5 WiBO8N,%`  
    0.77 BH+@!H3 hf  
    Leica 28~70/3.5-4.5 |',$5!:0O  
    3.2 hDAxX= FM  
    0.75 V3] Z~@  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro sn=_-uoU  
    3.1 2C@s-`b   
    0.73 hnD=DLW $  
    Sigma AF 28~70/2.8 {L9WeosQ  
    3.0 v5Qp[O_  
    0.73 rM5{R}+;  
    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。 IP3%'2}-  
    ,MRAEa2  
    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: Q xg)Wb#  
    镜头品牌规格 NL7CeHs5  
    得分 U5!T-o;3}  
    MTF侧重平均值 mYRW/8+g  
    Leica 80~200/4 IJz=SV  
    4.2 f 3t&Bcw$  
    0.83 N-cLp}D}WB  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 0g&#hW};[6  
    4.1 g[ dI%  
    0.82 B!X;T9^d  
    Canon EF 70~200/2.8 L ehe;<A  
    4.1 +`D,7"{Eu  
    0.82 `L#`WC@[o  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX BGO!c[-  
    3.9 f:_mrzz  
    0.81 CQGq}.Jt!  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo [8OQ5}do/  
    3.9 :K]&rGi,  
    0.81 /6@iRswa  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ;5TQH_g  
    3.9 wx2 EMr   
    0.80 .{}=!>U2  
    Contax 80~200/4 : #om6}   
    3.8 m?4L>'  
    0.79 dd&n>A3O=  
    Tokina AF 80~200/2.8 7>sNjOt@M  
    3.4 ` <3xi9  
    0.76 E!_mXjlPc  
    Leica 70~210/4 Y(D&JKx  
    3.3 tITx+i  
    0.75 qY^@^)b[  
    Pentax FA 80~200/2.8 C 7e  
    3.2 E]<Ce;Vj  
    0.74 \4qw LM?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。 F )|0U~  
    S( nZ]QEG  
    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: M`jqU g  
    镜头品牌规格 _/(7:  
    得分 _${//`ia=  
    MTF侧重平均值 |y T-N3H@  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U zVL"$ )  
    3.3 ) }.<lSw  
    0.75 /j|Rz5@ =  
    Pentax FA 28~70/4 AL U.mVz,k3  
    3.3 dd=' ;%?  
    0.75 o fw0_)!Q  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U S="teH[  
    3.2 =!pfgE  
    0.74 )4@La&  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U wAn}ic".b  
    3.1 }g@5%DI]  
    0.73 1+0DTqWz  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 pD )$O}  
    3.1 V_.n G;  
    0.73 Ta 0Ln  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 'tRaF  
    3.0 |#x]FNg  
    0.72 _Vj uQ  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp } eL*gy  
    3.0 4IEF{"c_8  
    0.72 &F xw19[G  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 [`'[)B  
    2.9 (w+dB8 )X  
    0.72 p"lTZ7c:Y  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 v\;hI5WY  
    2.9 -N4km5  
    0.71 _0uFe7sIZ  
    Contax 28~70/3.5-4.5 6n}5>GSF  
    2.8 &-s/F`  
    0.71 nWd]P\a'V  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D NDt +m  
    2.8  ,m^@S  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro x<-n}VK\  
    2.7 K.{:H4_  
    0.70 x9&{@ ?o  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 pMfP3G7V  
    2.7 EP ;TfWc}1  
    0.70 5/m^9@A  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 'Itsu~fza  
    2.6 $u`v k|\R  
    0.69 !VF.=\iH/  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 O_n) 2t(c?  
    2.3 #UO#kC<2(B  
    0.66 ~SWR|[  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 H$j`75#u?-  
    2.0 j![;;  
    0.64 iTgv8  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 GdxMHnn=  
    1.8 k~<b~VcU  
    0.62 N=`xoF  
    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: 0i4 X,oHjG  
    镜头品牌规格 f-!A4eKe  
    得分 H+VKWGmfG  
    MTF侧重平均值 N0:gY]o%  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ?3vOc/2@  
    3.2 .%iJin"  
    0.74 0A7 qO1%xw  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U D8b~-#  
    3.1 JDIQpO"Qji  
    0.74 }E}b/ulg1  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ]nEZ Q+F  
    3.0 m ^O9G?  
    0.73 FK8G BkQ!  
    Sigma  70~210/4-5.6 b.<>CG'  
    2.9 g7-=kmr|V  
    0.72 c|s*(WljY  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 #DL( %=:  
    2.9 ##6_kcL:6G  
    0.72 Hvm+Tr2@  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 1 >nl ]yO  
    2.9 cP4K9:k  
    0.72 FzDZ<dJ  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D J:{$\m'  
    2.8 -RSPYQjz  
    0.71 (Nky?*  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 v0ng M)^q  
    2.7 7H1 ii   
    0.69 |+^-b}0  
    Yashica AF 70~210/4.5 ;U +;NsCH  
    2.7 X C jYm  
    0.69 E>BP b  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 ~B NLzt3%O  
    2.6 }WN0L?h.E  
    0.69 q*<Fy4j  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 =s2dD3Fr|  
    2.6 7*7Z&1*3  
    0.69 Ew4>+o!  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U rb/m;8v>  
    2.4 Qo4+=^(  
    0.67 F^ m`j6  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 5 W<\J  
    2.4 $uA?c& e  
    0.67 q+MV@8w  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): PgKA>50a  
    镜头品牌规格 \LFRu  
    得分 {\OIowa  
    MTF侧重平均值 q<YteuZJ,  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 "%c\i-&t  
    3.7 e7{n=M  
    0.78 FBjIft5e  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF +DWmutL  
    3.6 6\MJvg\;  
    0.78 X7I"WC1ncz  
    Canon EF 20~35/2.8 L xZ51iD $  
    3.5 0hKF)b  
    0.77 FkdG@7Xf  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 p0KkPE">p4  
    3.5 $J/Z~ (=JT  
    0.77 wff&ci28  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U &CvNNDgrJ  
    3.4 00') Ol&  
    0.76 Lp; {&=PIo  
    Pentax FA 20~35/4 AL _E e`Uk  
    3.4 Y",Fs(  
    0.76 uzO%+B!  
    Minolta AF 17~35/2.8 G U _~lpu  
    3.3 +$MNG   
    0.75 ZQT14.$L  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 xw*T? !r=V  
    3.3 g)*[W>M  
    0.75 pV#~$e  
    Canon 20~35/3.5 L 8&6h()  
    3.3 \*}JdEHB  
    0.75 v;S7i>\  
    Canon EF 17~35/2.8 L kL.JrbM"  
    3.2 SRl:+!@.  
    0.74 i|X ;n  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX oYNP,8r^  
    3.1 0`=#1u8  
    0.73 N[ %^0T$  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 VGoD2,(b^  
    2.9 \(t.|  
    0.72 UV%A l)3  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 k+>-?S,  
    2.8 j2T Z`Z?a^  
    0.71 7|6uY  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 @O}%sjC1  
    2.7 y4aSf2   
    0.70 _ x&Y'X|  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro nB?$W4  
    2.5 N"2Ire  
    0.68 '>AOJ aA  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF OWsK>egD  
    2.4 2f1WT g)  
    0.67 SI=vA\e  
    @ U6Iw"@  
    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。 WL4{_X  
    A4.Q \0  
    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。 <syMrXk)R(  
    T:aYv;#0  
    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