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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 N1D6D$s0  
    *#9VC)Q  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: ccHLL6F{  
    2P;%P]~H  
      MTF = Vo / Vi NqQM! B]  
    2LhfXBWf  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 R@)'Bs  
    Z;|0"K  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? bLU^1S8Z  
    .g6PrhzFbk  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 2eZk3_w  
    ]7XkijNb  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 >N+bU{s  
    ]Ssw32yn  
      看看photodo的例子: iBGSBSeL&  
    >z fq*_  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 u7<qaOzs?  
    vF*^xhh  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 xA[Wb'  
    kT Z?+hx  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 y V 9]_k  
    Rye ~w6  
    MTF(续) 78^UgO/  
    73^ T*  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 7d M6;`V^  
    Q`@$j,v  
    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。 avHD'zU}N  
    IF36K^K  
    浅谈MTF值的含义 a=:{{\1o  
    W|r+J8  
    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。 ]RJb;  
    &.+n L  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 K c2OLz#  
    V#-qKV  
    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。 ')~Y  
    3gPD(r1g  
    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。 (g iTp@Tp  
    Z}'F"}QI  
    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。 <.AC=4@V  
    M0Kh>u  
    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。 Q~b M  
    ]9KQP-p'  
    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: }Pm(oR'KTJ  
    镜头品牌规格 *Sz{DE1U  
    得分 Ddm76LS  
    MTF侧重平均值 "z#?OV5  
    Contax 28~85/3.3-4 Ip7FD9 ^  
    4.0 HgSmAziv  
    0.81 ot>EnHfV  
    Canon EF 28~70/2.8 L OFQi&/  
    3.9 @7HOL-i  
    0.81 LL$,<q%(P  
    Nikon AF 35~70/2.8 rlO%%Qn`  
    3.8 $?/Xk%d+  
    0.79 vN%j-'D\A4  
    Minolta AF 28~70/2.8 ^;k _  
    3.7 q@M jeGs%  
    0.78 J6["j   
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp &zh+:TRm  
    3.5 i!d7,>l+Q~  
    0.77 1=q?#PQ  
    Leica 28~70/3.5-4.5 g7U:A0Z  
    3.2 oCdOC5  
    0.75 M(h H#_ $  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ,@>rubUz  
    3.1 b%!`fn-;  
    0.73 <<2b2?a S`  
    Sigma AF 28~70/2.8 mQA<t)1  
    3.0 >ya-  
    0.73 Obc3^pV&  
    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。 ep}/dBg  
     ISnS;  
    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: (&]15 FJ$1  
    镜头品牌规格 w%o4MFK=!  
    得分 W &wDH  
    MTF侧重平均值 zl#&Qm4Ot  
    Leica 80~200/4 ' bw,K*  
    4.2 *T2&$W|_a  
    0.83 +@)$l+kk9  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D lPN< rgg  
    4.1 8`~3MsE"  
    0.82 =+-.5M  
    Canon EF 70~200/2.8 L WfbNar[  
    4.1 vzm4  
    0.82 >(6\ C  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX VaI P  
    3.9 S 2 h  
    0.81 *4^]?Y\*  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 0o=)&%G  
    3.9 lg  
    0.81 %y7wF'_Y  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED h-rj  
    3.9 bfI -!,  
    0.80 FC(cXPX}  
    Contax 80~200/4 k Z[yv  
    3.8 U(]5U^  
    0.79 V1>94/waa  
    Tokina AF 80~200/2.8 vhEs+ j  
    3.4 *!Y3N<>!  
    0.76 > ,Bu^] C  
    Leica 70~210/4 *3 8Y;{ 4  
    3.3 *-LU'yM6Yh  
    0.75 '^(v8lCu  
    Pentax FA 80~200/2.8 wP1VQUL  
    3.2 ']Xx#U N  
    0.74 <\~#\A=;  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 . mrRv8>$  
    f4I9H0d;!  
    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: K$5P_~;QL  
    镜头品牌规格 >qvD3 9w  
    得分 ]b| @<E7Y  
    MTF侧重平均值 ^ED>{UiNI  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U q.F1Jj  
    3.3 &.4_4"l(  
    0.75 m8^2k2  
    Pentax FA 28~70/4 AL w|o@r%Q#l  
    3.3 7uNI  
    0.75 EoCwS  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U : {Z^ _;Tf  
    3.2 cGp 6yf  
    0.74 Z[bC@y[Wb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U rO%+)M$A  
    3.1 IfCqezd  
    0.73 P`"DepeD  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 N<(`+ ?  
    3.1 BniVZCct  
    0.73 uhLm yK  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D C8q-gP[  
    3.0 ra2q. H  
    0.72 D9C; JD  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp *60)Vo.=  
    3.0 Ec 7M'~1  
    0.72 \c}r6xOr  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 K_3ZJ  
    2.9 )^sfEYoA  
    0.72 @R{&>Q:.  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 iNSJOS  
    2.9 jQ}| ]pj+  
    0.71 O 9)8a]  
    Contax 28~70/3.5-4.5 a$8?0` (  
    2.8 @7'gr>_E  
    0.71 L 3@wdC ~0  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D >.4Sx~VH2  
    2.8 :tG5~sK  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro xRN$cZC  
    2.7 9~I WGj?  
    0.70 JN)t'm[kyE  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 d*HAKXd&:j  
    2.7 ~O$]y5  
    0.70 B,T.bgp\  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ZrS!R[  
    2.6 D(|$6J 0  
    0.69 XZGyhX7  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 U+ =q_ <  
    2.3 _Hk`e}}  
    0.66 b87o6"j  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 $49tV?q5  
    2.0 s2WB4U k  
    0.64 VuW19-G  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 3RUB2c4  
    1.8 l1 S1CS  
    0.62 ',pPs=  
    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: E?uv&evPK7  
    镜头品牌规格 $@Fj_ N  
    得分 ~fe0Ba4  
    MTF侧重平均值 f9$q.a*  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ):@B1 yR  
    3.2 RI=B(0 A  
    0.74 {Xj%JE[V  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U (x@"Dp=MZW  
    3.1 w[&BY  
    0.74 jg(A_V  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 _G|6xlO  
    3.0 6BnjT  
    0.73 -E1}mL}I`  
    Sigma  70~210/4-5.6 &AVi4zV  
    2.9 Ih0GzyU*4  
    0.72 h! <8=V(  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 $&!U&uMt  
    2.9 eMwf'*#  
    0.72 `*a,8M%  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 sMx\WTyz  
    2.9 YAo g;QL  
    0.72 {`LV{ !  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D <#UvLll  
    2.8 79v&6Io  
    0.71 P_gQ-pF.  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 jv ";?*I6.  
    2.7 C6`8dn   
    0.69 -vyC,A  
    Yashica AF 70~210/4.5 ?=l(29tH  
    2.7 Sv ,_G'  
    0.69 $f+9svq  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 RwE]t$T/  
    2.6 (:1 j-  
    0.69 waC%o%fD  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 cmTZ))m  
    2.6 ?=,tcN  
    0.69 ^6`U0|5mRX  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U L`\ILJz  
    2.4 R?W8l5CIk  
    0.67 sYz:(hZS  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Wq4?`{  
    2.4 pnD#RvmW2e  
    0.67 #ua#$&p  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ,O2F}5|;  
    镜头品牌规格 | 8AH_Fk  
    得分 5XhV+t g.  
    MTF侧重平均值 &"BKue~q@p  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 gC 4w&yL  
    3.7 dL"v*3Fy  
    0.78 +RbCa c  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF gnv4.f:  
    3.6 olqHa5qn  
    0.78 i@2?5U>h  
    Canon EF 20~35/2.8 L 6ugBbP +^  
    3.5 /ZczfM\  
    0.77 Z5+0?X0i  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 /XXW4_>  
    3.5  I{E10;  
    0.77 (]ORB0kl  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U f.,-KIiF  
    3.4 ?.T=(-  
    0.76 W4N$]D=  
    Pentax FA 20~35/4 AL '{J!5x?L^  
    3.4 Sh"} c2  
    0.76 AVi|JY)>  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 9 Hm!B )Y  
    3.3 w}'E]y2.  
    0.75 W4Eo1 E  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ,3^N_>d$W  
    3.3 Bdq/Ohw|!  
    0.75 X }^,g  
    Canon 20~35/3.5 L ~<|xS  
    3.3 BqR8%F  
    0.75 nGRF< 2!  
    Canon EF 17~35/2.8 L zRB1V99k  
    3.2 utQ_!3u  
    0.74 g6N{Z e Wg  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 7)[4|I  
    3.1 w{0UA6+  
    0.73 ?bbguwo~F  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 J L]6o8x  
    2.9 VDscZt)y8  
    0.72 #MI}KmH  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 $ZE OE8.\  
    2.8 YncY_Hu  
    0.71 b-ZvEDCR  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 pTcm2-J  
    2.7 Zr`:A$  
    0.70 XO\P4x :c  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro @ j' I  
    2.5 3EAu#c@q"  
    0.68 514;!Q4K  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF eRD s?n3F  
    2.4 X1$0'u sS  
    0.67 _t3n<  
    C7,Ol0`v  
    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。 y\Zx {A[  
    {ImZ><xe/  
    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。 J}lBK P:-*  
    /)6<`S(  
    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