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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 0l: pWc  
    g>xUS_d>  
      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: g&3#22z  
    cXcx_-  
      MTF = Vo / Vi : W^\ mH  
    cIvYfgIo9  
      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。 YC&jKx.>  
    m"( d%N7  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ^D;D8A.  
    KVM@//:{  
      (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。 =O#AOw`  
    nRB>[lG  
      (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)。 (}X?v`Y^W  
    NWHH.1|  
      看看photodo的例子: "qTC(F9N$.  
    cNo4UZvr  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 oPu|Q^I=  
    V$<G)dwUG5  
      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。 S"^KJUUc  
    ]KK ZbEO  
      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。 :aq>  
    < mK  
    MTF(续) zt)PZff/YQ  
    ^ wF@6e7/&  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 <W51oO  
    gZ"{{#:}  
    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。 id tQXwa  
    `Kc %S^C'  
    浅谈MTF值的含义 sRyw\v-=P  
    o`K^Wy~+k#  
    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。 U aj`  
    !^l4EL5#  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Gr#rM/AfCK  
    jqGo-C~  
    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 ^+  
    JNFT6T)T15  
    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。 Hx2j=Q_dw  
    '^ e/F)0  
    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。 J7?)$,ij%  
    ]EM)_:tRf  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 H@2v<e@  
    IN|i)?r h  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ^Em@6fz[  
    镜头品牌规格 Jh&~/ntmm_  
    得分 B!r48<p  
    MTF侧重平均值 0"kE^=  
    Contax 28~85/3.3-4 loC5o|Wh  
    4.0 f_4S>C$  
    0.81 ^KZAYB9C  
    Canon EF 28~70/2.8 L YoF\ MT]W  
    3.9 38U5^`  
    0.81 )pS_+ZF  
    Nikon AF 35~70/2.8 nrS[7~  
    3.8 kg?T$}O  
    0.79 iVq#aXN  
    Minolta AF 28~70/2.8 \ L9?69B~  
    3.7 A)RI:?+  
    0.78 sw$R2K{y  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp $ o5V$N D  
    3.5 W. J:.|kt  
    0.77 4h;f>BG  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Zc4(tf9  
    3.2 8tV=fSHd  
    0.75 yul<n>X|  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro {(M&-~Yh  
    3.1 Zr.\`mG4f  
    0.73 +(z_"[l"  
    Sigma AF 28~70/2.8 . QQ?w  
    3.0 ) ]/i  
    0.73 >?>ubM`,  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 4T==A#Z  
    .Yu<%  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: s<Ex"+  
    镜头品牌规格 FI?gT  
    得分 >J^7}J  
    MTF侧重平均值 NIGB[2V(  
    Leica 80~200/4 V6@*\+:3)  
    4.2 J|gdO+  
    0.83 yN9$gfJC^  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D GhG%>U#&a  
    4.1 M.xhVgFf)  
    0.82 J.bF v/R  
    Canon EF 70~200/2.8 L P\q<d  
    4.1 lBlSNDs  
    0.82 u[V4OU}%  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX MiSja#"+A  
    3.9 _=|nOj39  
    0.81  3}>:  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 6[+\CS7Lt  
    3.9 bU;}!iVc]  
    0.81 c!\.[2n  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 6CcB-@n4  
    3.9 K/f>f;c  
    0.80 ?(5o@Xq  
    Contax 80~200/4 q Z8|B  
    3.8 aUypt(dv  
    0.79 tJUVw=  
    Tokina AF 80~200/2.8 =@xN(] (  
    3.4 9GMH*=3[=  
    0.76 %^a]J"Ydi8  
    Leica 70~210/4 DC?21[60  
    3.3 iEiu%T>  
    0.75 x r-;,W  
    Pentax FA 80~200/2.8 TqS2!/jp  
    3.2 rQ`\JE&`  
    0.74 opm?':Qst  
    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。 >EBZ$X  
     EX[B/YH  
    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: SQh+5  
    镜头品牌规格 ~gu=x&{  
    得分 ?r{TOj n  
    MTF侧重平均值 >%9^%p^  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U qq OxTG]  
    3.3 8h*t55  
    0.75 C1h#x'k  
    Pentax FA 28~70/4 AL >F/XZ C  
    3.3 _,DO~L  
    0.75 Z8&4z.6_  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U <(fdHQD!7>  
    3.2 4F}Pu<;  
    0.74 ETM2p1 ru0  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 6X dWm  
    3.1 '#O;mBPNi  
    0.73 Dq?E\  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 GHv{   
    3.1 n%F-cw  
    0.73 ID)^vwn  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D `-4'/~G  
    3.0 9Hu d|n  
    0.72 DeH0k[o  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ypH8QfxLTr  
    3.0 (VR" Mi4  
    0.72 |)9thIQF  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 #S%4?   
    2.9 G@9u:\[l  
    0.72 $50\" mo~z  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 @!e~G'j%VD  
    2.9 os[ZIHph  
    0.71 E(_ KN[}S  
    Contax 28~70/3.5-4.5 @cZ\*,T  
    2.8 VKy5=2&  
    0.71 auRY|j  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D /?Vdqci  
    2.8 eI^gV'UK  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro &M[MEO`t8  
    2.7 (z/jMMms  
    0.70 N&"QKd l  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 YJd8l>mz  
    2.7 <|a=hHPi:  
    0.70 {=3B)+N  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 \]I  
    2.6 s _~IZ%+<.  
    0.69 R"Kz!NTB  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 3E,DipHg  
    2.3 J@QdieW6  
    0.66 L?8^aG  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 C,"=}z1P  
    2.0 ,HZYG4,  
    0.64 Tr%FUi  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 )\>r-g$  
    1.8 JdiP>KXV  
    0.62 *hF^fxLbl  
    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: =p q:m  
    镜头品牌规格 b,Ke>.m  
    得分 xdZ<| vMR  
    MTF侧重平均值 oSY7IIf%L  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO y@3Q;~l,  
    3.2 n3$gx,KL  
    0.74 \,R!S/R#  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U [/cIUQ  
    3.1 T`\]!>eb  
    0.74 o\4CoeG  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 zT7"VbP  
    3.0 UW6VHA>  
    0.73  <B )   
    Sigma  70~210/4-5.6 zb:kanb-  
    2.9 rLzW`  
    0.72 > aG=T{  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ;1`!wG-DD  
    2.9 #by Jqy&e  
    0.72 2 n)gpLIJ  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 NEV p8)w  
    2.9 =((yWn+t  
    0.72  )3%@9  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ,?(ciO)  
    2.8 % :/_f  
    0.71 8eJE>g1J  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Ie@Jb{ x  
    2.7 VI_+v[Hk/  
    0.69 ? %(spV  
    Yashica AF 70~210/4.5 XA{F:%  
    2.7 _Yq@FOu  
    0.69 NYB "jKMk  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 %(<(Y  
    2.6 dJi|D  
    0.69 E'EcP4eL  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 g)R1ObpZ  
    2.6 0%<+J;'o  
    0.69 :q (&$  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U B!;+_%P76  
    2.4 GeV+/^u  
    0.67 d1]i,C~Y  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 F*` t"7Lm  
    2.4 x[X`a  
    0.67 0V`[Zgf  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): I[D8""U  
    镜头品牌规格 m`}{V5;  
    得分 G1d(,4Xp  
    MTF侧重平均值 O/b+CSS1  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 cWa)#:JOV  
    3.7 A@$kLex  
    0.78 rs]I  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Ew$I\j*  
    3.6 -RMi8{  
    0.78 <)U4Xz?  
    Canon EF 20~35/2.8 L cb$-6ZE/  
    3.5 #;Tz[0  
    0.77 8-M e.2K  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 LFf`K)q  
    3.5 M%`\P\A  
    0.77 h|)vv4-d|  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U : ]WqfR)#  
    3.4 &<]<a_pw  
    0.76 BKIjNV3  
    Pentax FA 20~35/4 AL f.6~x$:)`E  
    3.4 Kq)MTlP0g  
    0.76 Hd &{d+B  
    Minolta AF 17~35/2.8 G FvdeQsc!  
    3.3 "G?Yrh  
    0.75 M 2q"dz   
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 v }\,o%t^  
    3.3 }}r> K}  
    0.75 |E3X  
    Canon 20~35/3.5 L X+82[Y,mB.  
    3.3 k)7{Y9_No  
    0.75 09h.1/  
    Canon EF 17~35/2.8 L W?Ww2Lo%Y  
    3.2 =,V|OfW  
    0.74 !{%&=tIZ  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX cg{AMeW  
    3.1 _$s> c!t,#  
    0.73 PXk?aJ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 v)X\GmW7w  
    2.9 \6!W05[ Q  
    0.72 q3P+9/6  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 ]! *[Q\  
    2.8 p/ GVTf  
    0.71 6'-As= iw  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 5:.{oSy7n  
    2.7 >I"V],d!6  
    0.70 ~AB*]Us  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ('[TLHP  
    2.5 gm)@c2?.  
    0.68 Zjh2{ :  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF v|';!p|  
    2.4  jN*:QI  
    0.67 PBjmGwg7  
    v6=-g$FG  
    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。 SPkn 3D6  
    z@ 35NZn  
    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。 98XVa\|tl  
    *%5{'  
    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