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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数  U|HF;L  
    o>'1ct  
      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: z nc'  
    w 9mi2=  
      MTF = Vo / Vi -n`igC  
    [# '38  
      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。 SdTJ?P+m  
    /\_wDi+#  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Cp@' k;(  
    'l}T_7g  
      (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。 i@C$O.m(  
    URFp3qE  
      (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)。 Wqu][Wa[Z  
    "x*5g*k  
      看看photodo的例子: {LLy4m  
    G} &{]w@  
    (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 e:~r_,K  
    kr C4O2Fkj  
      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。 $rh{f<  
    -&ic%0|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。 ?(^HjRUY  
    fiq4|!^h  
    MTF(续) jB17]OCN  
    BWct0=  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Q6G-`&5  
    =nYd|Ok  
    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。 MxY~(TVPK  
    6eqPaIaD   
    浅谈MTF值的含义 R{5xb  
    YYz,sR'%|}  
    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。 xnW3,:0  
    gqje]Zc<  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 OeuM9c{  
    na &?Cw  
    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。 ]mN'Qoc  
    LH4!QDK-  
    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。 ^qaS  
    cVt MCgx  
    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。 3K/32Wi  
    "Z&-:1tP{9  
    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。 93-UA.+g  
    _JZw d9K  
    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: :D>afC8,  
    镜头品牌规格 .X;zEyd  
    得分 3Ms ` ajJ  
    MTF侧重平均值 kgX"LQh;[G  
    Contax 28~85/3.3-4 +P?!yH,n  
    4.0 v>FsP$p4yE  
    0.81 TX96 ^EoH  
    Canon EF 28~70/2.8 L @hlT7C)xK  
    3.9 JM-spi o  
    0.81 hlpi-oW`  
    Nikon AF 35~70/2.8 bqHR~4 #IR  
    3.8 i(^&ZmG  
    0.79 ad "yo=%1  
    Minolta AF 28~70/2.8 4LRrrW  
    3.7 &@O]'  
    0.78 QkXnXu  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp HuPw?8w=  
    3.5 j~(s3pSCo  
    0.77 .5ap9li]  
    Leica 28~70/3.5-4.5 }Km+5'G'U  
    3.2 YRXXutm  
    0.75 uT'}_2=:  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro g-0?8q5T6  
    3.1 j@xerY  
    0.73 #V[j Q Vl  
    Sigma AF 28~70/2.8 >+iJ(jqq  
    3.0 lWr{v\L'  
    0.73 w-%V9]J1  
    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。 WgxGx`Y)  
    eSNwAExm  
    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: .E'Tfa  
    镜头品牌规格 d NQ?8P-&  
    得分 UEZnd8  
    MTF侧重平均值 cFcn61x-  
    Leica 80~200/4 G%{J.J41F  
    4.2 p^|IN'lx,  
    0.83 Mu,}?%  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D DJxe3<  
    4.1 dzIc X*"  
    0.82 SV2DvrIR  
    Canon EF 70~200/2.8 L J<g$hk  
    4.1 9yU(ei:GUo  
    0.82 Hc`)Q vFRW  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX E+LAE/v@  
    3.9 = GN1l[X  
    0.81 f tS^|%p  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo _4eSDO[h  
    3.9 \LYB% K}  
    0.81 3uSj5+@q6  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED : GVyY]qBU  
    3.9 N/wUP  
    0.80 T5* t~`bfU  
    Contax 80~200/4 9 7 Oi}   
    3.8 bC_qoI<  
    0.79 /NFk@8<?  
    Tokina AF 80~200/2.8 7jss3^.wA  
    3.4 h(q,-')l_  
    0.76 9 7/"5i9  
    Leica 70~210/4 F E`4%X  
    3.3 !GB\-(  
    0.75 `w&Y[8+E  
    Pentax FA 80~200/2.8 v|IPus|>  
    3.2 =<,>dBs}\  
    0.74 nitKX.t8  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 ) qD Ch  
    v5 |XyN"  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: tM&O<6Y  
    镜头品牌规格 /WvF}y  
    得分 'o D31\@I  
    MTF侧重平均值 K90wX1&  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U L="ipM:Z  
    3.3 0:NCIsIm<  
    0.75 :Ma=P\J W  
    Pentax FA 28~70/4 AL vpt*?eR  
    3.3 OvL@@SX |  
    0.75 S511}KPbm/  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Gi=sJV  
    3.2 T;7=05k<_  
    0.74 DC9\Sp?  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 4b\R@Knu  
    3.1 ]2:w?+T  
    0.73 ??\1eo2gB  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ;Jh=7wx  
    3.1 *$%ch=  
    0.73 xIOYwVC  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D q mJ#cmN  
    3.0 UY(pKe>  
    0.72 QcW6o,  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp wSy|h*a,  
    3.0 p(B^](?  
    0.72 xqZZ(jZ  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 }u3Q*oAGl  
    2.9 I_?+;<n  
    0.72 /Bt+Ov3k  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Ff eX;pi  
    2.9 Ch] `@(l  
    0.71 (]_smsok  
    Contax 28~70/3.5-4.5 %S`ygc}|  
    2.8 xbVvK+  
    0.71 9Dat oi  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D EgE% NY~  
    2.8 vkR,Sn  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro `, lnBP3D"  
    2.7 4Nb&(p  
    0.70 %`]&c)&#Z  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 r$8(Q'  
    2.7 jDO"?@+  
    0.70 (h8RthQt  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 8QJ^@|7  
    2.6 DB=^Z%%Z  
    0.69 /JqNiqvh  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 i?HN  
    2.3 Z2t'?N|_  
    0.66 )ajF ca@v  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 q0m> NA   
    2.0 S9 p*rk ~  
    0.64 K/flg|uZ/V  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 =qJlSb  
    1.8 e) \PW1b  
    0.62 TPBL|^3K  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: 6"o,)e/z  
    镜头品牌规格 5~R1KjjvA  
    得分 M?gc&2 Y  
    MTF侧重平均值 cv=H6j]h |  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO tM:%{az  
    3.2 B[$L)y'-;  
    0.74 B4#XQ-  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U %2 I >0  
    3.1 hifC.guK  
    0.74 GG=R!+p2  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 (drDC1\  
    3.0 9K:ICXm  
    0.73 K,f"Q<sU%  
    Sigma  70~210/4-5.6 JS!`eO/8  
    2.9 #5 %\~ f  
    0.72 n40&4n  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 n:8<Ijrh  
    2.9 *SmR|Qy  
    0.72 ,hVDGif  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 _O$7*k  
    2.9 "y7IH GJ\3  
    0.72 -V F*h.'  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D `9`T,uJe  
    2.8 N<N uBtkA  
    0.71 j /)A<j$  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 }8LTYn  
    2.7 ;CtTdr  
    0.69 "*T4%3dA  
    Yashica AF 70~210/4.5 /cX%XZg  
    2.7 ])9|j  
    0.69 ]r(&hqdR  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 =JGL~t?  
    2.6 haSC[[o=  
    0.69 G_E \p%L>]  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 PNB E  
    2.6 <HfmNhI85(  
    0.69 U3^3nL-M9  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 8#ZF<B Y  
    2.4 (`js/7[`H[  
    0.67 s= bP@[Gj  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 %0_}usrsk  
    2.4 ?3yrX _Qm{  
    0.67 ~vscATQ  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ]j+J^g  
    镜头品牌规格 2u%YRrp  
    得分 |@Ze{\  
    MTF侧重平均值 1~ZFkcV_C  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 O"ebrv  
    3.7 <3fY,qw  
    0.78 L #`Vr$  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF y[DS$>E  
    3.6 % pQi}x  
    0.78 W690N&Wz  
    Canon EF 20~35/2.8 L ~[Z,:=z  
    3.5 DR(/|?k+  
    0.77 pnp)- a*7  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 h#}'9oA  
    3.5 /2x@Z>  
    0.77 ]T;  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U PlRcrT"#w  
    3.4 k9!eu j&  
    0.76 h'"~t#r  
    Pentax FA 20~35/4 AL >c=-uI  
    3.4 %fIYWu`X  
    0.76 =Bos>;dl  
    Minolta AF 17~35/2.8 G P{2j31u`  
    3.3 .W51Cup@&  
    0.75 Y(;u)uN_  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 6$&%z Eh  
    3.3 Zq{TY)PI]  
    0.75 4Cp)!Bq?/  
    Canon 20~35/3.5 L FnCMr_  
    3.3  NArr2o2  
    0.75 u+m9DNPF  
    Canon EF 17~35/2.8 L jk{m8YP)E  
    3.2 9R99,um$  
    0.74 }=fls=c/0  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ]2rC n};  
    3.1 v<vaPvW  
    0.73 X }Fqif4A  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 4l@aga  
    2.9 yJ*g ;  
    0.72 &HtG&RvQf  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 FyqsFTh_  
    2.8 I_is3y0  
    0.71 "eIE5h  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 v,jB(B^|Z  
    2.7 )W>9{*4 m  
    0.70 B=HE i\55K  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro " ""pe+Y  
    2.5 T'-kG"lb  
    0.68 (s,u9vj=>L  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ut^6UdJ+`  
    2.4 ;v5Jps2^]  
    0.67 [tkP2%1  
    d0YQLh  
    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。 '[p0+5*x  
    Xb.# =R  
    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。 %']`t-N8  
    T/?C_i  
    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