MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 e%v<nGN.-
C^hHt,&
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: 6T}bD[h4?
:.-z) C}
MTF = Vo / Vi }+L!r53g6
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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?Dbv'lp>
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实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? FA.h?yfr
G36}4
(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。 H(^O{JC]y!
_u`NIpXSP
(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)。 e#YQA
1`tE Hu.
看看photodo的例子: h SZ0 }/
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(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 &=sVq^d@qe
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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。 T4dYC'z
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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。 %`%xD>![
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MTF(续) )
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浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 yJaQcGxE"
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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。 41<.e`{
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浅谈MTF值的含义 d9XX^nY.
y)W.xR
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。 !af35WF
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利用MTF值对镜头统计分析及排列 ()}B]?
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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。 Ve,_;<F]S
P!C!E/Jf5
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。 \o^M ,yI
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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。 //G5lW/*
+igFIoHTM
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>"E Xq
WV5gH*uUa
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: "HW~|M7>(
镜头品牌规格 {m9OgR5U
得分 VVdgNT|}W
MTF侧重平均值 Yn,dM~|Cc
Contax 28~85/3.3-4 DJeP]
4.0 +[9~ta|j
0.81 ]6{G;f$
Canon EF 28~70/2.8 L Xc2Oa
3.9 LSQ2pB2V
0.81 WigC'
Nikon AF 35~70/2.8 vrsO]ctI
3.8 XF1x*zc
0.79 o/9(+AA>
Minolta AF 28~70/2.8 +XU*NAD,!
3.7 dOq*W<%
0.78 guv)[:cd;
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 06I'#:]
3.5 JBdZ]
0.77 /sENoQR
Leica 28~70/3.5-4.5 M_V\mYC8I
3.2 8=Di+r
0.75 }io9Hk>|
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro R|h9ilc
3.1
PA"xb3@I
0.73 -IJt( X|
Sigma AF 28~70/2.8 x+(h#+F
3.0 4E:HO\
0.73 pi? q<p%
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。 )`Tny]M
v\:>}
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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!(9
镜头品牌规格 @*L^Jgn
得分 0@1AH<
MTF侧重平均值 w-[WJ:2.
Leica 80~200/4 ?gjM]Ki%:
4.2 Wx~0_P
0.83 w:Fes
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 5<Cu-X
4.1 gNl@T
0.82 =PyU9C-@
Canon EF 70~200/2.8 L 08vA;6zt
4.1 JP9eNc[
0.82 k( 1rp|qf
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX noa?p&Y1m
3.9 5bGV91
0.81 ~.mnxn
Minolta AF 80~200/2.8 Apo ]i\D*,FfU
3.9 AV AF!Z
0.81 tR!eY t
Nikon AF 80~200/2.8 D ED V{;Mh
u`+
3.9 -]\%a=]
0.80 1=OXi!G
Contax 80~200/4 (7`&5md
3.8 !Pt|Hk dr
0.79 (L8H.|.
Tokina AF 80~200/2.8 u&".kk
3.4
=w0Rq~
0.76 aDR<5_Yb
Leica 70~210/4 ^]^Y~$u
3.3 '@RlKMnN
0.75 e-H:;m5R
Pentax FA 80~200/2.8 !NK8_p|X
3.2 $@+\_f'bU>
0.74 ?s #DD,
佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 P~iu|j
9mwL\j
3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: \TkBV?W
镜头品牌规格 wx
BQ#OE
得分 lQ!ukl)
MTF侧重平均值 ]K?z|&N|HK
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U `,Q
uO
3.3 3>yb$ZU"-
0.75 bSU9sg\
Pentax FA 28~70/4 AL :}FMauHh
3.3 {_|~G|Z
0.75 Sm;&2"
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U d"uR1rTk
3.2 lyfLkBF
0.74 .VuZ=
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U KQaw*T[Q3w
3.1 d%VGfSrKq
0.73 8b!&TP~m1
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 1$?O5.X:
3.1 V/$qD
0.73 bw9a@X
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 'g^;_=^G
3.0 Vd4x!Vk
0.72 #?YQ&o~gZ
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp DoX#+
07u4
3.0 + B%fp*
0.72 U%"c@%B0
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 \evK.i*KfA
2.9 (ScL C
0.72 qxG@Zd
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 \A*#a9"
2.9 >e($T!}Z
0.71 ^O6P Zm5J}
Contax 28~70/3.5-4.5 25t2tj@S
2.8 X_Is#&6;
0.71 ]}i_Nq W)
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D C]K@SN$
2.8 ,;y5Mu8
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro jl{>>TW{x
2.7 L9Z:>i?
0.70 Ra&HzK?
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 &sh
%]o8
2.7 G?&0Z++
0.70 1,T8@8#
Ricoh 35~70/3.5-4.8 xV}E3Yj2#
2.6 l131^48U
0.69 Dh BUMDoB
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 K;,n?Q w
2.3 :@KWp{ D7
0.66 W=&\d`><k
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 A/lxXy}D
2.0 {kD|8["Ie'
0.64 `8\_ ]w0
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 @E{c P%fv
1.8 &7,Kv0j}
0.62 A?ma5h
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: .<gAa"
镜头品牌规格 uwsGtgd&
得分 e!d&
#ofw|
MTF侧重平均值 #b4`Wcrj
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO |+mhYq|`
3.2 8OqG{jmG
0.74 xqmP/1=NO
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U t(?m!Z?tb
3.1 6{8qATLR
0.74 wr~# rfH
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 z|=l^u6uS
3.0 r4@!QR<h
0.73 _FeLSk.
Sigma 70~210/4-5.6 pR4{}=g,
2.9 ?=dyU(
0.72 'C]zB'H=
Pentax FA 70~200/4-5.6 4 C/
2.9 yyPkjUy[
0.72 br.jj
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 T?N' k=
2.9 puG$\D-[
0.72 u3R0_8
_.w
Nikon AF 70~210/4-5.6 D I;qeDCM
2.8 y>'^<xk
0.71 i*:lZ eU61
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 p~J`}>yo
2.7 Sir7TQ4B
0.69 ?5K.#>{
Yashica AF 70~210/4.5 =O?<WJoK
2.7 -PbGNF
0.69 tQ< ou,
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 bmr.EB/
2.6 ^:5;H=.
0.69 *>n<7T0
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 !lG5BOJM
2.6 IFlDw}M!9
0.69 R9f*&lj
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 5?kJ]:
2.4 }\|$8~
0.67 51;V#@CsQ
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 \`;FL\1+W
2.4 B_i@D?bTD
0.67 PEW^Vl-6q
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): v
AP)(I
镜头品牌规格 i=OPl
得分 4.$<o/M
MTF侧重平均值 hC4##pAa
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 F-k3'eyY
3.7 Li(}_
0.78 u7ZSs-LuHw
Nikon AF 20~35/2.8 D IF ;g?oU"Y M
3.6 /B.\ 6
0.78 /@gD
8
Canon EF 20~35/2.8 L &?f{.
3.5 x* *]@v"g
0.77 lO3$V JI
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 &Ey5 H?U!
3.5 r&@#,g
0.77 6QkdH7Qf=
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 1q]V/V}
3.4 bccJVwXv
0.76 UX}ZE.cV
Pentax FA 20~35/4 AL qX^#fk7]
3.4 TUHC[#Vb?
0.76 <k-&Lh:o3
Minolta AF 17~35/2.8 G U']DB h
3.3 zPEx;lO$
0.75 xQ\/6|
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 /.9j$iK#
3.3 X|^E+
`M4
0.75 7(rNJPrU~=
Canon 20~35/3.5 L /k qW
3.3 3 GmU$w
0.75 6S)$wj*w
Canon EF 17~35/2.8 L `% k9@k.
3.2 C&YJvMu
0.74 j|gQe .,1
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX wvBx]$SC
3.1 )8VrGg?
0.73 EtvZk9d6h*
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 u&yAMWl
2.9 };6[Byf
0.72 DP ,owk
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Wjc1 EW!2x
2.8 ~Mbo`:>(4v
0.71 ,~u 5SR
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 8z0j}xY%
2.7 rCU f,)
0.70 )#n0~7
&
Tokina AF 20~35/2.8 Pro )w(-Xc?P
2.5 Wj.f$U4
0.68 Dg3Sn|!f
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 1;?n]L`T
2.4 Ss6mN;&D
0.67 EvSo|}JA[
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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。 \H|tc#::{
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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。 12qX[39/
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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。