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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 sWKe5@-o0  
    9V0@!M8S  
      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: 6M^NZ0~J  
    O>tz;RU  
      MTF = Vo / Vi g-8D1.U  
    cqSo%a2  
      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。 CEXD0+\q  
    N, SbJ Z  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Py^fWQ5I~%  
    (aUdPo8H^  
      (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。 6!T9VL\=H  
    H)rE-7(f!  
      (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)。 _rakTo8BY  
    uozK'L  
      看看photodo的例子: _@L{]6P%V  
    ]Dd}^khv  
    (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 (`cXS5R  
    p*5QV  
      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。 dVKctt'C  
    BTAt9Z8qK  
      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。 cME|Lg(J$  
    sogdM{tz\  
    MTF(续) SsBiCctn  
    vAt ]N)R  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 [yn\O=%5  
    x;@wtd*QB  
    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。 f j:q>}V  
    /BQB7vL  
    浅谈MTF值的含义 ggL^*MV  
    o$rA;^2X  
    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。 AA &>6JB{  
    EFdo-.Ax  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 <_ruVy0]  
    {Lg]chJq?  
    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。 M$$Lsb [  
    );!IGcgF  
    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。 w,!IvDCAw  
    Qk[YF  
    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。 LM2S%._cj;  
    l#|wF$J  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 IY40d^x  
    ANuO(^  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: X4dxH_@  
    镜头品牌规格 \u$[$R5  
    得分 Wo2W/{  
    MTF侧重平均值 c_Lcsn  
    Contax 28~85/3.3-4 WvN{f*  
    4.0 &\m=|S  
    0.81 *o}7&Hw#9f  
    Canon EF 28~70/2.8 L X0 ^~`g  
    3.9 3k# h!Z  
    0.81 Msst:}QY  
    Nikon AF 35~70/2.8 #t<  
    3.8 QruclNW{Bv  
    0.79 k{C03=xk  
    Minolta AF 28~70/2.8 n%K^G4k^  
    3.7 L]Dq1q8`  
    0.78 ^R h`XE  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ]Ei*I}  
    3.5 36MNaQt'e  
    0.77 ,(;]8G-Yj  
    Leica 28~70/3.5-4.5 g@|2z  
    3.2 &j?+%Y1n@  
    0.75 a98J_^n  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro FSD~Q&9&  
    3.1 bc]SY =  
    0.73 jT*?Z:U  
    Sigma AF 28~70/2.8 w`_"R6  
    3.0 /2>.*H_2  
    0.73 ksy]t |  
    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。 /N7.|XI.  
    a\B'Qe+  
    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 RjMe'q4  
    镜头品牌规格 %\] x}IC  
    得分 Vb,'VN%   
    MTF侧重平均值 $&X-ay o  
    Leica 80~200/4 Oh5aJ)"D  
    4.2 ST1c`0e  
    0.83 [w{x+6uX'  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D cvVv-L<[S`  
    4.1 dLbSvK<(I  
    0.82 s<{) X$  
    Canon EF 70~200/2.8 L k!py*noy  
    4.1 _c>8y  
    0.82 pEq }b+-  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX o&MOcy D  
    3.9 9@>Q7AUCQ  
    0.81 \p#_D|s/Ep  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo MW|R)gt  
    3.9 >Xi/ p$$7u  
    0.81 QxT\_Nej*n  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED \: Q)X$6  
    3.9  vg8Yc  
    0.80 #|/ +znJm  
    Contax 80~200/4 tE<'*o'  
    3.8 [LM9^*sG2V  
    0.79 PZihC  
    Tokina AF 80~200/2.8 @_0tq{  
    3.4 NH<~B C]I  
    0.76 .u:aX$t+  
    Leica 70~210/4 <UwYI_OX  
    3.3 dWP<,Z>  
    0.75 (,D:6(R7t  
    Pentax FA 80~200/2.8 O>d [;Q  
    3.2 3z% W5[E)  
    0.74 U+,RP$r@  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 (qzBy \\p  
    L&0aS:  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: NUFW SL>  
    镜头品牌规格 1D1qOg"LE  
    得分 oSLm?Lu  
    MTF侧重平均值 ]G Blads  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 0UhJ I  
    3.3 U(2=fKK;  
    0.75 Muyi2F)j  
    Pentax FA 28~70/4 AL t==\D?Rt  
    3.3 !8&EkXTw,  
    0.75 F+!9T  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U /[A#iTe  
    3.2  54#P  
    0.74 c7D{^$L9 v  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U kK:U+`+  
    3.1 Py#TXzEcC  
    0.73 "c+$GS  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Z1_F)5pn  
    3.1 fr`Q 5!0  
    0.73 Q CO,f  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D $'<FPbUtD}  
    3.0 ]QGo(+  
    0.72 VaA.J  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 5A+@xhRf  
    3.0 f)mOeD*u|  
    0.72 =1y~Qlu  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 qWJHb Dd  
    2.9 MT6"b  
    0.72  dZX;k0  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Oh%p1$H  
    2.9 <[K3Prf C  
    0.71 wVs"+4l<  
    Contax 28~70/3.5-4.5 A4(k<<xjE  
    2.8 l,Fn_zO  
    0.71 \BX9Wn*)a  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D %/ "yt}"|  
    2.8 rBOH9L  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro - ,?LS w  
    2.7 O[\mPFu5  
    0.70 %cBOi_}}~  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 qWf[X'  
    2.7 (\o4 c0UzK  
    0.70 hM[3l1o{|  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 jib pZ)  
    2.6 w O Ou/Y  
    0.69 E#,\[<pc  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 4sW'pH  
    2.3 UA(4mbz+  
    0.66 5A<}*T  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 xGFbh4H=8p  
    2.0 hy>0'$mU  
    0.64 {rK]Q! yj  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 EwmNgmYq  
    1.8 =iH9=}aBFC  
    0.62 'Lw8l `7  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: ([^#.x)hz  
    镜头品牌规格  v7Ps-a)  
    得分 bI`JG:^b  
    MTF侧重平均值 \&~YFjB  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO *Mb'y d/|  
    3.2 #eX<=H]  
    0.74 R.DUfU"gp  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 6nR EuT'k  
    3.1 A3*(c3  
    0.74 X8ZO } X  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 3rd8mh&l  
    3.0 M2c7 |  
    0.73 &=kb>*  
    Sigma  70~210/4-5.6 aGfp"NtL  
    2.9 <EcxNj1  
    0.72 e ;^}@X  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 M< .1U?_#  
    2.9 8!HB$vdw7  
    0.72 3o0ZS^#eB  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 [S8*b^t4  
    2.9 S4?WR+:h  
    0.72 U=7nz|  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ,I ][  
    2.8 =FI[/"476  
    0.71 KU*aJl_n,  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ~MXhp5PI   
    2.7 F_m' 9KX4E  
    0.69 g<,0kl2'S  
    Yashica AF 70~210/4.5 O1)\!=& .  
    2.7 ez.a  
    0.69 6GPI gPL,  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 k#u)+e.'  
    2.6 Jp%5qBS^  
    0.69 z1 MT@G)S$  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 + d3  
    2.6 <VQ)}HW;k  
    0.69 uv<_.Jq]  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U .Gvk5Wn  
    2.4 hqlQ-aytS  
    0.67 i;s;:{cn  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Xx%<rsA>F  
    2.4 Jj\lF*B  
    0.67 &6 <a<S  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): [ p~,;%  
    镜头品牌规格 H0sTL#/L\  
    得分 QxGcRlpLK  
    MTF侧重平均值 __FEdO  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Q;!rN)  
    3.7 iU37LODa2T  
    0.78 Crg'AB?  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 3 u4Q!U%(D  
    3.6 l'aCpzf  
    0.78 P9f`<o  
    Canon EF 20~35/2.8 L ^G(Ee+PN@  
    3.5 OG$v"Yf~  
    0.77 u%+k\/Scp.  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 )7.DF|A  
    3.5 P\<:.8@$S  
    0.77 rUmP_  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U \q4r/SbgW  
    3.4 noL9@It0  
    0.76 !U>WAD9  
    Pentax FA 20~35/4 AL Y&8,f|{R  
    3.4 3 V>$H\H  
    0.76 rF"p7  
    Minolta AF 17~35/2.8 G qP<D9k>  
    3.3 4oueLT(zc  
    0.75 gGUKB2)  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 >5:O%zQ@  
    3.3 $7c,<=  
    0.75 1' v!~*af  
    Canon 20~35/3.5 L z\A ),;  
    3.3 KXK5\#+L  
    0.75 `&7tADFB  
    Canon EF 17~35/2.8 L m,!SD Cq  
    3.2 9A} *  
    0.74 r{9fm,  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX .#$2,"8  
    3.1 FX|&o >S(8  
    0.73 c$71~|-[  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 1O NkmVtL  
    2.9 ) y;7\-K0  
    0.72 Z%:>nDZV  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 xlu4  
    2.8 3N|z^6`#  
    0.71 S7Ty}?E@  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ~"#HHaBO#  
    2.7 ,>S7c  
    0.70 H(K PU1lDw  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 4fC:8\A  
    2.5 qJrKt=CE  
    0.68 yG/!K uA  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF B6k<#-HAT  
    2.4 ]4en |Aq  
    0.67 aE 9Y |6  
    3dj|jw5  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 bNVeL$'  
    !=,Y=5M,  
    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。 tOLcnWt   
    @|c])  
    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