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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 Y; ) .+si  
    ub K7B |p  
      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: FvdeQsc!  
    "G?Yrh  
      MTF = Vo / Vi (sTuG}  
    )L5i&UK.  
      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。 L{&U V0q!  
    1^G{tlA-  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? f_=~H<j!  
    $`J_:H%  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 #hw>tA6  
    (gXN%rsY  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 #FH[hRo=6  
    w$fJ4+  
      看看photodo的例子: se9>.}zZN  
    z#6?8y2-  
    (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  QLKK.]  
    l"+J c1\X  
      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。 \6!W05[ Q  
    q3P+9/6  
      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。 ]$b2a&r9  
    p/ GVTf  
    MTF(续) 6'-As= iw  
    .u z|/Zy  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 DN] v_u+}  
    I]`-|Q E  
    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。 * ?Jz2[B  
    /)3Lnn{W  
    浅谈MTF值的含义 b #fTAC;<  
    bBc-^  
    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。 R[B?C;+(O  
    OF U/gaO~  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 MXtkP1A `  
    `'S0*kMT  
    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。 !wz/c M;  
    K`-!uZW:B7  
    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。 /~p+j{0L3W  
    Wr?'$:  
    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。 c3TKl/  
    !ZXUPH  
    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(A.<`\   
    4=8QZf0\  
    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: DGESba\2+  
    镜头品牌规格 0%`4px4J  
    得分 Di.3113t  
    MTF侧重平均值 f. }c7  
    Contax 28~85/3.3-4 C~% 1w%nn  
    4.0 nw:-J1kWR  
    0.81 iA }vKQ  
    Canon EF 28~70/2.8 L  t+uE  
    3.9 8+Llx  
    0.81 ,F6=b/eZ  
    Nikon AF 35~70/2.8 !^c@shLN4  
    3.8  l! bv^  
    0.79 ]b?9zeT*'l  
    Minolta AF 28~70/2.8 k(VB+k"3  
    3.7 :iWS\G^ U  
    0.78 e.d #wyeX  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Hh;:`;}  
    3.5 Gbpw5n;e  
    0.77 rh*sbZ68>E  
    Leica 28~70/3.5-4.5 W#fZ1E6  
    3.2 `_ %S  
    0.75 cf_|nL#9  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro U&Wwyu:4i  
    3.1 G"5D< ]  
    0.73 YIhm$A"z0"  
    Sigma AF 28~70/2.8 jhgX{xc  
    3.0 T4/fdORS  
    0.73 T=f|,sK +7  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 Ga>uFb}W~  
    =<@2#E)  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: {=2DqkTD  
    镜头品牌规格 ;h=*!7:  
    得分 VXBY8;+Yp  
    MTF侧重平均值 ~+X9g  
    Leica 80~200/4 zdl%iop3e  
    4.2 q<W=#Sx  
    0.83 uE/T2BX*  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D O)|P,?  
    4.1 g6t"mkMY L  
    0.82 inb^$v  
    Canon EF 70~200/2.8 L POI.]1i  
    4.1 Ox!U8g8c  
    0.82 QS.>0i/7l  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX g1E~+@  
    3.9 1F8 W9b^D  
    0.81 &.13dq  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo @!N-RQ&A  
    3.9 3f Xv4R;!:  
    0.81 =;a!u  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED wm{3&m  
    3.9 '+>fFM,*B  
    0.80 =WdaxjenZ/  
    Contax 80~200/4 JG[o"&Sd  
    3.8  YpAg  
    0.79 dC e4u<so\  
    Tokina AF 80~200/2.8 XKA&XpF  
    3.4 <:FP4e "(  
    0.76 Jb)#fH$L  
    Leica 70~210/4 >KLtY|o)  
    3.3 5RH2"*8T  
    0.75 zJDSbsc$%  
    Pentax FA 80~200/2.8 G|w=ez  
    3.2 yH 9!GS#  
    0.74 /v|"0  
    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。 kd:$oS_*s  
    W%2 80\h  
    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: 1% F?B-k  
    镜头品牌规格 jCAC `  
    得分 mME 4 l  
    MTF侧重平均值 ne61}F"E  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U "vYE+   
    3.3 p^nL&yIW,%  
    0.75 iqQUtE]E_  
    Pentax FA 28~70/4 AL aV o;~h~  
    3.3 t>GfM  
    0.75 (BxJryXm  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U aSuM2  
    3.2 o*x*jn:hm  
    0.74 l+V,DCE  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U CM)Q&:  
    3.1 $WYbm}j  
    0.73 tt?58dm|  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 I KtB;  
    3.1 N"/-0(9[  
    0.73 G2LK]  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D I1X /Lj=  
    3.0 ^J Z^>E~  
    0.72 =cN&A_L(  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp L%v^s4@  
    3.0  nVu&/  
    0.72 pME{jD  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 O%1v) AT&\  
    2.9 RsU3Gi_Zdz  
    0.72 L- pVltX  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 4!asT;`'  
    2.9 P o jmC  
    0.71 {GvTfZfp  
    Contax 28~70/3.5-4.5 `r5 $LaD  
    2.8 87 }&`  
    0.71 tt%MoQ)   
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D (>mI'!4d  
    2.8 lP Lz@Up~  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro oLWJm  
    2.7 0JgL2ayIVI  
    0.70 jENr>$$  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 <APB11  
    2.7 ] 2DH;  
    0.70 U. AjYez  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 +(xeT+J  
    2.6 < B_Vc:Q  
    0.69 UA[,2MBp  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ZpUCfS)|&  
    2.3 7r|(}S  
    0.66 ^gV T$A  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 c4_`Ew^k  
    2.0 P5lqSA{6  
    0.64 iv phlw  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ^:9$@ +a  
    1.8 > 0{S  
    0.62 7&KT0a*  
    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: /h v4x9  
    镜头品牌规格 KXV[OF&J  
    得分 Ca%g_B0t  
    MTF侧重平均值 K:' q>D@  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO *. 3N=EO  
    3.2 0y<wvLv2C  
    0.74 C^ Q tSha  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U Q]rD}Ckv-  
    3.1 iK?b~Q  
    0.74 Z/^  u  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 s >0Nr  
    3.0 +(uYwdcN  
    0.73 sC[yI Up  
    Sigma  70~210/4-5.6 3E f1bhi  
    2.9 &z"krM]G  
    0.72 {pb>$G:gfx  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 Z):n c% S  
    2.9 d:G]1k;z  
    0.72 R<i38/ ~G  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 DK0.R]&4(  
    2.9 3] 1-M  
    0.72 "EU{8b  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D v/*Y#(X  
    2.8 E7Cy(LO  
    0.71 H:p Z-v*  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 @aQ1khEd  
    2.7 47r_y\U h  
    0.69 jGrN\D?h  
    Yashica AF 70~210/4.5 .To;"D;j,  
    2.7 g*w<*  
    0.69  FgL,k  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 < j$#9QQ1  
    2.6 *&Z7m^`FQ  
    0.69 fw oQ' &  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 1 nvTce  
    2.6 vzF5xp.  
    0.69 s:00yQ  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U smG>sEp2  
    2.4 %+ZJhHT  
    0.67 Og;-B0,A  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 +.y .Mp  
    2.4 r%DFve:%  
    0.67 Z ,^9 Z  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): %!ebO*8q  
    镜头品牌规格 ~j#~ \Ir  
    得分 6 z,&i  
    MTF侧重平均值 CIjZG?A  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 n;R#,!<P  
    3.7 \:> Wpqw  
    0.78 I ];M7  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF s] /tYJYl  
    3.6 U|G|l|Bl  
    0.78 +h2eqNr  
    Canon EF 20~35/2.8 L 1_$xSrwcF  
    3.5 PX|=(:(k  
    0.77 }FF W|f  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 B= keBO](@  
    3.5 OL7_'2_z.  
    0.77 8+m H:O  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U  s95vK7I  
    3.4 ] 4+s$rG  
    0.76 fAZiC+  
    Pentax FA 20~35/4 AL d2X[(3  
    3.4 TwyM\9l7  
    0.76 ?)'~~ @NkH  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ( *G\g=D  
    3.3 K.gEj*@  
    0.75 *%Qn{x  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 lCW8<g^  
    3.3 R~bC,`Bh  
    0.75 Oo?,fw  
    Canon 20~35/3.5 L 5q@LxDy,b  
    3.3 p8wyEHB  
    0.75 j QU"Ved  
    Canon EF 17~35/2.8 L 4Ij-Ilg)%  
    3.2 B*!WrB :s  
    0.74 ~_9"3,~o5  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 93[DAs  
    3.1 #6Xs.*b5C  
    0.73 1 4 LI5T  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 2?@j~I=s2h  
    2.9 GFSt<k)  
    0.72 9iN.3/T8  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 %tA57Pn>  
    2.8 uGdp@]z&8Q  
    0.71 F#xa`*AP  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ry};m_BY  
    2.7 JT[*3 h  
    0.70 %}2@rLP  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro -#-p1^v}  
    2.5 s?WCnT  
    0.68 wx=0'T-[  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF \EoX8b}$b0  
    2.4 I[o*RKT'"  
    0.67 w^K^I_2ge  
    ]j>i.5  
    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。 ]L2Oz  
    fJjgq)9  
    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。 o/ [  
    dAJ,x =`  
    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