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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 U3C"o|   
    ,oUzaEX  
      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: /@|iI<|  
    /{:XYeX  
      MTF = Vo / Vi 2*<Zc|uNW  
    I`(53LCqo  
      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。 {:3\Ms#  
    hsQDRx%H}  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? bf@g*~h@  
    dOKp:|9G  
      (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。 KJV8y"^=Q  
    IA<>+NS  
      (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)。 Lu {/"&)  
    !(7m/R  
      看看photodo的例子: tewp-M KA  
    zBl L98  
    (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 > SLQW  
    E a&NJ]& g  
      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。 } A+ncabm  
    @"` }%-b  
      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。 dVYY:1PS  
    "5L?RkFi\  
    MTF(续) ZT@=d$Z&t  
    (D%vN&F  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 f*<Vq:N=\  
    hcj]T?  
    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。 _qR?5;v  
    >G8I X^*sG  
    浅谈MTF值的含义 bS;_xDXd  
    %-yzU/`JF  
    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。 lHtywZ@%3  
    *d jLf.I@  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 , + G  
    >zqaV@T  
    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。 4P[MkMoC  
    WM`3QJb  
    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。 sBB[u'h!  
    #%Bt!#  
    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。 ~1D^C |%  
    SFRP ?s  
    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。 7bk77`qWr  
    ':fp|m)M  
    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: IK\~0L;ozE  
    镜头品牌规格 0: a2ER|J  
    得分 ns%gb!FBJX  
    MTF侧重平均值 V\Gs&>  
    Contax 28~85/3.3-4 =4MTb_  
    4.0 )`rD]0ua;  
    0.81 F| eWHw?t  
    Canon EF 28~70/2.8 L udqrHR5  
    3.9 KR#,6  
    0.81 z^U+ oG  
    Nikon AF 35~70/2.8 ?)|}gr  
    3.8 9^W7i]-Z  
    0.79 {/]2~!  
    Minolta AF 28~70/2.8 f-enF)z  
    3.7 Q__CW5&'u  
    0.78 F*[E28ia&  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp uVUU1@  
    3.5 wHbkF#[:i  
    0.77 86OrJdD8  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ?OFa Q  
    3.2 _K9`o^g%PJ  
    0.75 sNDo@u7  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro e&;e<6l&{  
    3.1 J)YlG*  
    0.73 4%J0e'iN  
    Sigma AF 28~70/2.8 q13fmK(n-5  
    3.0 Q4m> 3I  
    0.73 P)`^rJ6  
    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。 -`I|=lBz{H  
    A,.X  
    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: D_d>A+  
    镜头品牌规格 K khuPBd2  
    得分 OF7hp5  
    MTF侧重平均值 Cq!eAc  
    Leica 80~200/4 ZU`9]7"87B  
    4.2 Zu.hcDw1  
    0.83 -5b|nQuY  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ri{*\LV*@  
    4.1 W_2;j)i  
    0.82 9VxM1-8Gs  
    Canon EF 70~200/2.8 L h.X4x2(.  
    4.1 m`-);y  
    0.82 Qb^G1#r@C  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX @ !P2f   
    3.9 [Kwj 7q`  
    0.81 `f>!/Zm%9  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo %XG m\p  
    3.9 "tCTkog3]  
    0.81 gsyOf*Q$  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED syR"p,3EC  
    3.9 T#Z&*  
    0.80 J,?#O#j  
    Contax 80~200/4 =IC.FT}  
    3.8 S[F06.(1  
    0.79 ~(V\.hq  
    Tokina AF 80~200/2.8 L~6%Fi&n4  
    3.4 j9NF|  
    0.76 2%pED xui  
    Leica 70~210/4 r !Aj5  
    3.3 cX-M9Cz  
    0.75 6j(/uF4!#  
    Pentax FA 80~200/2.8 W'@ |ob  
    3.2 (L/>LZn|  
    0.74 ^Gk`n  
    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。 R])Eg&  
    V\Cl""`XN  
    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: ({!!b"B2  
    镜头品牌规格 XR+ SjCA  
    得分 $.jG O!  
    MTF侧重平均值 =K`.$R  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U iqDyE*a  
    3.3 {U=J>#@G  
    0.75 %l7[eZ{Y  
    Pentax FA 28~70/4 AL DC8#b`j  
    3.3 0#]fEi  
    0.75 n-ffX*zA(  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Pzso^^g  
    3.2 +Y 7M7  
    0.74 +5zXbfO  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U )=~&l={T  
    3.1 e"04jd/  
    0.73 ]rlZP1".  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 /w?e(v<  
    3.1 {zb'Z Yz  
    0.73 .==D?#bn  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 9z#8K zXg  
    3.0 L )JB^cxf  
    0.72 G WIsT\J  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp fB$a )~  
    3.0  ~71U s  
    0.72 P=n_wE  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ]M5~p^ RB  
    2.9 :TQp,CEa  
    0.72 ;\RV C 7  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 TWRP|i!i  
    2.9 "h+Z[h6T  
    0.71 s/"bH3Ob9v  
    Contax 28~70/3.5-4.5 D^[l~K  
    2.8 <Q|\mUS6  
    0.71 k)b{ UFRW  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D s%D%c;.|  
    2.8 <&E}db  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro HgQjw!  
    2.7 v,-Tk=qP  
    0.70 |A3"Jc.2o  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ,t`V^(PEq  
    2.7 gnp.!-  
    0.70 |*{*tW C1  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 2b$>1O&2  
    2.6 Dd?G4xUG  
    0.69 'NtI bS  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 CPJ<A,V  
    2.3 ..`c# O&  
    0.66 <X8Urum  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Ux_tzd0!  
    2.0 lM\dK)p21O  
    0.64 i<ES/U\  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 [7@blU  
    1.8 HJl?@& l/  
    0.62 [edF'7La  
    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: )O[8 D  
    镜头品牌规格 u2#q7}  
    得分 qR@ES J_  
    MTF侧重平均值 Dge#e  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO oywiX@]~7  
    3.2 Oa/^A-'Q  
    0.74 XVs]Y'* x  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U t1Ts!Q2  
    3.1 -m`|Sq  
    0.74 \lK?f]qJq  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 (:bf m  
    3.0 v^&HZk=(  
    0.73 Mk*4J]PP  
    Sigma  70~210/4-5.6 o9xc$hX}  
    2.9 [Hx}#Kds  
    0.72 ?AFb&  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 li*S^uSF  
    2.9 MD[hqshoh  
    0.72 =Z+^n ?"  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ?nc:bC  
    2.9 5p.rd0T]l3  
    0.72 V6merT79  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D q{9vY:`[  
    2.8 ROkwjw  
    0.71 'dj3y/ k%  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 I "x'  
    2.7 )>ff"| X  
    0.69 aqSOC(jU  
    Yashica AF 70~210/4.5 a?-Jj\q  
    2.7 L\4rvZa  
    0.69 ;<i u*a  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 !{l% 3'2  
    2.6 ?w/p 9j#  
    0.69 g V]4R"/  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 O<vBuD2  
    2.6 Q h@Q6  
    0.69 'ON/WKJr|W  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U (%R%UkwP9  
    2.4 g+o$&'\  
    0.67 8$-MUF,  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 v o:KL%)  
    2.4 >9w^C1"  
    0.67 #. Dl1L/  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): yD<#Q\,  
    镜头品牌规格 8fQ~UcT$  
    得分  C6gSj1  
    MTF侧重平均值 jZIT[HM  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 E]q>ggeNH  
    3.7 #s~ITG #H  
    0.78 u/W{JPlL  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF z_(l]Ern}  
    3.6 C 9%bD  
    0.78 TD\TVK3P  
    Canon EF 20~35/2.8 L i<S \x  
    3.5 m !:F/?B  
    0.77 9?Bh8%$  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 .yF-<Y  
    3.5 O[Z$~  
    0.77 ok--Jyhv#  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U -F`gRAr-  
    3.4 ,U9j7E<4  
    0.76 lsV>sW4]Z  
    Pentax FA 20~35/4 AL N_D=j 6B  
    3.4 G,A?yM'Vw  
    0.76 e[k\VYj[  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Cdl"TZ<  
    3.3 {X, -T&  
    0.75 CV |Ae [  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 i.9}bw 9u@  
    3.3 TFbc@rfB  
    0.75 o<b  
    Canon 20~35/3.5 L q|YnNk>1  
    3.3 !o'a]8  
    0.75 ++2a xRl  
    Canon EF 17~35/2.8 L (6[<+j&.  
    3.2 KXTk.\c  
    0.74 (QFZM"G  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ^p4`o>  
    3.1 |x.[*'X@  
    0.73 "=?JIQ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 rDaiA x&  
    2.9 "% \ y$  
    0.72 #5;4O{  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 z V $Z@o  
    2.8 GLY,<O>D5  
    0.71 [9EL[}  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ;d7Qw~v1s  
    2.7 o)\EfPT  
    0.70 'o]}vyz;  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro g3n>}\xG>  
    2.5  OG IN-  
    0.68 bAY >o  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 1b=\l/2  
    2.4 cL %eP.  
    0.67 -}qay@cDt  
     Z1H  
    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。 o) eW5s,6  
    Xa8_kv_  
    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。 v]drDVJ   
    #I yM`YB0  
    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