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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 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  
    ? 9.V@+i  
      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>  
    93Yo }6>  
      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: hSZ0 }/  
    ZD9UE3-  
    (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  
    -}lcMZY  
      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。 T4 dYC'z  
    l_lm)'ag  
      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>![  
    rx*1S/\PPc  
    MTF(续) ) 0x* >;"o  
    fb5]eec  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 yJaQcGxE"  
    OXC7 m  
    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` {  
    e!wS"[,  
    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  
    <}RU37,W  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ()}B]?  
    l-yQ3/:  
    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  
    rO% |PRP  
    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\:>} <gc  
    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 0 8vA;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!eYt  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED V{;Mh u`+  
    3.9 -]\%a=]  
    0.80 1=O Xi!G  
    Contax 80~200/4 (7`&5m d  
    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"uR1 rTk  
    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($T!}Z  
    0.71 ^O6PZm5J}  
    Contax 28~70/3.5-4.5 25t2tj@S  
    2.8 X_Is#&6;  
    0.71 ]}i_NqW)  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D C]K@SN$   
    2.8 ,;y 5Mu8  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro jl{>>TW{x  
    2.7 L 9Z:>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: .<gA a"  
    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 8O qG{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  4C/  
    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*:lZeU61  
    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 "YM  
    3.6 /B.\6  
    0.78 /@g D 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)$wj*w  
    Canon EF 17~35/2.8 L `% k9@k .  
    3.2 C&YJvMu  
    0.74 j|gQe .,1  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX w vBx]$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 Wjc1EW!2x  
    2.8 ~Mbo`:>(4v  
    0.71 ,~u5SR  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 8 z0j}xY%  
    2.7 r CU f,)  
    0.70 )#n0~7 &  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro )w(-Xc?P  
    2.5 Wj.f$U 4  
    0.68 Dg3S n|!f  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 1;?n]L`T  
    2.4 Ss6mN;&D  
    0.67 EvSo|}JA[  
    <wWZ]P 2]  
    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#::{  
    hEla8L4Y  
    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/  
    H~IR:WOw  
    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