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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 Acb %)Y  
    F=;nWQ&  
      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: {XLRrU!*  
    H*&!$s.  
      MTF = Vo / Vi iDlg>UYd  
    iUf?MDE  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 #| m*k  
    sTi3x)#xB  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Qmj%otSg  
    er>@- F7w  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 u9ue>I /  
    -qB{TA-.\  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 sfCU"O2G  
    a &hj|  
      看看photodo的例子: 9:*a9xT,  
    K`kWfPwp  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 FW"gj\  
    XC[bEp$  
      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。 5Ja[p~^L  
    V}q=!zz  
      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。 = /=?l  
    W_|7hwr  
    MTF(续) >]?!9@#IH  
    OJ)XJL  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 x)e(g}n  
    /#e-x|L  
    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。 X@@7Qk  
    +J:wAmY4  
    浅谈MTF值的含义 j4eq.{$  
    NMhI0Ix$w  
    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。 -VZ? c  
    n`|CD Kb  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 :ZU-Vi.b  
    K%NgZ(x(  
    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。 IlMst16q5  
    F3<Ip~K  
    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。 bN.U2%~!  
    ZG_iF#  
    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。 42,K8  
    ROr|  <  
    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。 0|`iop%(n  
    3 >G"&T{  
    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: `5t CmU  
    镜头品牌规格 DM*u;t{i  
    得分 =~{W;VZt'  
    MTF侧重平均值 Zs}EGC~&  
    Contax 28~85/3.3-4 p/Lk'h~  
    4.0 X5o{d4R L  
    0.81 1IZTo!xi  
    Canon EF 28~70/2.8 L vN`JP`IBx  
    3.9 ZNY), 3?  
    0.81 cmbl"Pqy1  
    Nikon AF 35~70/2.8 8\e8$y3  
    3.8 3b1%^@,ACy  
    0.79 3>buZ6vh  
    Minolta AF 28~70/2.8 )W3kBDD  
    3.7 =42NQ{%@;  
    0.78 ^ &VN=Y6z  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Eilo;-El  
    3.5 ~DUOL ~E  
    0.77 ^97\TmzP{  
    Leica 28~70/3.5-4.5 -v?)E S  
    3.2 8jfEvwY  
    0.75 {#}?-X  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro MGSD;Lgn  
    3.1 &%`0&y  
    0.73 !i?aRI/6  
    Sigma AF 28~70/2.8 S *K0OUq  
    3.0 9l:vVp7Uk  
    0.73 H4g1@[{|0O  
    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。 yI_MY L[  
    6yXMre)YV  
    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: NIxtT>[+3  
    镜头品牌规格 qc@v"pIz'S  
    得分 VyxX5Lrj  
    MTF侧重平均值 y'U-y"7y  
    Leica 80~200/4 "0Yb 2>F  
    4.2 U&SgB[QHO  
    0.83 u_X(c'aE;  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ]ag^~8bG @  
    4.1  OiMr,  
    0.82 a3[lZPQe  
    Canon EF 70~200/2.8 L Qe1WT T]:I  
    4.1 RWINdJZ  
    0.82 vB1nj<]&z  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX C+Pw  
    3.9 AWz|HF#-  
    0.81 %2EHYBQjN  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo H0Ck%5  
    3.9 EF[I@voc  
    0.81 jin XK  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED &Vmx<w  
    3.9 p#tbN5i[{7  
    0.80 #tlhH\Pr[  
    Contax 80~200/4 qq[Enf|/y  
    3.8 QVPJ$~x  
    0.79 [,|;rt\o>  
    Tokina AF 80~200/2.8 vON1\$bu `  
    3.4 ,U#FtOec  
    0.76 E j/P:nB  
    Leica 70~210/4 yh"48@L'D  
    3.3 $BWA= 2$  
    0.75 QeipfK+me  
    Pentax FA 80~200/2.8 UWg+7RL  
    3.2 ({kOgOeC  
    0.74 )SsO,E+t=U  
    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。 u^]Z{K_B  
    fGMuml?[ e  
    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: /^9yncG;>  
    镜头品牌规格 DYaOlT(rE  
    得分 /H<tv5mX J  
    MTF侧重平均值 [eO6 H2@=z  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U @c^g<  
    3.3 anxwK47  
    0.75 V( SRw  
    Pentax FA 28~70/4 AL gaxxB]8  
    3.3 <Z\j#p:  
    0.75 uT 2w2A;  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U eCXw8  
    3.2 (G`O[JF  
    0.74 ?D S|vCae  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U |!.VpN&  
    3.1 cux<7#6af  
    0.73 n`2LGc[rP  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 rWD*DmY@"  
    3.1 Y5$VWUrB  
    0.73 L(w?.)E  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Onj)AJ9M0r  
    3.0 71!'k>]h  
    0.72 d2[R{eNX=  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ,1|0]:  
    3.0 u<K{=94!e  
    0.72 mZ}C)&,m2  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 &VfMv'%x  
    2.9 e{7"7wn=  
    0.72 R1NwtnS  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 T@\%h8@~]  
    2.9 gWpG-RL0  
    0.71 cSWn4-B@l  
    Contax 28~70/3.5-4.5 L|A.;Gq  
    2.8 BhC>G2 ^7  
    0.71 %r >Y)@$Vt  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 19 <Lgr  
    2.8 U.p"JSH L  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro }D7} %P]  
    2.7 (|U|>@  
    0.70 z{ MO~d9  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 j]bNOC2.L  
    2.7 _1kcz]]F  
    0.70 Q]<6i  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 |]'0z0>  
    2.6  '  
    0.69 o%.0@W  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 z`KP }-  
    2.3 6 P U]I+  
    0.66 FCA]zR1  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 @]xH t&j  
    2.0 1_0\_|  
    0.64 Ft^+P*  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 _W^{,*p  
    1.8 &NB"[Mm:@  
    0.62 ypV>*  
    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: !R@s+5P)U  
    镜头品牌规格 O(CmdSk,  
    得分 ~;P>}|6Y  
    MTF侧重平均值 bFtzwa5Gc  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ] R-<v&O  
    3.2 u[~= a 5:4  
    0.74 )9'Zb`n  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U mdy+ >e <  
    3.1 4VrL@c @  
    0.74 3?:?dy(3z  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 E{W(5.kb;i  
    3.0 OXIy0].b  
    0.73 ".:]? Lvt  
    Sigma  70~210/4-5.6 Mv#\+|p 1x  
    2.9 x !QA* M  
    0.72 :elTqw>pn  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ^{R.X:a  
    2.9 U9]&~jR  
    0.72 lJ/{.uK  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 !y syb  
    2.9 o]O  
    0.72 E!zAUEVQm[  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D qS}pv  
    2.8 t o2y#4'.  
    0.71 gPz p/I  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 L$4nbOu\~  
    2.7 qbu5aK}+  
    0.69 IM9P5?kJ ?  
    Yashica AF 70~210/4.5 Ye"#tCOEG  
    2.7 Zg~6  
    0.69 R'1L%srTM+  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 19# A7  
    2.6 aT`. e  
    0.69 y&{ Z"+B5  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 nk^-+olm  
    2.6 $mZpX:7/u8  
    0.69 %5|DdpES  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U }}MZgm~U)  
    2.4 JwM Fu5@  
    0.67 o; N s-=  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 )'Yoii{dSU  
    2.4 2<GN+W v[#  
    0.67 M +Jcg b]  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): RRBBz7:~  
    镜头品牌规格 Oxq} dX7S  
    得分 4[^lE?+  
    MTF侧重平均值 yNk E>  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 e lzKtVw  
    3.7 Mh;rhQ  
    0.78 1?5UVv_F  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF qs'ggF1  
    3.6 H]JVv8  
    0.78 08JVX'X-mr  
    Canon EF 20~35/2.8 L AiE\PMF~{P  
    3.5 H G)c\b  
    0.77 Pu7cL  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 h`HdM58CQ  
    3.5 .7Lv  
    0.77 vspub^;5\  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U SP |R4*KY  
    3.4 @mu2,%  
    0.76 P2^((c  
    Pentax FA 20~35/4 AL baL-~`(T  
    3.4 =gb(<`{>  
    0.76 4hh=z>$|l)  
    Minolta AF 17~35/2.8 G OP}8u"\Z  
    3.3 BL Q&VI4  
    0.75 Z/>0P* F  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Vn1hr;i]  
    3.3 v'zj<|2  
    0.75 \r+8}8  
    Canon 20~35/3.5 L 2r~&+0sBP  
    3.3 SXI3y  
    0.75 Ap [}[:U  
    Canon EF 17~35/2.8 L baVSQtda  
    3.2 ;r}>1LhN  
    0.74 A"8"e*  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX OK"B`*  
    3.1 _2C[F~ +l  
    0.73 @JL+xfz  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 u/8urxp y  
    2.9 _hb@O2f  
    0.72 {Z=m5Dy}  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 >S:>_&I`I  
    2.8 U'tfsf/V  
    0.71 / NlT[@T  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 yHL5gz@k  
    2.7 A+Xk=k5<  
    0.70 &]?X"K  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro P5*~ Wi`  
    2.5 C'c9AoE5>  
    0.68 ?]# U~M<'  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF pwvcH3l/r  
    2.4 &4ScwK:  
    0.67 Wqu][Wa[Z  
    "x*5g*k  
    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。 {LLy4m  
    G} &{]w@  
    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。 Pkbx /\  
    F9Ag687w  
    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