MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 ,:UX<6l
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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: x#r<,uNn,
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MTF = Vo / Vi u h)o
oxzq!U
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。 L5f$TLw
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实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? \J3/keL
A?A9`w
(1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 APq7 f8t
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(2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 2"X~ju
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看看photodo的例子: O,'#C\
r[pF^y0
(1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 N 9LgU)-Jt
8EI:(NE*J
看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 <<,>S&/
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总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 :$%>4+l
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MTF(续) e <"/'Ql!k
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浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 <cj{Qk
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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。 '!Wvqs
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浅谈MTF值的含义 8:dQ._#v
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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。 snC/H G7
{v,)G)obWw
利用MTF值对镜头统计分析及排列 |<c
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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。 Bm /YgQi
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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。 FFvCi@oT
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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。 Qihdn66
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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。 >cgpaj x*
,H[SI0];
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: Bp_wnd
镜头品牌规格 Z
a(|(M H
得分 <]U1\~j
MTF侧重平均值 OfZN|S+~W
Contax 28~85/3.3-4 f^b K=#
4.0 fk{0d
0.81 J^
G
Canon EF 28~70/2.8 L *y]+dK&-
3.9 @dEiVF`4:
0.81 H"Dn]$Q\Z
Nikon AF 35~70/2.8 {_>em*V b
3.8 @~:8ye
0.79 nc?B6IV
Minolta AF 28~70/2.8 tSHFm-q`
3.7 q.V-LXM
0.78 &JhX+'U
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 7wVH8^|
3.5 DL8x":;
0.77 ,hRN\Kt)p
Leica 28~70/3.5-4.5 1[PMDS_X
3.2 'jfRt-_-
0.75 !mnUdR|>(
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro DBgMC"_
3.1 (K<9hL+X
0.73 uY#TEjGh]
Sigma AF 28~70/2.8 i.y)mcB4
3.0 ;['a
0.73 <02m%rhuW
腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 JAjku6
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在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: 9pD
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镜头品牌规格 57I}RMT"
得分 2A:,;~UH
MTF侧重平均值 ^@6q
Leica 80~200/4 iK;opA"
4.2 4. qtp`
0.83 *?%
k#S
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D cgT
4.1 /-M@[p&
0.82 <L0#O(L
Canon EF 70~200/2.8 L LKF/u` 0dP
4.1 0C$vS`s&
0.82 cP>o+-)
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 7hw .B'7
3.9 dcfe_EuT
0.81 LIpEQ7;
Minolta AF 80~200/2.8 Apo
%D=]ZV](
3.9 ,xsH|xW
0.81 cj$6
Nikon AF 80~200/2.8 D ED pdVQ*=c?M
3.9 {6Au3gt/
0.80 g P}+wbk
Contax 80~200/4 :k=mzO<&
3.8 xL
"!~dN
0.79 ROb\Rxm
Tokina AF 80~200/2.8 2N [=
3.4 Yl^mAS[w&
0.76 Xrqx\X
Leica 70~210/4 =H`Q~Xx
3.3 i@P}{
0.75 @%ECj)u`O
Pentax FA 80~200/2.8 YwDt.6(+,
3.2 MgMD\
0.74 42C<1@>zO
佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 r6.d s^
H`QQG!
3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: |NFZ(6vNh
镜头品牌规格 9$*s8}|
得分 %&<LNEiUN
MTF侧重平均值 0y#Ih {L
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U @'2m$a
3.3 :!TIK1
0.75 45 >XKr.%
Pentax FA 28~70/4 AL :l\V'=%9'@
3.3 v3[@1FQ"
0.75 2f:^S/.A
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ~mz%E
3.2 5TKJWO.
0.74 I/J7rkf
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ssQ BSbx
3.1 cntco@
0.73 Ri*3ySyb
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 e]8,:Gd(
3.1 [U{UW4
0.73 r?$?;%|C
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D umEVy*hc
3.0 qdD)e$XW,
0.72 L@Nu/(pB=
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp afG{lWE)
3.0 kAYb!h[`
0.72 )X+mV
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 RVw9Y*]b
2.9 ;3'NMk
0.72 uZjC
c M
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 2 ][DZl
2.9 |bv,2uW z
0.71 kLSrj\6I[
Contax 28~70/3.5-4.5 5`+5{p
2.8 ;t#]2<d*
0.71 VyLH"cCv
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D B2=\2<
2.8 pJIv+
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro #o`Ny4sq/
2.7 Rqipkx
0.70 ,T,:-E
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 %|W.^q
2.7 /! ajsn
0.70 giY80!GX
Ricoh 35~70/3.5-4.8 k"UO c=
2.6 `6=-WEo
0.69 D=f7NVc >Q
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 OW;tT=ql
2.3 gk0.zz([
0.66 $rB3m~c|
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Ka!I`Yf
2.0 cR7wx 0Aj
0.64 El_Qk[X|A
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 c7uG9
1.8 X@N$Z{
0.62 IIFMYl gF
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: j V3)2C}
镜头品牌规格 -Yi,_#3{
得分 zt24qTKL
MTF侧重平均值 #Il_J\#
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO vT^Sk;E
3.2 dhPKHrS
0.74 EV M7Q>
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U gJN0!N'
3.1 :;;E<74e
i
0.74 ;zTuKex~
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 d[gl]tj9
3.0 $"JpFT
0.73 /lhz],w
Sigma 70~210/4-5.6 K-vWa2
2.9 *hhmTc#
0.72 |`k
.y]9
Pentax FA 70~200/4-5.6 66&EBX}
2.9 -[7O7'
0.72 rt-\g1x
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 b]Kk2S/
2.9 F'PQqb {
0.72 jjs&`Fy,
Nikon AF 70~210/4-5.6 D YB))S!;Ok
2.8 Nt`b;X&
0.71 \p&~,%
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 +Lm4kA+aE5
2.7 "bQ[CD
0.69 fG LG$b
Yashica AF 70~210/4.5 or*HC&c7
2.7 t
!`Jse>
0.69 _;9!
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 OWjJxORB
2.6 *O$CaAr\s
0.69 0>Z ;Ni
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 O>y'Nqz
2.6 Wl"0m1G
0.69 4Cb9%Q0
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U yTM3^R(
2.4 F!!N9VIC
0.67 NW9n
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 7k%T<;V
2.4 [U
=Uo*
0.67 'XOX@UH d
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): M(q'%XL^
镜头品牌规格 ^n.WZUk
得分 \uOdALZ
MTF侧重平均值 Tpp &
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 G* b2,9&F
3.7 A~(l{g
0.78 u`:hMFTID
Nikon AF 20~35/2.8 D IF =1;=
3.6 9%)=`W
0.78 "VxWj}+]
Canon EF 20~35/2.8 L !LM<:kf.|
3.5 k,Qskd-N]
0.77 F51.N{'
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 L#[]I,
3.5 \$*$='6"
0.77 KLQTKMNv
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U bF}V4"d,B3
3.4 D<{{ :7n
0.76 9 t
n!t
Pentax FA 20~35/4 AL iX{G]< n
3.4 B#%;Qc
0.76 ~`#-d ^s:
Minolta AF 17~35/2.8 G KGHq rc
3.3 l7[7_iB&E
0.75 Oeya%C5'
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 nQK|n^AU/
3.3 1r)kR@!LNG
0.75 ^t"iX9
Canon 20~35/3.5 L "I-
w
3.3 h #Z4pN8T3
0.75 RuW!*LI
Canon EF 17~35/2.8 L n_D8JF
3.2 %~|HFYd
0.74 G28O%jD?
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 'WyTI^K9
3.1 `Kl`VP=c
0.73 =TvzS%U
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 4B+9z^oQ
2.9 ?ne_m:J[
0.72 CR<`ZNuWz
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 E9!N>0
2.8 9X<OJT;3J
0.71
Y]aW)u
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 $.St ej1
2.7 bucR">_p
0.70 @{
;XZb^
Tokina AF 20~35/2.8 Pro eHg3}b2r
2.5 w*j$uW6{
0.68 N^?9ZO
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ^>4o$}
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0.67 %T`U^Pnr
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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。 5 +9Ze9
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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。 H/F+X?t$0
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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。