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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 Al-%j- j@-  
    `QyALcO   
      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: Q1>Op$>h  
    5M.n'*   
      MTF = Vo / Vi ~"4vd 3  
    JEkIbf?=r  
      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。 ]mLTF',5  
    l4BO@   
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Hh'14n&W  
     pmpn^ZR  
      (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。 .WPR}v,.Z  
    Lq8Z!AIw>  
      (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)。 u Z39Vx  
    v %PWr5]  
      看看photodo的例子: W;AWO0+  
    AB|VO4-?  
    (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 Ok{:QA~#  
    2 DNzC7}e  
      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。 *U^\Mwp  
    `] dx%  
      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。 i:N^:%  
    YPJx/@Z`  
    MTF(续) CR8r|+(8  
    ~[/c'3+4qn  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Hn'2'Vu  
    @ke})0 `5  
    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。 EvardUB)  
    s!RA_%8/>  
    浅谈MTF值的含义 =&g}Y  
    <}'B-k9  
    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。 M[3w EX^  
    Ch&]<#E>`  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 7(+ZfY~w"  
     3usA  
    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。 4a50w:Jy]  
    R{y{  
    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。 ydFhw}1>  
    Y>!W&Gtu  
    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。 v+_Y72h*a  
    GBOmVQ $Hb  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 %-p{?=:K  
    ]?^xc[  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: sTstc+w  
    镜头品牌规格 7D_kkhN  
    得分 Tq_X8X#p  
    MTF侧重平均值 GyM%vGl 3  
    Contax 28~85/3.3-4 5i-;bLm  
    4.0 + d)~;I$  
    0.81 |[7$) $  
    Canon EF 28~70/2.8 L X ^ ]$/rI)  
    3.9 -oT+;2\2  
    0.81 S aq>o.  
    Nikon AF 35~70/2.8  v2=!*  
    3.8 J9t?]9.,:  
    0.79 yacGJz^f=  
    Minolta AF 28~70/2.8 ^dKaa  
    3.7 UNLNY,P/!)  
    0.78 mSw?iL  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp bc}OmPE  
    3.5 w*kFtNBfU  
    0.77 ={vtfgxl  
    Leica 28~70/3.5-4.5 72.IhBNtT  
    3.2 ewPdhCK  
    0.75 ?(UXK hs  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ]=VI"v<X  
    3.1 NGZ>:  
    0.73 m)2hl~o_  
    Sigma AF 28~70/2.8 s-S"\zX\D  
    3.0 MQMy Z:  
    0.73 -t#a*?"$w  
    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。 aq| [g  
    5kZ yiC*  
    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: *K)53QKlE  
    镜头品牌规格 a8P 6-)W  
    得分 QHz76i!=>  
    MTF侧重平均值 yj9gN}+  
    Leica 80~200/4 W/X;|m`  
    4.2 t[ocp;Q  
    0.83 w:@M|O4`  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D /s_$CSiB  
    4.1 ~?+m=\  
    0.82 #e|kA&+8M  
    Canon EF 70~200/2.8 L (pNng"/  
    4.1 +~]g&Mf6o  
    0.82 u <2sb;a  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX u`nn{C4D"  
    3.9 'J2P3t  
    0.81 D4-U[l+K>  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo <xNM@!'\h  
    3.9 yKhzymS}T  
    0.81 y_r6T XnGL  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED p5BcDYOw`  
    3.9 +'4dP#  
    0.80 Db:WAjU  
    Contax 80~200/4 \~1+T  
    3.8 bv];Gk*Z-  
    0.79 \./2Qc,  
    Tokina AF 80~200/2.8 \Nyxi7  
    3.4 _9 O'  
    0.76 I2Rp=L:z5  
    Leica 70~210/4 'FXZ`+r|  
    3.3 EZW?(%b>H  
    0.75 N^at{I6C  
    Pentax FA 80~200/2.8 7!)%%K.z6  
    3.2 E/ )+hK&  
    0.74 oI/ThM`=q  
    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。 0~+ k  
    j(2T,WM  
    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: 7NEn+OI4  
    镜头品牌规格 ,' B=eY,  
    得分 [RuY'  
    MTF侧重平均值 v[GHqZ  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 2F{IDcJI\  
    3.3 ~5529  
    0.75 $sJfxh r  
    Pentax FA 28~70/4 AL r2w7lf66!  
    3.3 y9<Fv|Ric  
    0.75 fXj  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 5}ah%  
    3.2 $Yc9><i  
    0.74 e)7r  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U XPKcF I=  
    3.1 N"y4#W(Z@  
    0.73 +(0eOO'\M  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 EG6fC4rfC  
    3.1 |7'W)s5.  
    0.73 /+YWp>6LU  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 3\ed4D  
    3.0 G= e[TR)i  
    0.72 "Q4{6FH+mB  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp qMOD TM~+  
    3.0 *^()el,d  
    0.72 LLiX%XOh  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 p10->BBg  
    2.9 dZ Z/(oE>  
    0.72 <KX#;v!I  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Vo()J4L  
    2.9 g= 8e.Y*Fr  
    0.71 KivzgNz  
    Contax 28~70/3.5-4.5 C/G[B?:h  
    2.8 8pk">"#s  
    0.71 /FY_LM  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 8wOPpdc  
    2.8 ^gImb`<6-  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro we3t,?`rk7  
    2.7 10(N|2'q  
    0.70 mDUS9>  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 4<|]k?@  
    2.7 *v&RGY[>  
    0.70 F2=97 =R  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 R}FN6cH  
    2.6 3V]a "C   
    0.69 vSh)r 9  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 c9V'Zd#  
    2.3 qM'5cxe  
    0.66 *RhdoD|a  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 %0QYkHdFR`  
    2.0 h.NA$E?7  
    0.64 fqxMTTg@  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 +FI]0r  
    1.8 nM#\4Q[}Jh  
    0.62 lU maNZ  
    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: V! p;ME  
    镜头品牌规格 f|!zjX`  
    得分 #\qES7We 6  
    MTF侧重平均值 ,b{4GU$3  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO zKv}J  
    3.2 wbTw\b=  
    0.74 e8Jd*AKjb  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U \TjsXy=:)  
    3.1 "Z <1Msz  
    0.74 3~ylBJJ  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ;IyQqP#,<  
    3.0 p)`JVq,H/B  
    0.73 G 9;WO*  
    Sigma  70~210/4-5.6 = >9`qcNW_  
    2.9 idHBz*3~ps  
    0.72 SyI#Q[f'_  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 yd $y\pN=<  
    2.9 sHNt>5p  
    0.72 pV_2JXM~@  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ==& =3  
    2.9 09r.0Ks  
    0.72 ~~&M&Fe  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D +u7mw<A 8  
    2.8 R"jX9~3Ln  
    0.71 d4/ZOj+%  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 0oD?4gn  
    2.7 BO^e.iB/  
    0.69 ].eGsh2  
    Yashica AF 70~210/4.5 s<:J(gD  
    2.7 IsI\T8yfc  
    0.69 tq{ aa  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 cYK3>p A  
    2.6 /J^yOR9  
    0.69 9!tRM-  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 gqE{  
    2.6 N7XRk= J  
    0.69 m6s32??m  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U  C+_ NG  
    2.4 :2La,  
    0.67 /IODRso/!  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 6u7>S?  
    2.4 n<MH\.!tM  
    0.67 CZ|R-ky6p  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): s {!F@^a  
    镜头品牌规格 YDP<  
    得分 #8cY,%<S]  
    MTF侧重平均值 LbnR=B!  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 IL\#!|>  
    3.7 p tMysYT'  
    0.78 E}UlQq  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF {{j?3O//  
    3.6 ?_IRO|  
    0.78 1N2s[ \q$  
    Canon EF 20~35/2.8 L 0e&Vvl4DK  
    3.5 H'GyWG|Wx  
    0.77 t68h$u  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 $Ad 5hkz  
    3.5 BDpeAF8z  
    0.77 VHJOj  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U A#*0mJ8IK  
    3.4 @wb V@  
    0.76 (h%!Kun  
    Pentax FA 20~35/4 AL +c?1\{M   
    3.4 ~!\n  
    0.76 *G^ QS"%  
    Minolta AF 17~35/2.8 G KnKV+:"  
    3.3 IWX%6*Zz  
    0.75 1s .Ose  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 49cQA$Ad  
    3.3 pno]B ld'z  
    0.75 5P [b/.n  
    Canon 20~35/3.5 L %R(1^lFI$  
    3.3 }sZme3*J[  
    0.75 YvRMUT  
    Canon EF 17~35/2.8 L 1t6VS 3  
    3.2 wpO-cJ!,  
    0.74 a~=$9+?w  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX -:&qNY:Vp  
    3.1 % [b~4,c1  
    0.73 =otJf~  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ewN!7  
    2.9 '7 SFa]tH  
    0.72 X2v|O3>/N  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 ^h1EE=E"  
    2.8 Hn+w1v&3  
    0.71 @|sDb?J  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 uDbz`VpK  
    2.7 N;Wm{~Zhb  
    0.70 rjHL06qE  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro T_i]y4dg  
    2.5 q3<Pb,Z  
    0.68 |hk?'WGc`0  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF g)nsP  
    2.4 S jgjGJw  
    0.67 M:YtW5{  
    BxVo>r  
    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。 ~RgO9p(dY  
    wGr5V!  
    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。 5 ELKL#(  
    )*Xd  
    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