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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 L}>XH*  
    AbWnDqv  
      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: Pf?*bI  
    w]BZgF.  
      MTF = Vo / Vi wEMh !jAbv  
    )\iO wA  
      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。 .x 1&   
    c[/h7!/aH  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? x B%Felz  
    kQr\ktN\  
      (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。 71nI`.Z  
    yAge2m]<B  
      (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)。 Tug}P K   
    5<?O S &B  
      看看photodo的例子: D"5uN0Z  
    ]yTMWIx#  
    (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 ql|ksios  
    F<KUVe  
      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。 Cg~GlZk}  
    tkN5 |95  
      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。 v=(L>gg  
    3c#CEuu  
    MTF(续) INm21MS$  
    LD'eq\vO  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ;au-NY  
    rv(Qz|K@  
    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。 Lyx \s;  
    :/Zy=F9:  
    浅谈MTF值的含义 t+R8{9L-  
    Ol}^'7H  
    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。 i.0}d5Y  
    N8<Wm>GLX~  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 t)y WQV  
    L_>j SP  
    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。 sknta 0^=2  
    ^|z  
    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。 ;P` z ?>J:  
    $)L=MEdx  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 ZfzUvN&!  
    e}Y|' bG  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 ?m)3n0Uh  
    Q%.V\8#|V  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: |.A#wjF9  
    镜头品牌规格 @KM !g,f  
    得分 Us4ijR d  
    MTF侧重平均值 2#sJ`pdQ  
    Contax 28~85/3.3-4 <X7x  
    4.0 &^R0kCF`  
    0.81 ryd*Ha">I  
    Canon EF 28~70/2.8 L {8NnRnzU  
    3.9 )G7")I J/X  
    0.81 L*2YAIG  
    Nikon AF 35~70/2.8 HG(J+ocn   
    3.8 Ig&=(Kmr  
    0.79 Q4gsOx P  
    Minolta AF 28~70/2.8 hOI| #(-  
    3.7 &ukYTDM  
    0.78 H /E.R[\+x  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp L-7?:  
    3.5 =.@{ uu;  
    0.77 '\I.P  
    Leica 28~70/3.5-4.5 /cPe zX  
    3.2 kPN:m ow  
    0.75 G(LGa2;Zg  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro /{eD##vhP  
    3.1 O|t@p=]  
    0.73 JLS|G?#0  
    Sigma AF 28~70/2.8 SxC   
    3.0 7*bUy)UZ  
    0.73 /D]?+<h1  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 l_K=7\N  
    z(sfX}%  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: 8IErLu}  
    镜头品牌规格 BDW%cs  
    得分 wS*An4%G  
    MTF侧重平均值 xPFNH`O&  
    Leica 80~200/4 2s(c#$JVS  
    4.2 6#sd"JvtQ  
    0.83 t5r,3x!E  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ;pK/t=$  
    4.1 ))y`q@  
    0.82  .;ptgX  
    Canon EF 70~200/2.8 L <:[ P&Y  
    4.1 L: hEt  
    0.82 |7$F r[2d  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ZT*RD2,  
    3.9 !(:R=J_h  
    0.81 OhC%5=a7  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo /U |@sw4  
    3.9 gq[|>Rs75  
    0.81 H_*;7/&  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 3lw KV  
    3.9 ,{"%-U#z  
    0.80 xign!=  
    Contax 80~200/4 jH+ddBVA  
    3.8 |"4+~z%/9!  
    0.79 a[ Pyxx_K  
    Tokina AF 80~200/2.8 $a^YJY^_  
    3.4 qmNgEz%  
    0.76 ]njObU)[zr  
    Leica 70~210/4 J2rw4L  
    3.3 )f#raXa5+  
    0.75 5F#Q1gP-  
    Pentax FA 80~200/2.8 nE_g^  
    3.2 ^FaBaDcnl  
    0.74 drr W?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。 @'go?E)f  
    j<H5i}  
    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: /oA=6N#j  
    镜头品牌规格 x+?P/Ckg  
    得分 74Fv9  
    MTF侧重平均值 du,mbTQib  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 2~yYwX  
    3.3 <1r#hFUUL  
    0.75 {bQi z  
    Pentax FA 28~70/4 AL ${(c `X  
    3.3 xvx5@lx  
    0.75 d D%Sbb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U {51<EvyE*  
    3.2 5u\#@% \6  
    0.74 +48a..4sN  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U b FV+|0  
    3.1 6V[ce4a%  
    0.73 ]/G~ L  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 3>Ne_kY  
    3.1 Wt$" f  
    0.73 0rnne L  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D yeI((2L@E2  
    3.0 fdU`+[_  
    0.72 ssf.ef$  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp !CJh6X !  
    3.0 S6Er# )k  
    0.72 @m#1[n;  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 FLWQY,  
    2.9 U|[+M@F_L  
    0.72 mpsi{%gA  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ?^y!}(  
    2.9 V:<NQd  
    0.71 }"QV{W  
    Contax 28~70/3.5-4.5 rMV<}C ^  
    2.8 >gj%q$@  
    0.71 K<BS%~,I  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D o@o0V  
    2.8 WUEjWJA-MB  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro g}uVuK;<  
    2.7 y{Fq'w!ap  
    0.70 N;\G=q] 9  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 *hm;C+<~  
    2.7 DK\Ud6w  
    0.70 tTX@Bb8  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 }DCR(p rD  
    2.6 '[T#d!T  
    0.69 (] Zyk, [  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 {? a@UUvC  
    2.3 KG2ij~v  
    0.66 I;=HXL  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 <B3v4 f  
    2.0 +Jf4 5[D   
    0.64 1\hh,s  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 CrTGC%w{=  
    1.8 *>=|"ff  
    0.62 @c >a  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表:  Uk2U:  
    镜头品牌规格 7Ud  
    得分 >TnV Lx<  
    MTF侧重平均值 Ke 5fe#  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO /:<.Cn>-  
    3.2 rM{3]v{~  
    0.74 z?b[ 6DLV;  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U y4^w8'%MC  
    3.1 %T_4n^beFQ  
    0.74 7H,p/G?]k  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 .q!U@}k.  
    3.0 o3s ME2  
    0.73 }@ +{;"  
    Sigma  70~210/4-5.6 JQ[~N-  
    2.9 CO)BF%?B  
    0.72 lZ\8$,B)  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 65@,FDg*i  
    2.9 )/B' ODa  
    0.72 T({]fc!c  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 Y[\ZN  
    2.9 6wmMg i_m  
    0.72 hYj!*P)uV  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D =9LeFrz  
    2.8 GfG!CG^ %  
    0.71 F74^HQ*J  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 8M"0o}wx  
    2.7 I_h8)W  
    0.69 Lwy9QZL  
    Yashica AF 70~210/4.5 1=9M@r~ ^  
    2.7 V~9s+>  
    0.69 C2Pw;iK_t  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 _Di";fe?  
    2.6 2$Fy?08q  
    0.69 m\Xgvpv rP  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 Z^fkv  
    2.6 +H'{!:e5  
    0.69 O6P{+xj$  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U +V N&kCx)  
    2.4 O.9r'n4f  
    0.67 Kt 0 3F$  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 L^7"I 4=(D  
    2.4 >~D-\,d|f  
    0.67 ~ .dmfA{  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): /W vgC)  
    镜头品牌规格 rEM#J"wF  
    得分 SDW_Y^Tb  
    MTF侧重平均值 AWXBk+  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Zeeixg-1<  
    3.7 -=+@/@nV  
    0.78 ;(Xig$k  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF )PU_'n=>  
    3.6 Q;'{~!=  
    0.78 o\ M  
    Canon EF 20~35/2.8 L N N1(f  
    3.5 :M |<c9I  
    0.77 l-} );zH74  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 :'F7^N3;H  
    3.5 7a<-}>sU  
    0.77 8,l~e8&  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U zS6oz=  
    3.4 ]{/1F:bcQ  
    0.76 qkLp8/G>pO  
    Pentax FA 20~35/4 AL j~ 'a %P  
    3.4 C.& R,$  
    0.76 0+vt LDq@P  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Y >83G`*}b  
    3.3 y\M Kd[G7  
    0.75 +W8L^Wl  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 j\uh]8N3<  
    3.3 l?UFe$9(  
    0.75 "6<L) 8  
    Canon 20~35/3.5 L Q8~|0X\.g  
    3.3 WqHsf1? N  
    0.75 $&C~Qti|G  
    Canon EF 17~35/2.8 L Ow@ }6&1  
    3.2 "s!|8F6$  
    0.74 t.ci!#/d  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX uE]kv  
    3.1 -fB;pS,  
    0.73 WcG}9)9  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 @rV|7%u  
    2.9 k|Syw ATr  
    0.72 SFiK_;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 v95O)cC:W  
    2.8 bRhc8#kw)  
    0.71 k,kr7'Q  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 l, [cR?v  
    2.7 0[O."9  
    0.70 ?4^8C4  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro w|AHE  
    2.5 RXbhuI  
    0.68 I_k!'zR[N  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Vp.&X 8  
    2.4 y-/,,,r  
    0.67 \%! t2=J!  
    NY,ZTl_  
    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。 B}&9+2M  
    I=DvP;!  
    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。 X;vfbF   
    _Z>I"m  
    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