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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 lAGntYv  
    >\3N#S"PF  
      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: ~ftR:F|9  
    -M4VC^_  
      MTF = Vo / Vi ~(=5`9  
    = '-/JH~  
      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。 y'z9Ya  
    /"^XrVi-  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? $I<\Yuy-M9  
    _lC0XDZ  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 _SH~.Mt_!  
    _ x$\E  
      (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)。 VZ7E#z+nM#  
    #F6M<V'  
      看看photodo的例子: ZS`9r16@b  
    b'vIX< g  
    (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 d ]#`?}  
    Bw9O)++  
      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。 ;1>V7+/  
    st>%U9  
      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。 g!)*CP#;  
    iP1yy5T  
    MTF(续) =c%gV]>G  
    Zv9%}%7p  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 x&$8;2&.  
    7y$U$6  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 Wq?vAnLbk  
    kovJ9  
    浅谈MTF值的含义 zy|h1 .gd  
    Z!4B=?(  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 \VypkbE+  
    }C$D-fH8sW  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 \3hFb,/4k  
    L(C0236r  
    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。 !wZIXpeL  
    zhY]!  
    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。 ;{0%Vp{  
    IBW-[lr7  
    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。 o)'06FF\$  
    s%A?B 8,  
    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。 n1b^o~agwC  
    cs[nFfM  
    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: x Vw1  
    镜头品牌规格 3ik~PgGoKQ  
    得分 R_vK^Da  
    MTF侧重平均值 f?(g5o*2  
    Contax 28~85/3.3-4 v9Lf|FXo&  
    4.0 N37CAbw0  
    0.81 4{0vdpo3F  
    Canon EF 28~70/2.8 L s=Kz9WLy  
    3.9 MOm+t]vq1  
    0.81 P!{J28dj  
    Nikon AF 35~70/2.8 9Fg:   
    3.8 Rhw+~gd*F  
    0.79 F3x*dq2  
    Minolta AF 28~70/2.8 }|j#C[  
    3.7 Un&rP70  
    0.78 Gsz$H_  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp '}q/;}ih  
    3.5 'L^M"f^I  
    0.77 3(:?Z-iKe  
    Leica 28~70/3.5-4.5 .Vs|&c2im  
    3.2 PeSTUR&  
    0.75 OUN"'p%%  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 3w/z$bj  
    3.1 Rk{vz|  
    0.73 ( v$ i  
    Sigma AF 28~70/2.8 {yMkd4v  
    3.0 Ix0#eoj  
    0.73 M" $g*j  
    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。 iaQFVROu  
    2/x~w~3U  
    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: Wxi;Tq9C@_  
    镜头品牌规格 HaF&ooI5+  
    得分 (.b!kfC  
    MTF侧重平均值 0QEcJ]Qb8  
    Leica 80~200/4 yP34h*0B  
    4.2 :\%hv>}|  
    0.83 $-(lp0\*  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ]#rN z"  
    4.1 WY26Iq@C  
    0.82 |{rhks~  
    Canon EF 70~200/2.8 L %Kh}6   
    4.1 q } (f9  
    0.82 Hdjp^O!  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX .fK~IKA  
    3.9 8rNf4]5@X(  
    0.81 YDgG2hT/2  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo !HXyvyDN  
    3.9 _J,*0~O$  
    0.81 WWLf'89It  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED GZmfE`  
    3.9 gmOP8.g  
    0.80 G+m[W  
    Contax 80~200/4 q~{O^,4S  
    3.8 WISK-z  
    0.79 JYLAu4s6  
    Tokina AF 80~200/2.8 ,,?XGx  
    3.4 X#X/P  
    0.76 V]Uc@7S/  
    Leica 70~210/4 r]S"i$  
    3.3 }xgs]\^,73  
    0.75 \^lDd~MWG  
    Pentax FA 80~200/2.8 %B\VY+  
    3.2 vI(CX]o  
    0.74 sjHcq5#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。 A'*#UYn(  
    O_*tDq,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: raM{!T:  
    镜头品牌规格 mw83pU6  
    得分 1([?EfC  
    MTF侧重平均值 _znpzr9H  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U unr`.}A2>  
    3.3 QO4eDSW  
    0.75 8w~X4A,  
    Pentax FA 28~70/4 AL ]hbrzv o  
    3.3 T|5uywA|  
    0.75 MQX9BJ%  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U )0=H)k0  
    3.2 <V|\yH9  
    0.74 -r[O_[g w  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U R-Y 7I  
    3.1 ) LohB,?  
    0.73 ^j1i CL!  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 :S+Bu*OyH  
    3.1 NH'QMjL)  
    0.73 ?VyiR40-Cx  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D [6nN]U~Y  
    3.0 !]&+g'aC3  
    0.72 /@",5U#  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 98CS|NEe  
    3.0 8(H!iKHe  
    0.72 Qn/ 6gRLj  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 BD M"";u  
    2.9 gbu)bqu2x  
    0.72 z AY -Y  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 2HDWlUTNVO  
    2.9 +Ecn  
    0.71 {G=|fgz  
    Contax 28~70/3.5-4.5 "[CR5q9Pr  
    2.8  |  
    0.71 )OFf nKh  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D = @lM*  
    2.8 B06W(y,3Q>  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro L(HAAqRnJ  
    2.7 pwNF\ ={  
    0.70 2UTmQOm  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 .nei9Y*  
    2.7 IG!(q%Gf  
    0.70 <{z-<D;  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ~@"H\):/  
    2.6 ,/dW*B  
    0.69 ]5e|W Q>*X  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 <qBM+m$|)  
    2.3 t24.u+O  
    0.66 j!IkU}*c  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 0 .ck!"h}  
    2.0 :{ai w?1  
    0.64 caL \ d  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 _DYe<f.  
    1.8 Bsj^R\  
    0.62 >|1-o;UU  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: Y 9BKd78Y  
    镜头品牌规格 F1% ^,;  
    得分 pzT`.#N:M  
    MTF侧重平均值 L^Fb;sJYI  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO k: z)Sw  
    3.2 }RUK?:lEA  
    0.74 R 3*{"!O  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 9x#T j/5%  
    3.1 Am >b7Z!  
    0.74 9r 5(  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Fh}GJE   
    3.0  )eH?3""  
    0.73 ,2mq}u>WU  
    Sigma  70~210/4-5.6 E=ObfN"ge  
    2.9 (bD#PQXzm  
    0.72 _CizU0S  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 p &i+i  
    2.9 UTO$L|K  
    0.72 jPs{Mr<  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 u&e?3qKX(  
    2.9 R=S)O.*R  
    0.72 u0%bv\$m  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ksyQ_4^SO  
    2.8 _TbvQ Y  
    0.71 <=%G%V_s  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 O:#/To'  
    2.7 [f]:h Ji  
    0.69 -2Dgr\M  
    Yashica AF 70~210/4.5 &jh17y  
    2.7 /{-J_+u*%  
    0.69 hSaw)g`w  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 U/-|hfh  
    2.6 Ba76~-gK$  
    0.69 >KJE *X@s  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 )IKqO:@  
    2.6 UGP&&A#T-  
    0.69 07>D G#  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U "j=E8Dd}  
    2.4 CT (HTu  
    0.67 |wyua@2  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 w^[:wzF0  
    2.4 sc z8 `%  
    0.67 A%~t[ H  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 5qkyi]/U8  
    镜头品牌规格 *nwH1FjH  
    得分 \\Nt^j3qR  
    MTF侧重平均值 ;6`7 \  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 nQG<OVRClS  
    3.7 fbkAu  
    0.78 )#,a'~w  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF f+2mX"Z[F  
    3.6 ~l*[=0}  
    0.78 [o.#$(   
    Canon EF 20~35/2.8 L Z.N9e  
    3.5 '~xiD?:  
    0.77 6df`]s c  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 n%6=w9.%c  
    3.5 b 2~5LZ  
    0.77 srH.$Y;~  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U {T3wOi  
    3.4 afjEN y1  
    0.76 Iz&<rL;s  
    Pentax FA 20~35/4 AL LftzW{>gI"  
    3.4 }{.V^;  
    0.76 2]H?q!l!O  
    Minolta AF 17~35/2.8 G H`7T;`Yb  
    3.3 }U**)"  
    0.75 9/O\769"'  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 \4uj!LgTb  
    3.3 hO(A_Bw  
    0.75 h2 >a_0"  
    Canon 20~35/3.5 L _SQ]\Z  
    3.3 pK)!o  
    0.75 ;kD Rm'(  
    Canon EF 17~35/2.8 L ?Xq kf>  
    3.2 MgH O WoF  
    0.74 3 op{h6  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX %/RT}CBBsW  
    3.1 %%lJyLq'Vk  
    0.73 ~_ko$(;A  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 r`PD}6\  
    2.9 kM3#[#6$!  
    0.72 YyC$\HH6  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 8[oZ>7LMzC  
    2.8 v5*JBW+c*  
    0.71 AdRK)L  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 B8zc#0!1  
    2.7 }q:4Zh'l!  
    0.70 "f-HOd\=  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 5B;;{GR  
    2.5 VRUA<x  
    0.68 V|pO";%>,  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF )yS8(F0  
    2.4 l$C Y gm  
    0.67 %5j*e  
    B%z+\<3^q  
    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。 {G{ >Qa|  
    }zrapL"9X  
    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。 RIFTF R  
    2FEi-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