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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 %OTA5  
    R ms01m>Y  
      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: B 6'%J  
    } .H Fm'p  
      MTF = Vo / Vi Xt,,AGm}  
    {F6dSF`  
      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。 U>_\  
    +b,31  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? "kBqY+:Cn  
    BXK::M+  
      (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。 ) 4L%zl7  
    fov=Yd!  
      (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)。 qzlMn)e  
    :CkR4J!m3  
      看看photodo的例子: a[74%L?  
    ZOrTbik  
    (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 jPYe_y  
    t3#H@0<  
      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。 m~j\?mb{+  
    n@07$lY@;  
      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。 o&XMgY~  
    |N=@E,33  
    MTF(续) r0g/:lJi  
    '=K of1  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Il^ \3T+  
    ,JQxs7@2k  
    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。 I~]Q55  
    7tfivIj)e  
    浅谈MTF值的含义 ULNAH`{D  
    ]zvVY:v  
    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。 4I#eC#"  
    ;&W;  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 T$8@2[  
    :Hf0Qx6  
    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。 io9xI3{  
    d(DX(xg  
    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。 SA(UD   
    CmJ?_>  
    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。 )pZekh]v  
    N,/BudF o  
    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。 I>kiah*  
    EOBs}M;  
    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: s?@)a,C%k  
    镜头品牌规格 }ED nLou  
    得分 WBw M;S#%  
    MTF侧重平均值 U7]<U-.&  
    Contax 28~85/3.3-4 S[L#M;n  
    4.0 [j=,g-EOA  
    0.81 $@_<$t  
    Canon EF 28~70/2.8 L dDqr B-G  
    3.9 >9.5-5"   
    0.81 4#@W;'  
    Nikon AF 35~70/2.8 )H;pGM:  
    3.8 XJ:>UNf5;  
    0.79 Y3P.|  
    Minolta AF 28~70/2.8 t":W.q<  
    3.7 Gq0]m  
    0.78 @ kJ0K  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp r)6uX  
    3.5 q6C6PPc  
    0.77 ^zaKO'KcV  
    Leica 28~70/3.5-4.5 y^mWG1"O  
    3.2 N>A{)_k3  
    0.75 aJ5H3X}Y  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 2/yXY_L  
    3.1 q:Y6fbt<7  
    0.73 e~+(7_2  
    Sigma AF 28~70/2.8 " K 8&{=  
    3.0 *t#s$Ga  
    0.73 IU Y> ih  
    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。 ocIt@#20 K  
    5!'R'x5e  
    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: E\]OySC%C$  
    镜头品牌规格 Qy=HrL]x  
    得分 6o=qJ`m[?  
    MTF侧重平均值 N+CXOI=6x  
    Leica 80~200/4 W NwJM  
    4.2 ;dqk@@O"(  
    0.83 5q|+p?C  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ioC@n8_[G  
    4.1 <i_> y~v`  
    0.82 u\{qH!?t  
    Canon EF 70~200/2.8 L 2qZa9^}  
    4.1 lQV|U;~D  
    0.82 ;YK!EMM4!h  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX K<@[_W+  
    3.9 `y\*m]:  
    0.81 9 z5"y|$  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Sao>P[#x  
    3.9 $uEJn&n7}  
    0.81 v!NB~"LQ  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED "sF Xl  
    3.9 hq/J6 M  
    0.80 c%|vUAq*  
    Contax 80~200/4 Dh2:2Rz=#7  
    3.8 gw_|C|!P  
    0.79 g3|BE2?  
    Tokina AF 80~200/2.8 #*!+b  
    3.4 1<xcMn0et  
    0.76 |h5kg<Zgo  
    Leica 70~210/4 x}tKewdOSe  
    3.3 H4M{_2DO  
    0.75 }qc#lz  
    Pentax FA 80~200/2.8 zuUT S[  
    3.2 a @6^8B?w;  
    0.74 JNh=fvO2i  
    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。 j((hqJr  
    _h0-  
    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: No:^hY:F8  
    镜头品牌规格 n!GWqle  
    得分 `.{U-U\  
    MTF侧重平均值 B{s]juPG  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U  ?qk@cKS  
    3.3 l iw,O 6  
    0.75 Vy]A,Rn7  
    Pentax FA 28~70/4 AL ]#F q>E  
    3.3 "Dyym<J  
    0.75 S8\+XJ  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U |<sf:#YzY&  
    3.2 xN6>2e  
    0.74 zQ,f5x  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U fD'/#sA#'  
    3.1 :`D'jF^S  
    0.73 Osnyd+dJY  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 4[`[mE18.  
    3.1 Z;hyi'rPJ  
    0.73 f2NA=%\  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D kEO1TS  
    3.0 aSUsyOe  
    0.72 brntE:  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp Bb~5& @M|N  
    3.0 :3v9h^|+  
    0.72 8=:A/47=J  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 wTT RoeJ}  
    2.9 L^lS^P  
    0.72 &`\ep9  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 [q'eEN G  
    2.9 @8|Gh]\P  
    0.71 _ j~4+H  
    Contax 28~70/3.5-4.5 $57\u/(  
    2.8 Rfht\{N 7  
    0.71 0{Bf9cH  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D L/BHexOB  
    2.8 yr5NRs  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro cv= \g Z  
    2.7 |"Z-7@/k$i  
    0.70 wS V@=)H\:  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 i-b1d'?Rb  
    2.7 zO%w_7 w  
    0.70 6J\q`q(W(  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 \*uugw,\y  
    2.6 hcyn  
    0.69 v;Es^ YI  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ]oEQ4  
    2.3 UxeL cUP  
    0.66 #7o0dE;Kg9  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 PcB{ = L  
    2.0 k d+l k:  
    0.64 7aQ n;  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ehE-SrkU'  
    1.8 7%4.b7Q  
    0.62 Ir/:d]N*  
    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: &mcR   
    镜头品牌规格 SiV*WxQe  
    得分 ailG./I+  
    MTF侧重平均值 ';6X!KY+]  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 1aq2aLx  
    3.2 Y''6NGf  
    0.74 2 5Q+1  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U /ERNS/w  
    3.1 "R23Pi  
    0.74 @0|nq9l1  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 <1 S+ '  
    3.0 E67XPvo1+@  
    0.73 Z(HZB  
    Sigma  70~210/4-5.6 &:No}6  
    2.9 9 ZGV%Tw  
    0.72 1i3V!!r  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 gLD{1-v  
    2.9 Ff<)4`J  
    0.72 4{Udz!  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 )Oievu_"|  
    2.9 \i0-o8q@I  
    0.72 D#jX6  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Hd 0Xx}3&  
    2.8 *Tp]h 0  
    0.71 @8zT'/$  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 < Y>3  
    2.7 #V[SQ=>x[  
    0.69 +i=p5d5  
    Yashica AF 70~210/4.5 RM,'o[%  
    2.7 Fg=v6j4W  
    0.69 O&V[g>x"U  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 =Z`0>R`  
    2.6 )b92yP{  
    0.69 6e# wR/  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ;&kn"b}G;  
    2.6 Pbe7SRdr^  
    0.69 ?E7=:h(@t  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 9|=nV|R'6  
    2.4 {y6C0A*  
    0.67 U:n*<l-k}  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 h<Wg3o  
    2.4 v459},!P  
    0.67 k 4B_W  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ~<,Sh~Ana.  
    镜头品牌规格 -~O/NX  
    得分 W-XpJ\_  
    MTF侧重平均值 P}@*Z>j:#  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 &@6 GI<  
    3.7 XG&K32_fs  
    0.78 hVUIBJ/5(-  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 2y kCtRe  
    3.6 DA=1KaJ.  
    0.78 <hv7s,i  
    Canon EF 20~35/2.8 L bSrZ{l  
    3.5 "IwM:v  
    0.77 aZKXD! 4  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 z0Xa_w=  
    3.5 e$wt&^W  
    0.77 gS$A   
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U eYEc^nC,c)  
    3.4 C:GvP>  
    0.76 ^ ulps**e  
    Pentax FA 20~35/4 AL 85z;Zt0{  
    3.4 jBpVxv  
    0.76 5v9uHxy  
    Minolta AF 17~35/2.8 G d#\W hRE  
    3.3 kcS6_l  
    0.75 Rp/-Pv   
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 T~J? AKx  
    3.3 C[YnrI!  
    0.75 &fSTR-8ev#  
    Canon 20~35/3.5 L J+Bdz6lt  
    3.3 e{C6by"j{S  
    0.75 "'A"U  
    Canon EF 17~35/2.8 L _tj&Psp  
    3.2 r )b<{u=]  
    0.74 RrWNJ&o  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX (WE,dY+.  
    3.1 ce'TYkPM  
    0.73 kCA5|u  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 )ooWQ-%P  
    2.9 9=$ !gC)  
    0.72 ;+`uER  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 gX,9Gh  
    2.8 U9#WN.noG  
    0.71 ,%hj cGX11  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 XDYosC:  
    2.7 >Z\BfH  
    0.70 DB@EVH  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro G9RP^  
    2.5 &71e5<(dG  
    0.68 L'9N9CR{i  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF c3k|G<C2  
    2.4 sX:lE^)-z  
    0.67 h\y-L~2E  
    / L~u0 2?  
    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。 bGv4.:)  
    8R xc&`_X  
    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。 ]W) jmw'mo  
    >5Lexj  
    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