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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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    光币
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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。 I}1NB3>^  
    G3Z)Z) N  
      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: RZXjgddL  
     # 1OOU  
      MTF = Vo / Vi vSEuk}pk  
    ?l9XAW t\  
      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-jO &  
    o]4*|ARPs  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 5>[u `  
    sB7# ~p A  
      (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。 1*\o.  
    $g> IyT[  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 MN\HDKN  
    t'n pG}`tE  
      看看photodo的例子: JRB9rSN^  
    p{T*k'  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 fp`;U_-&0  
    k>;`FFQU>  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 F1*>y  
    uXn1 'K<'2  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 X% t1 T4  
    ,o86}6Ag  
    MTF(续) eA2@Nkw~)  
    k\5c|Wq|g  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 z&zP)>Pv  
    Kp%2k^U  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 Lt64JH^lz  
    Bs^aII$  
    浅谈MTF值的含义 d; boIP`M;  
    TM%| '^)  
    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。 akp-zn&je  
    ?9 <:QE;I>  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 >mwlsL~X  
    0"<H;7K#W  
    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。 E(>=rD/+  
    ,Vc6Gwm  
    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。 BC^ :=  
    f%][}NN)Xr  
    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。 J,'M4O\S  
    <cps2*'  
    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。 8\&X2[oAD  
    1m4$p2j  
    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: |jGf<Bf5  
    镜头品牌规格 J!dm-L  
    得分 f,U.7E  
    MTF侧重平均值 <sb~ ^B  
    Contax 28~85/3.3-4 L>jY.d2w=K  
    4.0 K@ I 9^b  
    0.81 $*^7iT4q_t  
    Canon EF 28~70/2.8 L f\|w '  
    3.9 )}Hpi<5N  
    0.81 D+rxT: d  
    Nikon AF 35~70/2.8 )1?y 8_B  
    3.8 *7uH-u"5d  
    0.79 rD*jp6Cl  
    Minolta AF 28~70/2.8 I ce~oz)  
    3.7 Wf+cDpK  
    0.78 .]8ZwAs=&  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp zfJT,h-{  
    3.5 8I=2lK  
    0.77 /CrSu  
    Leica 28~70/3.5-4.5 5AFJC?   
    3.2 x[ SDl(<@;  
    0.75 (~p< P+  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro R$R *'l  
    3.1 \j$&DCv   
    0.73 ">\?&0  
    Sigma AF 28~70/2.8 {5Q!Y&N.%  
    3.0 S\CCrje  
    0.73 N=V==Dbu-  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ju8> :y8  
    LQ@"Xe]5  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: hZm"t/aKc  
    镜头品牌规格 yl'u'-Zb6  
    得分 5?f ^Rz  
    MTF侧重平均值 ^ gdaa>L  
    Leica 80~200/4 jk;j2YNPw  
    4.2 =>m<GvQz  
    0.83 iDpSj!x/_  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D z<MsKD0Q  
    4.1 &T#;-`'  
    0.82 K%t*8 4j  
    Canon EF 70~200/2.8 L D, k6$`  
    4.1 bTI|F]^!  
    0.82 x`mG<Yt  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX v&6-a*<Z  
    3.9 !Lu2  
    0.81 ,V7nzhA2  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo -M\<nx  
    3.9 n*h)'8`Ut  
    0.81 9=s<Ld  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED zrvF]|1UP  
    3.9 jVEGj5F;N  
    0.80 [CY9^N  
    Contax 80~200/4 ~]sc^[  
    3.8 P?%s #I:  
    0.79 ez7A4>/  
    Tokina AF 80~200/2.8 ^vZSUfS  
    3.4 1 s\Wtw:  
    0.76 [|v][Hwv  
    Leica 70~210/4 %7hrk  
    3.3 z[ N`s$;  
    0.75 }H53~@WP>  
    Pentax FA 80~200/2.8 r-,%2y?  
    3.2 gM&{=WDG6  
    0.74 Usvl}{L[  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 :'Vf g[Uq  
    td$E/h=3  
    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: X;$+,&M"  
    镜头品牌规格 #`^}PuQ  
    得分 5=-Q4d  
    MTF侧重平均值 u*eV@KK!  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U "MeVE#O  
    3.3 `>o{P/HN  
    0.75 8|gIhpO?^  
    Pentax FA 28~70/4 AL :@Pl pF K  
    3.3 U4'#T%*  
    0.75 $t+,Tav  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U b1I]>\  
    3.2 XPc^Tq  
    0.74 i$Ul(?  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U g>%o #P7  
    3.1 H_7/%noS5  
    0.73 gb1V~  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 }:zE< bK  
    3.1 %UrueMEO  
    0.73 RH W]Z Pr<  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D X0HZH?V+  
    3.0 \  #F  
    0.72 HZE#Ab*L  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp : $1?i)  
    3.0 G[PtkPSJ  
    0.72 @?sRj&w  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 z(ONv#}p  
    2.9 &ANf!*<\E  
    0.72 .^`{1%  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 `v!urE/gg%  
    2.9 <_L,t 1H{  
    0.71 :U|1xgB  
    Contax 28~70/3.5-4.5 LE Nq_@$  
    2.8 w{8xpAqm  
    0.71 NWESP U):w  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D J3V= 46Yc  
    2.8 ;nfdGB  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro I9A~Ye 5O&  
    2.7 n` _{9R  
    0.70 5Pc;5 o0C  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 v4TQX<0s  
    2.7 CZwXTHe  
    0.70 ZDJ`qJ8V  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 P= BZ+6DS  
    2.6 KfEx"94  
    0.69 dES"@?!^  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 b~P`qj[  
    2.3 QO:!p5^:  
    0.66 1s&zMWC  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 ) w5SUb  
    2.0 ,2oWWsC7  
    0.64 tKuwpT1Qc  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 J1U/.`Oy  
    1.8 p$c6<'UqH  
    0.62 EWhK0Vej=  
    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: HyQJXw?A:  
    镜头品牌规格 e2Pcm_Ahv*  
    得分 NR6#g,+7  
    MTF侧重平均值  Mx?d  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO k .;j  
    3.2 ub0.J#j@  
    0.74 sE<V5`Z=  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U Ml{,  
    3.1 _.Nbt(mz  
    0.74 05#1w#i  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 &BLJT9Frx  
    3.0 (8DC}kckE  
    0.73 k"%~"9  
    Sigma  70~210/4-5.6 Ta0|+IYk<  
    2.9 W(Fv l  
    0.72 Rok7n1gW  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 U}[d_f  
    2.9 ?3,:-"(@p  
    0.72 558V_y:  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 HWrO"b*tO  
    2.9 &{hL&BLr  
    0.72 8 >EWKI9  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 2]jn '4  
    2.8 /Iy]DU8  
    0.71 8 ^2oWC#U(  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 4he GnMD  
    2.7 ek\ xx  
    0.69 4[r0G+  
    Yashica AF 70~210/4.5 xrz,\eTb  
    2.7 /SR*W5#s  
    0.69 dq6m>;`  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 $9#H04.x  
    2.6 2#]#sZmk  
    0.69 sf qL|8  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 6vo;!V6  
    2.6 `2WFk8) F  
    0.69 N^G Mp,8  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U iC32nY?  
    2.4 #U4F0BdA  
    0.67 r'r%w#=`t  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 N,AQsloL7  
    2.4 nwe* BVp  
    0.67 UgN u`$m+  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): [A~xy'T  
    镜头品牌规格 %D34/=(X  
    得分 S(l O(gY  
    MTF侧重平均值 9 ';JXf$  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ItVWO:x&v  
    3.7 'RR~7h  
    0.78 k68T`Ub\W6  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF )3}9K ^jS  
    3.6 =E4LRKn  
    0.78 g" DG]/ev  
    Canon EF 20~35/2.8 L W=><)miQ@  
    3.5 ay ;S4c/_  
    0.77 gMmaK0uhS  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 VcO0sa f`  
    3.5 L:j<c5  
    0.77 vhW2PzHFRi  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U mbxZL<ua  
    3.4 \BTODZ:h  
    0.76 uAJx.>$b  
    Pentax FA 20~35/4 AL 6+|do+0Icg  
    3.4 9igiZmM  
    0.76 m)t;9J5  
    Minolta AF 17~35/2.8 G +>{2*\cZ5}  
    3.3 !qh]6%l  
    0.75 z6=Z\P+  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 gnOt+W8  
    3.3 wPd3F.<$  
    0.75 6:[dj*KGmT  
    Canon 20~35/3.5 L fI}to&qk  
    3.3 Ys!82M$g  
    0.75 uM IIYS  
    Canon EF 17~35/2.8 L +T1pJ 89P  
    3.2  EoR}Af  
    0.74 EzM ?Nft  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ZF9z~9  
    3.1 XkE`U5.  
    0.73 8B K(4?gC  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 xQ-<WF1i  
    2.9 %~H-)_d20  
    0.72 ?W?c 1>  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 (ylTp]~mR-  
    2.8 p Z|V 3  
    0.71 M#4p E_G  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 i(%W_d!  
    2.7 _?m(V=z>  
    0.70 XH4  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro nLZTK&7}  
    2.5 z,[Hli*0  
    0.68 f;o5=)Y  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF {l1.2!  
    2.4 #4Rx]zW^%  
    0.67 BDW^7[n  
    en4k/w_  
    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。 y1eW pPJa  
    45@ I*`  
    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。 u"cV%(#  
    DZ'P@f)]  
    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