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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 :*s+X$x,<  
    L=5Fvm  
      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: O,?aVgY  
    jd?NN:7  
      MTF = Vo / Vi 6*=7ifS  
    RaLc}F)9   
      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`.m'n7>P  
    $+@xwuY'+  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? dX5|A_Ex  
    z+6%Ya&ls  
      (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。 TGu]6NzyZ  
    s+XDtO  
      (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)。 }uk]1M2=  
    HVK./y qy  
      看看photodo的例子: f/RDo4  
    *'nZ|r v  
    (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 Ve^rzGU  
    c9)5G+   
      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。 ;OfZEy>7  
    WHvU|rJ  
      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 S4  
    F otHITw[  
    MTF(续) Ba /^CS  
    w00Ba^W  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ;#Pc^Yzc1  
    mY !LGN  
    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。 om}jQJ]KH  
    ~ 6-6aYhe  
    浅谈MTF值的含义 vQIN#;m4  
    2rJeON  
    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。 Seb J}P1x  
    ;IX*4E'4s  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 B!zqvShF  
    O)Mf/P'  
    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。 ^NPbD<~Lb  
    7O.{g  
    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。 W^AY:#eX~Q  
    mFXkrvOf,  
    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。 !wZ  9P  
    Jh)K0>R  
    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。 -!b@\=  
    A T'P=)F@  
    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: +Jv*u8T'  
    镜头品牌规格 '4}c1F1T_  
    得分 0[T>UEI?  
    MTF侧重平均值 jJDY l([  
    Contax 28~85/3.3-4 "~HV!(dRMC  
    4.0 T^~9'KDd  
    0.81 ^HasT4M+x  
    Canon EF 28~70/2.8 L auS.q5 %  
    3.9 I_h{n{,sr  
    0.81 lSk<euCYs  
    Nikon AF 35~70/2.8 @*rED6zH  
    3.8 Qo;#}%}^^  
    0.79 *b >hZkObn  
    Minolta AF 28~70/2.8 'N?t=A  
    3.7 GxR, 3  
    0.78 f8'$Mn,  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp HAr_z@#E  
    3.5 xFY< ns  
    0.77 (ATCP#lF  
    Leica 28~70/3.5-4.5 :xP$iEA`G  
    3.2 11Hf)]M   
    0.75 r!7e:p JLO  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro _noQk3N  
    3.1 p!~{<s]  
    0.73 f; "6I  
    Sigma AF 28~70/2.8 }&mFpc  
    3.0 VF<C#I  
    0.73 \O7Vo<B&D  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 r\-25F<e5  
    7JNy;$]/  
    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: 6Q6l?!|W4  
    镜头品牌规格 KtFxG6a  
    得分 AIXvS*Y,  
    MTF侧重平均值 96.z\[0VZ  
    Leica 80~200/4 r4D 6I,  
    4.2 EdPN=  
    0.83 8uO@S*)0  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D G2,r %|7ta  
    4.1 h1 D#,  
    0.82 #!FLX*,  
    Canon EF 70~200/2.8 L Q#i^<WUpg  
    4.1 K~#wvUb  
    0.82 G{cTQH|  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX weOzs]uc  
    3.9 D-8>?`n\  
    0.81 %YaUc{.%  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo @M V%&y*z.  
    3.9 DJ9;{,gm  
    0.81 O&:0mpRZ  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ^!*?vHx:  
    3.9 ` tkd1M  
    0.80 'ZHu=UT7_  
    Contax 80~200/4 Y,bw:vX  
    3.8 a#0G mK  
    0.79 yMNLsR~rh  
    Tokina AF 80~200/2.8 $J |oVVct  
    3.4 $<UX/a\sH  
    0.76 4R U1tWQ%  
    Leica 70~210/4 B=;pyhc  
    3.3 lbES9o5  
    0.75 sJlX ]\RLQ  
    Pentax FA 80~200/2.8 toipEp<ci  
    3.2 RTSR-<{z  
    0.74 Or9@X=C  
    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。 $l&&y?()  
    /p [l(H  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: ?CS jn  
    镜头品牌规格 @Y>3-,o,S  
    得分 ;UgRm#  
    MTF侧重平均值 gkpNT)  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U _^RN C)ol  
    3.3 {zGIQG9  
    0.75 vtFA#})~  
    Pentax FA 28~70/4 AL 0<L@f=i  
    3.3 rI}E2J  
    0.75 ED/-,>[f  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U %uGA+ \b  
    3.2 13Z6dhZu  
    0.74 J1<fE(X  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 4[3T%jA  
    3.1 oQDOwM,  
    0.73 9ok|]d P  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 wN)R !6  
    3.1 Vk_*]wU  
    0.73 K74oRKv  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ,l<-*yMD  
    3.0 &Jj> jCg  
    0.72 P:k(=CzZ@J  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp +29;T0>a  
    3.0 L>UYR++<6  
    0.72 2al~`  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 BH0rT})  
    2.9 ~~1~_0?e  
    0.72 *vhm  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 n@L!{zY  
    2.9 A2&&iL=j/  
    0.71 b=T+#Jb  
    Contax 28~70/3.5-4.5 savz>E &  
    2.8 7IJb$af:;  
    0.71 &SN$D5U'  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D |/fbU_d  
    2.8 (&MSP  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro A?}OOjA  
    2.7 hqD;<:.  
    0.70 s*CKFEb#  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 #>'1oC{  
    2.7 W,{`)NWg  
    0.70 H5RHA^p|  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 J+*rjdI  
    2.6 @?]-5~3;  
    0.69 e3>Re![_.  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 GPx S.&  
    2.3 N~>?w#?J  
    0.66 9jPb-I-   
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 b$R>GQ?#  
    2.0 oh@r0`J]x  
    0.64 nnGA_7-t  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 .;KupQ;*  
    1.8 x#8=drh.:C  
    0.62  ,O~2 R  
    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: peqFa._W  
    镜头品牌规格 "}HQ)54&  
    得分 W=EO=}l#  
    MTF侧重平均值 8e\v5K9  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO pn $50c  
    3.2 DpS6>$v8t  
    0.74 \[oHt:$do  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U mTP.W#N  
    3.1 '6 'XBL?  
    0.74 5 N/ ]/  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 =-VV`  
    3.0 CLkVe  
    0.73 !F<?he<U  
    Sigma  70~210/4-5.6 *i?qOv /=>  
    2.9 \~)573'  
    0.72 zBs7]z!eP  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 fcZOsTj  
    2.9 Nz}Q"6L  
    0.72 `2fuV]FW  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 blN1Q%m6  
    2.9 ppnj.tLz;r  
    0.72 %@&)t?/=  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 1 I+5  
    2.8 }[DAk~  
    0.71 ;&!dD6N  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 OXacI~C  
    2.7 (;j7 {(  
    0.69 2DC#PX)i  
    Yashica AF 70~210/4.5 8Cqs@<r4Od  
    2.7 4B y-+C*  
    0.69 0/gcSW b  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 k`AJ$\=  
    2.6 OWjZ)f/  
    0.69 /< :; ^B  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 `/AzX *`  
    2.6 &rd(q'Vi  
    0.69 ``<1Lo@  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U c~'kW`sNV  
    2.4 0@Ijk(|  
    0.67 @ tIB'|O  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 "n6Y^  
    2.4 +n,BD C;  
    0.67 %KA/  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): E&+ ^H on  
    镜头品牌规格 0l=}v%D  
    得分 A%PPG+IfA  
    MTF侧重平均值 XJzXxhk2  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 0c5_L6_z  
    3.7 }m H>lN  
    0.78 YzZF^q^I  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF (6BCFl:/Q<  
    3.6 EDo@J2A  
    0.78 E%^28}dN  
    Canon EF 20~35/2.8 L 0uz"}v)  
    3.5 <n\.S  
    0.77 [KH?5 C  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 rxK0<pWJhx  
    3.5 K8J2eV\  
    0.77 88>Uu!M=f  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U &XsLp&Do2  
    3.4 QVW6SY  
    0.76 j1 F+,   
    Pentax FA 20~35/4 AL x 5SQ+7  
    3.4 +*J4q5;E[?  
    0.76 "AouiZkh  
    Minolta AF 17~35/2.8 G )!d1<p3  
    3.3 I{zE73  
    0.75 ^eW.hNg  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 sPg6eAd~?  
    3.3 C.E> )  
    0.75 hzLGmWN2j8  
    Canon 20~35/3.5 L $Jm2,Yv  
    3.3 :*@|"4  
    0.75 \=7=>x_  
    Canon EF 17~35/2.8 L <~M9 nz(<  
    3.2 H040-Q;S'  
    0.74 ? ~Zrd  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX Yd;r8rN  
    3.1 AfN   
    0.73 A{2$hKqHi  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 j#,M@CE  
    2.9 r$FM8$cJ  
    0.72 t4@g;U?o  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 0NtsFPO  
    2.8 1ckw[0d  
    0.71 ZYe\"|x,s  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Ro]IE|Fv  
    2.7 ?ev G=S4>  
    0.70 :EwA$`/  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro iFG5%>5F  
    2.5 1K9?a;.  
    0.68 }pnFJ  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF M5kHD]b  
    2.4 W 'a~pB1I  
    0.67 W lQ=CRY  
    o:D BOpS  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 6r=)V$K <  
    j' KobyX<  
    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。 0 a6@HwO  
    Y"kS!!C>[  
    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