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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 Vw#{C>  
    ZDx@^P 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: Q7gY3flg  
    @]HXP_lyD/  
      MTF = Vo / Vi 5,pSg  
     U47}QDh  
      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。 8' K0L(3[  
     npp[@*~  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? d2S~)/@S  
    .>pgU{C`!  
      (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。 UsQ4~e 4-  
    w$|l{VI  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 pV(lhDNoQ  
    Xm1[V&  
      看看photodo的例子: @}s$]i$|-  
    Thr*^0$C  
    (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 pS[KBQ"F  
    nZy X_J,Vd  
      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。 ;WU<CKYG*  
    c+dg_*^  
      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。 b;GD/UI  
    ,#]t$mzbQ(  
    MTF(续) AVw%w&|%  
    ,8MLoZ _  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 !xIm2+:(  
    Xz 4 x  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 1 " #*)MF  
    " =] -%B  
    浅谈MTF值的含义 Zm ogM7B  
    }/P5>F<H[  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 l8h&|RY[  
    w$Ot{i|$(  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 {yA$V0`N{  
    4Kwh?8.  
    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。 $,>@o=)_  
     '1^B +m  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 LPYbHo3fq  
    )~6zYJ2  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。  Ez~'^s@  
    6$fYt&1  
    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。 4 1a. #o  
    gb=/#G0R  
    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: `(6r3f~XJ  
    镜头品牌规格 CzCQFqXI  
    得分 8vSse  
    MTF侧重平均值 >>i@r@  
    Contax 28~85/3.3-4 C:8_m1Y{  
    4.0 G` fC/Le  
    0.81 #@@Mxr'F  
    Canon EF 28~70/2.8 L .`<@m]m-  
    3.9 z7M_1%DEx  
    0.81 @+F4YJmB?l  
    Nikon AF 35~70/2.8 klgy;jSEr  
    3.8 &N~ZI*^  
    0.79 fb~=Y$|  
    Minolta AF 28~70/2.8 'J&f%kx"  
    3.7 XdLCbY  
    0.78 }]n$ %g (  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp @~c6qh  
    3.5 l {jmlT  
    0.77 %CUGm$nH  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Ghl'nqPlm  
    3.2 AcI,N~~  
    0.75 pD]0`L-HJU  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro I1oje0$  
    3.1 HHX-1+L  
    0.73 i wxVl)QL  
    Sigma AF 28~70/2.8 6hZ@;Q=b  
    3.0 P&m\1W(  
    0.73 R8rfM?"W  
    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。 x3qW0K8  
    /!^&;$A'  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: o9xlu.QL{c  
    镜头品牌规格 #ET/ =  
    得分 )ZrS{vY  
    MTF侧重平均值 O=SkAsim  
    Leica 80~200/4 %AOja+  
    4.2 MX4]Vpv  
    0.83 PP:(EN1  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D r]3'74j:  
    4.1 E*L iM5+I  
    0.82 N]KxAttt  
    Canon EF 70~200/2.8 L _k8A$s<d  
    4.1 lEHzyh}2k  
    0.82 [7_56\G4  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX yV_4?nh  
    3.9 p!k7C&]E  
    0.81 lds- T  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 54 >-  
    3.9 vad12WrG<  
    0.81 O6IB. >T  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED \J+*  
    3.9 zC _<(4$-"  
    0.80 J|'7_0OAx  
    Contax 80~200/4 JXyM\}9-X  
    3.8 h3dsd  
    0.79 %Y!Yvw^&P(  
    Tokina AF 80~200/2.8 6mKjau{r_  
    3.4 J'N!Omz  
    0.76 uV 7BK+[O  
    Leica 70~210/4 /-bO!RTwf  
    3.3 r}uz7}z %"  
    0.75 JyR/1 W  
    Pentax FA 80~200/2.8 vN3Zr34  
    3.2 ^ bEc6`eE  
    0.74 JH:0 L  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 pp7$J2s+j  
    Sm~l:v0%  
    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: a'!zG cT  
    镜头品牌规格 35tu>^_#V  
    得分 [o F|s-"9!  
    MTF侧重平均值 3e(ehLc4DJ  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U +-E~6^>  
    3.3 tK&' <tZh  
    0.75 dnj}AVfQx  
    Pentax FA 28~70/4 AL _E@ :O+K  
    3.3 vDH>H^9Y  
    0.75 X/N0LU(q  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U X^WrccNX  
    3.2 0_CN/5F  
    0.74 #!)n {h+  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U tU_y6  
    3.1 <!pY$  
    0.73 ~#kT _*sw)  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 A45A:hqs  
    3.1 2 !'A:;  
    0.73 wC5ee:u C%  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Y5F]:gs@  
    3.0 {'U Rz[g  
    0.72 $z+8<?YD  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp -%L6#4m4o  
    3.0 1 5A*7|  
    0.72 }!6\|;Qsz,  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 D$T%\ P  
    2.9 n_'s=]~  
    0.72 kYLM&&h  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 [H=)  
    2.9 9'r:~ O  
    0.71 y~75r\"R  
    Contax 28~70/3.5-4.5  4._( |  
    2.8 y K"kEA[;  
    0.71 < P`u}  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D )KP5Wud X  
    2.8 _)\c&.p]f  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro ;&ASkI  
    2.7 }Q";aU0^  
    0.70 48Mpf=f`  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 KCWc`Oz  
    2.7 Ntbg`LGf'!  
    0.70 uJ6DO#d`P  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 aXL{TD:]  
    2.6 U4cY_p?  
    0.69 DG?"5:Zd  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 +). 0cs0k5  
    2.3 g H G  
    0.66 O)"gS!,  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 HQB(*  
    2.0 # 0Lf<NZ  
    0.64 ~ {Mn{  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Yh>]-SCw  
    1.8 . Z%{'CC  
    0.62 $H-!j%hV  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: [/X4"D-uOK  
    镜头品牌规格 SXy=<%ed  
    得分 ak;*W  
    MTF侧重平均值 DoeiW=  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 3JVK  
    3.2 fXcm|U,ho  
    0.74 d$ ^ ,bL2p  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U R~ZFy0  
    3.1 E>}4$q[r  
    0.74 a AB`G3  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 yUp,NfS]o  
    3.0 T,VY.ep/  
    0.73 PpgP&;z4  
    Sigma  70~210/4-5.6 VhNz8)  
    2.9 ; k)@DX  
    0.72 Uy$)%dYfq5  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 3%E74 mOcD  
    2.9 u07pq4Ly  
    0.72 X#e1KZ  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ,L`$09\  
    2.9 ;dzL}@we  
    0.72 sxt-Vs7+6  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D QPfc(Z  
    2.8 7bV{Q355P  
    0.71 )'4k|@8|  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Mv6 -|O  
    2.7 E~_]Lfs)  
    0.69 iySRY^  
    Yashica AF 70~210/4.5 ?G -e](]^<  
    2.7 UNkCL4N  
    0.69 7=DjI ~  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 1SR+m>pL  
    2.6 `4~H/'%QB  
    0.69 tz&y*e&  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 dtc IC0:[  
    2.6 >`%'4<I  
    0.69 $9ky{T?YG  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U uECsh2Uin  
    2.4 r9ww.PpNk#  
    0.67 q2et|QCru  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 NvvUSyk\;s  
    2.4 gR}35:$Z-  
    0.67 iX4Iu3  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ~PHB_cyth  
    镜头品牌规格 <,>P0tY}  
    得分 XQ~Ke-QW)  
    MTF侧重平均值 &Ky_v^  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ~mR'Q-hi<  
    3.7 npNB{J[  
    0.78 6A=8+R'`F  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF |USX[j m\  
    3.6 U8G%YGMG.4  
    0.78 .fdL&z  
    Canon EF 20~35/2.8 L 6l4mS~/  
    3.5 [Ts"OPb% ~  
    0.77 17OH]  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 B0ndcB-  
    3.5 {4-[r#R<M  
    0.77 jvQ*t_L  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ;Yg{zhJX~  
    3.4 *<u2:=_s  
    0.76 bpxeznz  
    Pentax FA 20~35/4 AL &zuG81F6  
    3.4 Kk{<@v)  
    0.76 V}zEK0n(6  
    Minolta AF 17~35/2.8 G jr3ti>,xV  
    3.3 &c*^VL\  
    0.75 V,[d66H=N  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 P(K>=O  
    3.3 e~"fn*"  
    0.75 b?j< BvQ  
    Canon 20~35/3.5 L ?Oc{bF7  
    3.3 3dDX8M?  
    0.75 0]jA<vLR  
    Canon EF 17~35/2.8 L o#hjvg  
    3.2 d%0~c'D8a  
    0.74 <~)kwq'  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 0p@k({]<  
    3.1 DzheoA-+L'  
    0.73 +Lnsr\BA  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 (X?/"lC)  
    2.9 +d%L\^?F  
    0.72 +L5\;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 LvEnXS  
    2.8 @GvztVYo  
    0.71 >B>CB3U  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 D3x/OyG(  
    2.7 UYz0PSV=.  
    0.70 #-GJ&m8  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro x1BobhU~Zl  
    2.5 0{j&6I2  
    0.68 Q 3y;$"  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF M5trNSL&u  
    2.4 DU=dLE6-P;  
    0.67 2m~V{mUT!  
    h/,${,}J  
    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。 !L95^g   
    ]K*8O <  
    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'on$mB5<  
    5IbJ  
    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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    离线scorebean
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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