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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 }t=!(GOb}  
    M@H;pJ+B  
      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: #3@rS  
    7p16Hv7y~  
      MTF = Vo / Vi 5o'FS{6U  
    RVA (Q[ ;  
      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。 c&?m>2^6  
    l<LP&  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? r|fL&dtr  
    GxI!{oi2  
      (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。 l \!fj#  
    0oZ= yh  
      (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)。 lH x^D;m6  
    RYQR(v  
      看看photodo的例子: M2>Vj/  
    =9boya,>  
    (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 TA`1U;c{n  
    *ebSq)  
      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。 c%2QZC  
    ;!mzyb*  
      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。 M4oy  
    Vvn2 Ep  
    MTF(续) vrhT<+q  
    qn<|-hA*  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 k"T}2 7  
    wOEj)fp .  
    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。 ?FeYN+qR  
    V6&!9b  
    浅谈MTF值的含义 L_uVL#To  
    l|~A#kq  
    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。 ^& tZ  
    tqvN0vY5  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 "$Z= %.3Q  
    7$vYo _  
    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。 Pw7]r<Q  
    nQX:T;WL@  
    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。 /ivJsPH  
    I {S;L  
    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。 'RQ+g}|Ba!  
    iZ3IdiZ  
    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。 DnMwUykF>0  
    W#4 7h7M  
    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: +eWQa`g  
    镜头品牌规格 =)H.c uc  
    得分 @Q ]=\N:  
    MTF侧重平均值 l6T-}h:=  
    Contax 28~85/3.3-4 *v jmy/3  
    4.0 )BZ.Sv  
    0.81 53;}Nt#R  
    Canon EF 28~70/2.8 L |"X*@s\'  
    3.9 U3ADsdn  
    0.81 uB]7G0g:  
    Nikon AF 35~70/2.8 | C;=-|  
    3.8 25nt14Y 0u  
    0.79 {3>$[bT  
    Minolta AF 28~70/2.8 Yh@JXJ>  
    3.7 k2omJ$?v  
    0.78 VuhGx:Xl  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp \%JgH=@ :=  
    3.5 =V, mtT  
    0.77 EnKR%Ctw  
    Leica 28~70/3.5-4.5 iW]j9}t  
    3.2 }W C[$Y_@  
    0.75 [64:4/<}  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro '%s.^kn  
    3.1 sQ UM~HD\a  
    0.73 P%V'4p c  
    Sigma AF 28~70/2.8 zsEc(  
    3.0 E<{ R.r  
    0.73 rKe2/4>0X  
    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。 m)ky*"(  
    $u$!tj  
    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: y|C(X  
    镜头品牌规格 VZp5)-!\  
    得分 guq{#?}  
    MTF侧重平均值 /kZebNf6H  
    Leica 80~200/4 (Z+.45{-  
    4.2 #`qx<y*S  
    0.83 .9/ hHCp  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D rT=rrvV3g  
    4.1 #5Qpu  
    0.82 WrnrFz  
    Canon EF 70~200/2.8 L !P2ro~0/  
    4.1 -P(efYk  
    0.82 SXSgld2uS  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 6 C1#/  
    3.9 MD}w Y><C  
    0.81 }kw#7m54  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo lZd(emH@  
    3.9 .Yamc#A-  
    0.81 /H[=5  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED sNbxI|B  
    3.9 NlA,'`,  
    0.80 a kkNI3  
    Contax 80~200/4 fF!Yp iI"  
    3.8 ]{;gw<T  
    0.79 Q4#.X=.d  
    Tokina AF 80~200/2.8 _>o:R$ %}  
    3.4 -vAC"8)S  
    0.76 aG-vtld  
    Leica 70~210/4 3<e=g)F  
    3.3 z{%<<pZ  
    0.75 lne|5{h  
    Pentax FA 80~200/2.8 [7:,?$tC  
    3.2 *l(7D(#  
    0.74 \ ,'m</o~,  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 m;$ b'pT  
    D5gFXEeh  
    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: G~]Uk*M q  
    镜头品牌规格 #JqB ;'\  
    得分 Zcey|m*|  
    MTF侧重平均值 cRC6 s8  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ~V:\ _{mE  
    3.3 (fhb0i-  
    0.75 DcS+_>a\{l  
    Pentax FA 28~70/4 AL n.}ZkG0`  
    3.3 [DYQ"A= )d  
    0.75 mn'A9er  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U `{gHA+B  
    3.2 !K#qeY}  
    0.74 L@rcK!s,lD  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U av(6wht8  
    3.1 HRpte=`q  
    0.73 f'F?MINJP  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 +Z,;,5'5G  
    3.1 x o;QCOH  
    0.73 NYhB'C2  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 9v#CE!  
    3.0 zWnX*2>b  
    0.72 M.JA.I@XC  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp +l42Awl>K  
    3.0 M+oHtX$  
    0.72 E[OJ+ ;c  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 q#~ (/  
    2.9 MnmVl"(/  
    0.72 s$IDLs,WM  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 RCJ|P~*  
    2.9 UklUw  
    0.71 ;cNv\t  
    Contax 28~70/3.5-4.5 D2 #ZpFp"h  
    2.8 >:SHV W  
    0.71 &.3"Uo\#  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Xa[.3=bV?  
    2.8 R- X5K-  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro XMZ,Y7  
    2.7 @?ebuj5{e  
    0.70 [\]50=&  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 K&u_R  
    2.7 p;a,#IJu  
    0.70 ;J'LS  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 b\f O8{k  
    2.6 gE-tjoJ  
    0.69 VCYwzB  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 4>YR{  
    2.3 KA5v+~  
    0.66 " > ypIR<  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 *YI98  
    2.0 VD AaYDi  
    0.64 TT%M' 5&  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 oE @a'*.\  
    1.8 @ 6\I~s(  
    0.62 D'>_I.  
    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: x%=si[P  
    镜头品牌规格 5"VTK  
    得分 #&+{mCjs  
    MTF侧重平均值 4X/-4'  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO W<{h,j8  
    3.2 ]Ee?6]bN  
    0.74 xa'*P=<)C'  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U $V;i '(&7  
    3.1 MBK^FR-K  
    0.74 Gf6p'(\zun  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ]2A^1Del  
    3.0 810|Tj*U%  
    0.73 pp?D7S  
    Sigma  70~210/4-5.6 2YL?,uLS  
    2.9 &$BjV{,/zc  
    0.72 !vi> U|rh  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 `?H]h"{7Q  
    2.9 +.8 \p5  
    0.72 te`$%NRl  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 @/~omg}R  
    2.9 iO{hA  
    0.72 Y;eZ9|Ht9  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D %fZJRu 1b  
    2.8 Y>z>11yEB0  
    0.71 r+!YI k  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 wVXS%4|v  
    2.7 &A/]pi-\  
    0.69 8LJ8 }%*  
    Yashica AF 70~210/4.5 *tFHM &a  
    2.7 ?5__oT  
    0.69 @&!ZZ 1V8  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 Eh`7X=Z7E  
    2.6 =[ 46`-_  
    0.69 hF?1y`20  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 KM0ru  
    2.6 ;LfXi 8)  
    0.69 lgAoJ[  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U '6`3(TK.a  
    2.4 3yme1Mb  
    0.67 $p8xEcQdU#  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 sjTZF-  
    2.4 Rh2+=N<X  
    0.67 G5_=H,Vmd  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): [^n.Pns  
    镜头品牌规格 @u+]aI!`-  
    得分 <{p4V|:  
    MTF侧重平均值 pQ">UL*  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ]#<4vl\  
    3.7 PQt")[  
    0.78 w(Ovr`o?9t  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ?,Xw[pR  
    3.6 FkDmP`Od  
    0.78 }Bh8=F3O Q  
    Canon EF 20~35/2.8 L k}CVQ@nd  
    3.5 g axsv[W>^  
    0.77 ja'T+!k  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 pX<`+t[  
    3.5 ;+_:,_  
    0.77 ~At7 +F[  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U (Rh,,  
    3.4 u#fM_>ML  
    0.76 c ]-<vkpV  
    Pentax FA 20~35/4 AL 6v!`1} ~  
    3.4 /HEw-M9z  
    0.76 UgRiIQMq.  
    Minolta AF 17~35/2.8 G <nf@U>wlw  
    3.3 Paq4  
    0.75 ~Cttzn]pR  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 *R,5h2;  
    3.3 h*a(_11  
    0.75 rKc9b<Ir  
    Canon 20~35/3.5 L }K>d+6qk5  
    3.3 X`/k)N>l  
    0.75 qZh/IW  
    Canon EF 17~35/2.8 L zk+9'r`-D  
    3.2 (m}'4et~L  
    0.74 Q*cf(  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 2.y-48Nz  
    3.1 I,DS@SK  
    0.73 uMv,zO5  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 8d{0rqwNE  
    2.9 U>SShpmZA  
    0.72 T<>,lQs(a  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Oszj$C(jF  
    2.8 Qljpx?E  
    0.71 [DOckf oZx  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ~=LE0.3[  
    2.7 3M`M  
    0.70 Lb-OsKU  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro #%2rP'He  
    2.5 Uc>lGo1j  
    0.68 $wa{~'  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF {Mk6T1Bkq  
    2.4 SulY1,  
    0.67 6|=f$a  
    QIEJ6`  
    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。 Q{>k1$fkV  
    RP|`HkP-2  
    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。 MN>b7O \.?  
    cVpp-Z|s8  
    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