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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 9y!0WZE{e  
    sC3Vj(d!i  
      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: !ZTghX}D  
    m,HE4`g  
      MTF = Vo / Vi -Lq+FTezE  
    -64l f-<  
      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。 (.#nl}fA  
    c6:uM1V{  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? yY#h 1  
    tX^6R  
      (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。 B#g~c<4<  
    og";mC  
      (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)。 6_`Bo%  
    'Ix@<$~i3F  
      看看photodo的例子: GN_L"|#)=  
    yr%[IX]R  
    (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 %IO*(5f  
    YrL(4 Nt8  
      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。 fw&*;az  
    QT c{7&  
      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。 ,b5'<3\  
    b+~_/;Y9  
    MTF(续) T<*)Cdid  
    h3`}{ w  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 kP`#zwp'Ci  
    *EuX7LEu_  
    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。 qm_l# u6  
    zQ+Mu^|u+  
    浅谈MTF值的含义 O>DS%6/G  
    Tx} Nr^   
    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。 JU)^b V_  
    uX-^ 9t  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 a#]V|1*O  
    ^iONC&r  
    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。  T7nI/y  
    gGP6"|tc4  
    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。 L-(bw3Yr>  
    X$@`4  
    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。 yy3x]%KK  
    XR..DVab  
    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。 (xG%H:6,  
    P^OmJ;""D  
    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: WK$\#>T  
    镜头品牌规格 3zB'AG3b  
    得分 'xta/@Sq  
    MTF侧重平均值 }.o.*N  
    Contax 28~85/3.3-4 9D14/9*(dU  
    4.0 _. 9 5>`  
    0.81 +q pW"0[  
    Canon EF 28~70/2.8 L "73*0'm  
    3.9 4~Qnhv7  
    0.81 yP7b))AW9  
    Nikon AF 35~70/2.8 xT 06*wQ  
    3.8 z%E(o%l8  
    0.79 'd2 :a2C]  
    Minolta AF 28~70/2.8 deAV:c  
    3.7 sUlf4<_zW  
    0.78 6CFnE7TQf  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ^mL X}E]  
    3.5 7G+!9^  
    0.77 Gy \ ]j  
    Leica 28~70/3.5-4.5 \0 ~?i6o  
    3.2 ZP~H!  
    0.75 `<g]p-=":  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro )5( jx  
    3.1 rQl9SUs  
    0.73 !-)!UQ~|8  
    Sigma AF 28~70/2.8 $9?:P}$v  
    3.0 ueJ^Q,-t  
    0.73 :h(RS ;  
    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。 x'0_lf</ #  
    >/74u/&  
    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: ;SE*En  
    镜头品牌规格 9 C)VW  
    得分 J&j5@  
    MTF侧重平均值 IoL P*D  
    Leica 80~200/4 Y-bTKSn  
    4.2 Dh4 Lffy  
    0.83 bVz<8b6h'-  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D (W#CDw<ja  
    4.1 @&G}'6vF!  
    0.82 8 SU0q9X.  
    Canon EF 70~200/2.8 L pfZ[YC-  
    4.1 kxKb}> =  
    0.82 *` mxv0w~(  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 3UXZ|!-  
    3.9 3Iqvc v  
    0.81 r^6@Zwox]  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 3ibQbk  
    3.9 E G+/2o+W  
    0.81 G%k&|  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED [;Ih I  
    3.9 5/Qu5/  
    0.80 K6-)l isf  
    Contax 80~200/4 tf6-DmMH  
    3.8 \)5mO 8w  
    0.79 $VQ;y|K+[  
    Tokina AF 80~200/2.8 Dl.UbH }=  
    3.4 C-A? mIC  
    0.76 8x- 19#  
    Leica 70~210/4 P>rRD`Yy\  
    3.3 `Kg!aN  
    0.75 ~ S<aIk0l  
    Pentax FA 80~200/2.8 A{4,ih"5  
    3.2 q]yw",muT  
    0.74 &[{sA;  
    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。 $}vzBuWHwN  
    sCw>J#@2>  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: ;%d<Uk?  
    镜头品牌规格 fZpi+I  
    得分 E`.hM}h  
    MTF侧重平均值 =8#.=J[/  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U [-[59 H[6)  
    3.3 9]Ue%%vM  
    0.75 ;=$;h6W0  
    Pentax FA 28~70/4 AL ,,G"EF0A  
    3.3 (/nnN4\=  
    0.75 r'yNc&~  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U d:|x e:  
    3.2 ZHjL8Iq  
    0.74  ?;v\wx  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U .'A1Eoo0d  
    3.1 @. $- ^-  
    0.73 _BA; H+M  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ip<VRC5`5  
    3.1 s}". po]  
    0.73 hFm^Fy[R  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D f8[O]MrO;  
    3.0 Ph]b6  
    0.72 qD*y60~]zz  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp .xwskzJ3  
    3.0 6QA`u*  
    0.72 MvZa;B  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 "~r)_Ko  
    2.9 'WhJ}Uo\  
    0.72 d'Bxi"K  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 i,^3aZwJ'  
    2.9 sM MtU@<x  
    0.71 ?2#'>B  
    Contax 28~70/3.5-4.5 LA_{[VWYp>  
    2.8 E"VF BKB  
    0.71 \8$~ i  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D *GoTN  
    2.8 w>9d^kU'  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 5b/ ~]v  
    2.7 =K0%bI  
    0.70 :0B 7lDw  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 3s?u05_  
    2.7 I ?Dp *u*  
    0.70 yIn$ApSGY  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Le?g ,c  
    2.6 #0T/^ #  
    0.69 @ :Zk,   
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 P #! N  
    2.3 5C1EdQ4S0  
    0.66 1UJrPM%  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 aR6F%7gvz  
    2.0 5z 0VMt  
    0.64 +={K -g7U  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 9\hI:rI  
    1.8 Rs5lL-I  
    0.62 #at`7#K@  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: 4zS0kk;+  
    镜头品牌规格 Q*T 'tkp  
    得分 @~$"&B  
    MTF侧重平均值 $2h%IK>#G  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO R6(:l; W  
    3.2 aA#79LS  
    0.74 -MS#YcsV  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U uEJ8Lmi  
    3.1 B }%2FUv  
    0.74 !Nx1I  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 !5lV#w!vb  
    3.0 8lpAe0p(Z  
    0.73 :K^J bQ  
    Sigma  70~210/4-5.6 w1"+HJd  
    2.9 IyHbl_ P ^  
    0.72 /_l\7MeI  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 At:8+S<?A  
    2.9 Su,:f_If,  
    0.72 PX|@D_%Y=  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ?yS1|CF%&y  
    2.9 GA gTy  
    0.72 K#Ck,Y"  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D #gV n7wq  
    2.8 ;WSW&2  
    0.71 6E}9uwQ  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ~)ys,Q  
    2.7 'M>m$cCMZ  
    0.69 FoK2h!_  
    Yashica AF 70~210/4.5 @Iz]:@\cJ  
    2.7 4`#Q  
    0.69 7v%c.  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 -n05Z@7  
    2.6 5&n{QE?Um  
    0.69 D8Fi{?A#FV  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ^MvuFA ,C  
    2.6 aL;!BlU8v  
    0.69 Z71m(//*}  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U Z#d#n!Lz  
    2.4 &Pr\n&9A  
    0.67 _h!.gZB3  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 )cJ>&g4]  
    2.4 xrkl)7;  
    0.67 hX{,P:d=f  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): U0_^6zd_  
    镜头品牌规格 3 39q%j$  
    得分 ]X>yZec  
    MTF侧重平均值 Eu?z!  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 0y9 b0G  
    3.7 [ /o'l:  
    0.78 &|>~7(  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 5^Qa8yA>7  
    3.6 rz"$zc.)  
    0.78 4 ThFC  
    Canon EF 20~35/2.8 L :k/Xt$`  
    3.5 v(2N@s <%  
    0.77 EG>?>K_D  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 )]1hN;Nz  
    3.5 bT.q@oU  
    0.77 y'_8b=*  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U -@#w)  
    3.4 .hat!Tt9  
    0.76 ]1!" q40)]  
    Pentax FA 20~35/4 AL T0w_d_aS  
    3.4 D`LBv,n  
    0.76 y+(\:;y$7  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Py)ZHML  
    3.3 W" 5nS =d%  
    0.75 OldOc5D  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 j<<d A[X  
    3.3 +"?+Be  
    0.75 q\0/6tl_  
    Canon 20~35/3.5 L I/dy^5@F  
    3.3 H -kX-7C  
    0.75 CZ5\Et6r  
    Canon EF 17~35/2.8 L W'[V$*  
    3.2 ,'X"(tpu@  
    0.74 9|+6@6VY!  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ote,`h  
    3.1 Cu[-<>my  
    0.73 ":Dm/g  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ||Zup\QB  
    2.9 REUxXaN>Z  
    0.72 /'/I^ab  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 -R`{]7V  
    2.8 =gB5JB<}2  
    0.71 `R[Hxi  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 hS]w A"\87  
    2.7 jm^.E\_  
    0.70 Ww7Ya]b.k  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 1 R5 pf  
    2.5 " 9Gn/-V>  
    0.68 H71sxek3  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF AcH-TIgM/  
    2.4 Gt`7i(  
    0.67 "j^i6RS  
    L|=5jn9 :  
    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.mJ7T~T  
    >fPo_@O  
    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。 N^Re  
    P49\A^5S!  
    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