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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 BT y]!%r'  
    WsG"x>1n  
      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: tg4LE?nv  
    g6x/f<2x  
      MTF = Vo / Vi  m^W*[ ^p  
    R!:eYoQ  
      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。 a>-}\GXTA  
    W)G2Cs?p  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? cij]&$;Q  
    +H2m<  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 FU [8:o62  
    # CP9^R S  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 lq78gOg{  
    bn^mL~  
      看看photodo的例子: LS R_x$G+t  
    <-Kb@V3  
    (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 Gd]5xl HRU  
    .b!OZ  
      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。 UBUB/N Y  
    j3sz*:  
      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。 ^?sSsH z  
    1[fkXO{  
    MTF(续) Zpn*XG  
    W07-JHV%  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 3[00-~&U  
    v%69]a-T  
    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。 &V ^  
    ;L\!g%a  
    浅谈MTF值的含义 !9ceCnwbNN  
    S\yu%=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。 "Gi+zkVm  
    &CxyP_  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 r-1yJ  
    mTrI""Jsu;  
    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。 =Ov;'MC  
    @4W\RwD  
    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。 Eb4< 26A  
    cAsSN.HFS  
    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。 9}'l=b:Jms  
    }5fI*v  
    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。 [7SI<xkv  
    @vQ;>4i.  
    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: ';fU.uy  
    镜头品牌规格 4:%El+,_Y  
    得分 kcma/d  
    MTF侧重平均值 fmZzBZ_  
    Contax 28~85/3.3-4 #V(Hk )  
    4.0 fed[^wW  
    0.81 N~Sue  
    Canon EF 28~70/2.8 L #C=L^cSx(  
    3.9 V fE^g\Ia  
    0.81 CwH)6uA  
    Nikon AF 35~70/2.8 Bcd0   
    3.8 8+g|>{Vov  
    0.79 nCSd:1DY  
    Minolta AF 28~70/2.8 6U,U[MWJ  
    3.7 tswG"1R  
    0.78 2\iD;Z#gM  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Xx9~  
    3.5 r,Y/4(.c7U  
    0.77 Rm[rQ }:  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ,Rr&.  
    3.2 b/D9P~cE  
    0.75 NZw[.s>n  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro :+Z>nHe  
    3.1 ;03*qOYc  
    0.73 8en#PH }  
    Sigma AF 28~70/2.8 :'^dy%&UB  
    3.0 {*5;:QnT  
    0.73 Tr}$Pb1  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 |]2eGrGj4  
    At^DY!3vx  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: *{D:1S  
    镜头品牌规格 )lngef /D_  
    得分 MCWG*~f  
    MTF侧重平均值 XR=c 8f  
    Leica 80~200/4 }mT%N eS  
    4.2 "`1of8$X7  
    0.83 ~M9 n<kmE  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ,[K)E  
    4.1 W<Vzd4hR  
    0.82 )1tnZ=&  
    Canon EF 70~200/2.8 L WY. \<$7  
    4.1 o._#=7|(  
    0.82 ,ex(pmZ;  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX E*!zJ,@8  
    3.9 h+'eFAZ  
    0.81 ?D$b%G{  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo .5Z@5g`  
    3.9 {i7Fu+xZj  
    0.81 ;(iUY/ h[h  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ,aj+mlZd2  
    3.9 'y@ 2,9v  
    0.80 B6!<@* BI  
    Contax 80~200/4 Drq{)#7  
    3.8 u>i+R"hi"  
    0.79 p~zTRnm  
    Tokina AF 80~200/2.8 0 f#a_  
    3.4 HEfA c  
    0.76 `\u),$  
    Leica 70~210/4 BO\`m%8md  
    3.3 <n2{+eO  
    0.75 /*p?UW<*4  
    Pentax FA 80~200/2.8 m&jt[   
    3.2 +q, n}@y=  
    0.74 A = Az[  
    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。 X|n[9h:%  
    GHsdLe=t0#  
    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: 0-MasI&b  
    镜头品牌规格 h*X%:UbW  
    得分 U@t?jTMBkO  
    MTF侧重平均值 g #<?OFl  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U >D^7v(&  
    3.3 BHBT=,sI  
    0.75 j]F3[gpc  
    Pentax FA 28~70/4 AL wk <~Y 3u  
    3.3 PNxO \Rc  
    0.75 f!kdcr=/"  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Q\>SF  
    3.2 xA1pDrfC/  
    0.74 lG^nT  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 7)It1i-  
    3.1 v&/-&(+  
    0.73 D2*Q1n  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 DdZ_2B2  
    3.1 o6yZ@R  
    0.73 hD.wKX?oO  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D i2R]lE8  
    3.0 5N</Z6f'o  
    0.72 M #Ru I%  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ia.B@u1/  
    3.0 +#"Ic:  
    0.72 yT9RNo/w  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ?|rw=%  
    2.9 ,7nb;$]  
    0.72 JRs[%w`kD  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 8[P6c;\  
    2.9 GM56xZ!2T  
    0.71 r\- k/0  
    Contax 28~70/3.5-4.5 f6A['<%o  
    2.8 00x^zu?N  
    0.71 z{+; '9C  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D @{GxQzo  
    2.8 ;xC~{O  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro e$|)wOwU  
    2.7 Pb&+(j  
    0.70 $>37PVVW  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 o:\j/+]  
    2.7 |Dpfh  
    0.70 n& &U9sf?  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 `%:(IGxz  
    2.6 gx R|S  
    0.69 d(tf: @  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 WC;a  
    2.3 ON! G{=7  
    0.66 jJC( (1|  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 #mxfU>vQ:  
    2.0 F09AX'nj  
    0.64 `r$WInsDu  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 eTHh  
    1.8 AdW7 vn  
    0.62 &Y2P!\\2  
    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: m)w- mc  
    镜头品牌规格 RxG./GY  
    得分 OvG|=  
    MTF侧重平均值 1caod0gor  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO HBGA lZ  
    3.2 UHHKI)(  
    0.74 r}Av"  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U T<GD!j(  
    3.1 |.W;vc<  
    0.74 (19<8a9G  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 glIIJ5d|,  
    3.0 K<(sqH  
    0.73 ^Pp FI  
    Sigma  70~210/4-5.6 \,t<{p_Q  
    2.9 <7) 6*u  
    0.72 ]`9K|v  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 N'.+ezZ;h  
    2.9 P#oV ^  
    0.72 W4Q]<<6&  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 )C6 7qY  
    2.9 _3>zi.J/  
    0.72 ^Z+D7Q  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D p8J"%Jq}  
    2.8 3&:fS|L~c  
    0.71 uS,$P34^oy  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 yBKlp08J  
    2.7 sR nMBW.  
    0.69 -2d&Aq4m)  
    Yashica AF 70~210/4.5 ZK*aVYnu  
    2.7 l))IO`s=_  
    0.69 !7?wd^C'f  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 N Q=YTRU  
    2.6 G"w Q(6J@  
    0.69 KHiJOeLc  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 Lcm!e  
    2.6 \(L^ /]}G)  
    0.69 7^5BnF@  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U lNAHn<ht  
    2.4 j]SkBZgik  
    0.67 7C^ nk z  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Y.#+Yh[  
    2.4 B[50{;X  
    0.67 PD4E& k  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): R0'EoX  
    镜头品牌规格 cIjsUqKa  
    得分 ObzlZP r@  
    MTF侧重平均值 TaG-^bX8B  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5  CVp<SS(  
    3.7 \>k+Oyj  
    0.78 X.<R['U&\  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF pT tX[CE  
    3.6 iSHl_/I<  
    0.78 ?C3cPt"  
    Canon EF 20~35/2.8 L ;"z>p25=T  
    3.5 (=9&"UH  
    0.77 (z7#KJ1+Aw  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 bk]|C!7$  
    3.5 v'tk: Hm1  
    0.77 IIkJ"Qg.  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Lw`\J|%p  
    3.4 ): 6d_g{2  
    0.76 A$cbH.  
    Pentax FA 20~35/4 AL 8n?.w:Y/  
    3.4 jLSZ#H  
    0.76 -}@9lhS,  
    Minolta AF 17~35/2.8 G #ZA YP  
    3.3 hh9{md\  
    0.75 kns]P<g  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 >q`X%&l_  
    3.3 %:*HzYf  
    0.75 sXu]k#I^"  
    Canon 20~35/3.5 L -bwl~3ZTi  
    3.3 8T4J^6  
    0.75 Tx*m p+q  
    Canon EF 17~35/2.8 L c+JlM1p@  
    3.2 9=|5-? ^  
    0.74 (Gcl,IW  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ]G:xTv8  
    3.1 ZAE;$pkP  
    0.73 &+v&Dd&  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 S~T[*Z/m  
    2.9 Ot?rsr  
    0.72 p.G7Cs  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 GOt@x9%  
    2.8 rhrlEf@  
    0.71 3r\QLIr L8  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ;bX{7j  
    2.7 <W pz\U  
    0.70 gnQd#`  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro }^H_|;e1p  
    2.5 W;=ZQ5Lw  
    0.68 _xJ&p$&  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF O'k"6sBb  
    2.4 SC#  
    0.67 9:1ZL_yf  
    .FeEK(  
    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。 ek9%Xk8  
    s SDBl~g  
    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^]1R#  
    uB\A8zC  
    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