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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 Fj36K6!#?  
    K7y!s :rg!  
      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: s-Q7uohK  
    `8qT['`#R  
      MTF = Vo / Vi ,$ho2R),Fn  
    +YkmLD  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 b"*mi  
    nA|gQibA  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 19pND m2H1  
    8-W"4)@b  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 V_7 Y1GD  
    5>0\e_V  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 ]wJ}-#Kx  
    m.;{ 8AM%f  
      看看photodo的例子: cS. 7\0$  
    v[p/c.p?i  
    (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 -d\AiT  
    \fkS_r,i  
      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。 9;r48)5  
    QfKR pnj(o  
      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。 `bBfNI?3d*  
    /7!_un9  
    MTF(续) 1D 3 dYVE  
     3J'Bm"  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 YMd&To0s  
    }L{_xyi>#  
    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。 ?HEo9/ *7  
    #VP-T; Ahe  
    浅谈MTF值的含义 w%%6[<3%  
    .YnP% X=  
    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。 RPofa+  
    UeutFNp  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 6:SK{RSURC  
    Y`E {E|J  
    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。 >llwNT  
    S|O%h}AH;  
    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。 J7 Oa})-+'  
    Lqz}&A   
    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。 c,{&  
    bahc{ZC2  
    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。 J,(U<%n  
    2Mv)0%,c  
    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: 9!Q $GE?vl  
    镜头品牌规格 mfp`Iy"}+  
    得分 ~(*co[_  
    MTF侧重平均值 >F LdI  
    Contax 28~85/3.3-4 hSLwiX~  
    4.0 TYmUPS$  
    0.81 f<$K.i  
    Canon EF 28~70/2.8 L gz)wUQ|W  
    3.9 -E,{r[Sp  
    0.81 a{%52B"  
    Nikon AF 35~70/2.8 d=.n|rS4 W  
    3.8 =F!",a~  
    0.79  !z "a_  
    Minolta AF 28~70/2.8 ^bY^x+d  
    3.7 7#~m:K@  
    0.78 KNUMz4  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp af`f*{Co3  
    3.5 %i]uW\~U  
    0.77 ,]>`guD V  
    Leica 28~70/3.5-4.5 m`1}O"<&i  
    3.2 nJM9c[Ou^H  
    0.75 C7c|\T  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro \V!X& a  
    3.1 ??esB&4?  
    0.73 ]'bQ(<^#  
    Sigma AF 28~70/2.8 {TcbCjyw  
    3.0 {XVf|zM,  
    0.73 ~[ ks|  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 I,`D&   
    C6;](rN)N  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: X=!n,=xI  
    镜头品牌规格 S:B- nI  
    得分 STF}~`b:3  
    MTF侧重平均值 ZF11v(n  
    Leica 80~200/4 yg]nS<K~4  
    4.2 07G*M ]  
    0.83 | xErA  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D R y*I~<m  
    4.1 Ws}kb@5  
    0.82 U}C#:Xi>$  
    Canon EF 70~200/2.8 L VdN+~+A:  
    4.1 l7r N  
    0.82 g`f6gxc  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX JNA}EY^2I.  
    3.9 M$5%QM}  
    0.81 :R_#'i  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Vl QwVe  
    3.9 BBuYO$p  
    0.81 KohQ6q  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ePcI^}{  
    3.9 5fDtSsW  
    0.80 %n`iA7j$W  
    Contax 80~200/4 FoelOq6  
    3.8 WU4vb  
    0.79 /IQ-|Qkg  
    Tokina AF 80~200/2.8 rsIPI69qJ.  
    3.4 BNKo6:wy  
    0.76 0f}Q~d=QL  
    Leica 70~210/4 'frL/[S  
    3.3 G<WDyoN=O  
    0.75 Qd)cFL "v  
    Pentax FA 80~200/2.8 V/wc[p ~  
    3.2 ]bU'G$Qm&s  
    0.74 PAWr1]DI  
    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。 ,knI26Jh  
    ~9>[U%D  
    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: -~GJ; Uw  
    镜头品牌规格 <cS7L0h  
    得分 u B%^2{uU  
    MTF侧重平均值 lIc9, |FL  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U sN` o_q{Q  
    3.3 ZK_@.O+]  
    0.75 >b"z`{tE  
    Pentax FA 28~70/4 AL R (Pa Q  
    3.3 DP'Dg /D  
    0.75 3[O =2  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 7(+ZfY~w"  
    3.2  3usA  
    0.74 bqwW9D(  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U rZCAj  
    3.1 WuQ<AS=   
    0.73 3f.Gog  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Am`A[rV0  
    3.1 )B5gs%u]  
    0.73 G?1V~6  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D I)/7M}t`  
    3.0 %oKc?'L0  
    0.72  G#n)|p  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 9^*YYK}%  
    3.0 )KhVUFS1  
    0.72 j I@$h_n  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 NHVx!Kc  
    2.9 Vwg|?sG_  
    0.72 >(4S `}K  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8  p:>?  
    2.9 I=Dk'M  
    0.71 W>s9Mp  
    Contax 28~70/3.5-4.5 4O"kOEkKT>  
    2.8 c5+lm}R?  
    0.71 +dpj?  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ){|Lh(  
    2.8 #$rT 4N c;  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro _<}5[(qu  
    2.7 'Mhdw}  
    0.70 ={vtfgxl  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 72.IhBNtT  
    2.7 )KQv4\0y<  
    0.70 >w#3fTJ  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 dnc!=Z89  
    2.6 _ll aH  
    0.69 [|O6n"'  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 y:zT1I@>  
    2.3 b'"%   
    0.66 -"fq34v  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 [ +@<T)  
    2.0 K T72D  
    0.64 vszAr( t  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 BFu9KS+@)  
    1.8 PBnn,#  
    0.62 ri V/wN9C  
    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: Y[]t_o)  
    镜头品牌规格  ,qqV11P]  
    得分 0|vWwZq  
    MTF侧重平均值 hRcJ):Wyb  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 9+|,aG s  
    3.2 2Yjysn  
    0.74  +6-!o,(  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U =W^L8!BE'  
    3.1 )O(Gw-jWE  
    0.74 Nn\\}R  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 xF31%b`z:  
    3.0 Ci:QIsu*  
    0.73 L%Hm# eFx  
    Sigma  70~210/4-5.6 lY?d*qED  
    2.9 0t0:soZ x  
    0.72 J0plQDe  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 64s;6=  
    2.9 9}_f\Bs  
    0.72 )fr\ V."  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 \~1+T  
    2.9 bv];Gk*Z-  
    0.72 \./2Qc,  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 2p[3Ap  
    2.8 |mA*[?ye@  
    0.71 yln.E vJjD  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 |{"7/~*[  
    2.7 B 1.@K}  
    0.69 8RD)yRJ  
    Yashica AF 70~210/4.5 :AGQkJb  
    2.7 :M`BVZ1t  
    0.69 5E|2 S_)G  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 }H.vH  
    2.6 ((q(Q9(F  
    0.69 :]jtV~E\  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6   {`  
    2.6 t9{EO#o' k  
    0.69 ajr8tp'  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U @ U|u _S@  
    2.4 (#`o >G(  
    0.67 =c 4U%d2  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 mg]dKp  
    2.4 xn[di-L F  
    0.67 9$i`B>C~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): [X]o`  
    镜头品牌规格 AG2jl/  
    得分 cxdM!L; `  
    MTF侧重平均值 1jVcL)szU  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 .m51/X&*n  
    3.7 ;zODp+4@Q  
    0.78 u> Hx#R<*%  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF @su,w,xLS  
    3.6 ".IhV<R  
    0.78 r>o6}Mx$  
    Canon EF 20~35/2.8 L :f:C*mYvu  
    3.5 Z0KA4O$eL  
    0.77 k=}hY+/=  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 39#>C~BOl  
    3.5 Sa5y7   
    0.77 Yw0@O1Cel  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 0jH2. d=  
    3.4 Sq%R  
    0.76 ,fRb6s-  
    Pentax FA 20~35/4 AL s]UeDZ <a  
    3.4 jL&F7itP  
    0.76 l"CONzm!  
    Minolta AF 17~35/2.8 G O8%/Id  
    3.3 fJKOuFK  
    0.75 .rHO7c,P~  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 |.5d^z  
    3.3 IT|CfQ [D  
    0.75 X,~C&#  
    Canon 20~35/3.5 L +,,~ <Vm  
    3.3 3( kZfH~  
    0.75 Y!zlte|P  
    Canon EF 17~35/2.8 L =9-c*bL  
    3.2 Q>$v~v?9  
    0.74 PR0]:t)E  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX gqd#rjtfz  
    3.1 ?fG Y,<c  
    0.73 9L,T@#7  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 6*tGf`Pfdw  
    2.9 `KN{0<Ne  
    0.72 LJ?7W,?  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 hE${eJQ| U  
    2.8 \Uiw: ,  
    0.71 $1YnQgpT  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 S3w? X  
    2.7 +}]xuYzo  
    0.70 qW*)]s)z  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro [/FIY!nC?  
    2.5 PYGHN T  
    0.68 oVdmgmT.Y  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF zKv}J  
    2.4 wbTw\b=  
    0.67 V.qB3 V$  
    $|KbjpQ  
    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。 J c*A\-qC.  
    8I%1 `V  
    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。 >U z3F7nHi  
    i{.!1i:  
    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