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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 #J3}H   
    OO?N)IB@  
      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: z.SKawm6T  
    6q'Q ?Uw^  
      MTF = Vo / Vi l=" X|t   
    Xu~N97\G  
      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。 0+qC_ISns  
    H-&27?s^  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? oB!Y)f6H1  
    0U/[hG"DKN  
      (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。 &qPezyt  
    un!v1g9O  
      (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)。 |S).,B  
    wmVb0~[  
      看看photodo的例子: MYb^G\K  
    VHqoa>U,*  
    (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 Z2g<"M  
    f^hJAZ  
      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。  *p9)5  
    ORP<?SG55u  
      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。 h4K Mhr  
    JAjiG^]  
    MTF(续)  WvF{`N  
    zRLJ|ejMP  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 2`;XcY4A  
    Q3=5q w^  
    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。 S-\wX.`R1  
    ;u(*&vRqr^  
    浅谈MTF值的含义 l,Y5VGiH#  
    R0#scr   
    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。 Bca$%3M  
    h*JN0O<b  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Sn'!Nq>  
    bWb/>hI8 Q  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 j+-`P5  
    V D7^wd9  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 v4E=)?  
    'xai5X  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 n2-+.9cY  
    rxol7"2l  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 F[O147&C  
    ; xw9#.d#D  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: b@4UR<  
    镜头品牌规格 19(x$=:  
    得分 E Lq1   
    MTF侧重平均值 iJ*Wsp  
    Contax 28~85/3.3-4 3k>#z%//  
    4.0 :epB:r  
    0.81 e~)4v  
    Canon EF 28~70/2.8 L 5QXU"kWH  
    3.9 QaEiPn~  
    0.81 I*o6Bn |D  
    Nikon AF 35~70/2.8 ]Z\W%'q+  
    3.8 ZBY}Mz$  
    0.79 UJp'v_hN  
    Minolta AF 28~70/2.8 # SCLU9-  
    3.7 Rl0"9D87z  
    0.78 .j,xh )v"  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp y_W?7 S  
    3.5 B[YyA  
    0.77 T>1#SWQ/9  
    Leica 28~70/3.5-4.5 !.V_?aYi8  
    3.2 cy mC?8<  
    0.75 ,3}+t6O"  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro &Q"vXs6Gt  
    3.1 3I}AA.h'00  
    0.73 !~F oy F  
    Sigma AF 28~70/2.8 "#0P*3-c  
    3.0 {df;R|8 l  
    0.73 .i_ gE5  
    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。 IRk)u`  
    +RpCh!KP  
    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: U)-aecB!  
    镜头品牌规格 <=%[.. (S  
    得分 cC$YD]XdIA  
    MTF侧重平均值 q0>9T  
    Leica 80~200/4 1z2v[S&pk  
    4.2 V#b*:E.cA  
    0.83 >#mKM%T2MJ  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D T$r/XAs  
    4.1 xZ2 1i QeN  
    0.82 N@k' s   
    Canon EF 70~200/2.8 L j+AZ!$E  
    4.1 yCkWuU9  
    0.82 \J?&XaO=  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX q\!"FDOl4  
    3.9 `'r]Oe  
    0.81 r:0RvWif  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo /M]P&Zb |  
    3.9 lc fAb@}2  
    0.81 n 78!]O  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED U$a)lcJd  
    3.9 p*cyW l  
    0.80 (qc <'$o  
    Contax 80~200/4 PPpaH!(D  
    3.8 *qL2=2  
    0.79 Edh9=sxL  
    Tokina AF 80~200/2.8 [.$%ti*!  
    3.4 e>!]_B1ad  
    0.76 |yOIC,5[JW  
    Leica 70~210/4 p'@z}T?F  
    3.3 O7Jp ;  
    0.75 K|~ !oQ  
    Pentax FA 80~200/2.8 <$uDN].T4  
    3.2 ?_S);  
    0.74 '5T:*Yh  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 8?EKF+.u|  
    *}(B"FSO  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: pG* W>F  
    镜头品牌规格 \Z%_dT}  
    得分 TDP Q+Kg_  
    MTF侧重平均值 1#>uqUxah  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U *E|3Vy{4  
    3.3 (l2n%LL]*  
    0.75 +\PLUOk  
    Pentax FA 28~70/4 AL ep48 r>  
    3.3 _Eq,udCso  
    0.75 t?weD{O  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Gh{9nM_\"  
    3.2 K;\fJ2ag  
    0.74 Pa|*Jcr  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ZL!5dT&@W  
    3.1 T0@<u  
    0.73 a{By U%  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ]wbV1Y"  
    3.1 cUi6 On1C  
    0.73 VeFfkg4  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 6(A"5B=\  
    3.0 =7~;*Ts  
    0.72 OCqknA  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp h: z$uG  
    3.0 G&6`?1k  
    0.72 fE>JoQs38  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ?6MUyH]a  
    2.9 PEKXPF N  
    0.72 mG *Yv  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 4>HQ2S{t  
    2.9 YZ->ep}  
    0.71 cSTL.QF  
    Contax 28~70/3.5-4.5 VjiwW%UOM  
    2.8 RM25]hx  
    0.71 XzBl }4s  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 6LT.ng  
    2.8 _(@V f=t  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 3Z}m5f`t  
    2.7 mLHl]xs4  
    0.70 ronZa0  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 h)r=+Q\'(S  
    2.7 V )oKsO  
    0.70 leXdxpc  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8  `7V'A  
    2.6 u@4khN: ^p  
    0.69 3XUie;*`  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 7u%OYt D E  
    2.3 OR10IS  
    0.66 ?Bd6<F -G  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 (. $e@k=  
    2.0 cm>+f^4?n  
    0.64 91FVe  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 |[/XG2S  
    1.8 j  W -K  
    0.62 J@q!N;eh|  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: ]#FQde4]5  
    镜头品牌规格 3HndE~_C&  
    得分  zK:2.4  
    MTF侧重平均值 v +?'/Q%  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 8/|1FI  
    3.2 X&%;(`  
    0.74  7"])Y  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U xwijCFI*  
    3.1 )},/=#C0  
    0.74 cMAY8$  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 //}KWz  
    3.0 "!o|^nN,  
    0.73 qD}O_<_1ym  
    Sigma  70~210/4-5.6 S <++eu  
    2.9 )aX#RM? N  
    0.72 @l~MY *hp  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 B!1L W4^  
    2.9 `{nzw$  
    0.72 *,XT;h$'>  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 "Qe2U(Un  
    2.9 >% E=l  
    0.72 t)l^$j !h@  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D DV~g  
    2.8 ;.d{$SO  
    0.71 g+ cH  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 \'P79=AU  
    2.7 v-}D>)M^W  
    0.69 ztaSIMZ  
    Yashica AF 70~210/4.5 cq 1)b\|  
    2.7 4AN(4"$N  
    0.69 t&(\A,ch%  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 %uy?@e  
    2.6 :h<QM$P<  
    0.69 U0dhr;l  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 yxy~N\ 0  
    2.6 ^A t,x  
    0.69 9Qc=D"'  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U _I #a `G  
    2.4 o:RO(oA0?  
    0.67 esHcE{GNOS  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 (fC U+  
    2.4 A}0u-W  
    0.67 .v#Tj|w^  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): +C`zI~8  
    镜头品牌规格 )9V8&,  
    得分 `g,i `<  
    MTF侧重平均值 e\H1IR3  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 '<hg c  
    3.7 h8?E+0  
    0.78 Ku]<$uo  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF SQI =D8  
    3.6 %`^{Hh`  
    0.78 TM`6:5ONv  
    Canon EF 20~35/2.8 L t;)`+K#1:  
    3.5 4mwAo  
    0.77 sFonc  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Zl=IZ?F   
    3.5 [!>DQE  
    0.77 z%[^-l-  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U FDIOST !  
    3.4 +Uf+`  
    0.76 S1d{! ` 3  
    Pentax FA 20~35/4 AL kk7M$)>d  
    3.4 6^hCW`jG  
    0.76 Q`(.Blgm;  
    Minolta AF 17~35/2.8 G oD7^9=#  
    3.3 t,R4q*  
    0.75 ynG@/S6)K  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 A$XmO}+  
    3.3 ($^=f}+  
    0.75 pwr]lV$w  
    Canon 20~35/3.5 L Xe:e./@  
    3.3 R\n*O@E v3  
    0.75 9i/VvW  
    Canon EF 17~35/2.8 L )+ 12r6W  
    3.2 S"Mm_<A$@  
    0.74 XiN@$  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX >Gi* BB  
    3.1 .V\: )\<|  
    0.73 $ 2PpG|q  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 v[=TPfX0  
    2.9 hYU4%"X  
    0.72 R{SN.%{;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 RI-)Qx&!f  
    2.8 2sNV09id  
    0.71 nM6/c  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 / WJ+e  
    2.7 WeRX~  
    0.70 J:Ncy}AO  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro rQ287y{  
    2.5 \ q=Bbfzv  
    0.68 Fd/.\s  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF r@]iy78 j  
    2.4 u(Y?2R  
    0.67 .z&,d&E  
    cr<ty"3\  
    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。 /yO|Q{C}M8  
    $WHmG!)*  
    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。 P`!31P#]L  
    =6LF_=}  
    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