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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 HZ|6&9we  
    E`i;9e'S  
      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: v}!,4,]:&  
    4QDW}5xB  
      MTF = Vo / Vi H`y- "L8q  
    #C+0m`  
      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。 lj[Bd >  
    D\k);BU~  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? T|E;U  
    K9*K4'#R  
      (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。 UpgOU.  
    nhIITfJJ  
      (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)。 cZwQ{9>  
    Fc=8Qt^  
      看看photodo的例子: P`"dj@1'  
    |m=@;B|  
    (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 y,%w`  
    ^)SvH  
      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。 sOHh&e  
    H[Qh*pq2  
      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。 >uQ!B/C!  
    Yux7kD\c  
    MTF(续) DF|qNX  
    9oaq%Sf  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 iBZ+gsSP  
    'aCnj8B  
    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。 >Mn"k\j4  
    ]-R8W/fDn  
    浅谈MTF值的含义 p@!"x({@l  
    o?b"B+#  
    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。 Qc3 !FW<26  
    ~[[a7$_4  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 K,So#Ui  
    qOng?(I  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 P[Qr[74 )  
    4gYP .h:,  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 A$-{WN.W  
    9_HEImk  
    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。  UWu|w  
    p}j{ <y  
    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。 ^m5{:\ Xk  
    0AaN  
    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: Y(&phv&  
    镜头品牌规格 OyH:  
    得分 M]6=Rxq1:E  
    MTF侧重平均值 ]qXfg c  
    Contax 28~85/3.3-4 s&c^Wr  
    4.0 x[)S3U J  
    0.81 @]OI(B  
    Canon EF 28~70/2.8 L *{C)o0D  
    3.9 `E}2|9  
    0.81 Sm-nb*ZyC  
    Nikon AF 35~70/2.8 |o+vpy  
    3.8 5uu{f&?u)  
    0.79 1z8.wdWJ}  
    Minolta AF 28~70/2.8 ZI5UQH/  
    3.7 zis-}K<   
    0.78 UH[ YH;3O  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 6H3_q x  
    3.5 6jKM,%l  
    0.77 H-I*;  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Uz1u6BF  
    3.2 &jj\-;=~Ho  
    0.75 c>]_,Br~  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Tvk=NJ  
    3.1 smWA~Aq  
    0.73 dso\+s  
    Sigma AF 28~70/2.8 FCI38?`%  
    3.0 Ad]r )d{  
    0.73 "+| >nA=7  
    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。 %,>,J`  
    $bMeL7CN  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: }}ogdq  
    镜头品牌规格 @GGyiK@  
    得分 fF>H7  
    MTF侧重平均值 dkCSqNFL)  
    Leica 80~200/4 8l?]UFM>C  
    4.2 T nPC\.x  
    0.83 :S,#*rPKBK  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D dAga(<K  
    4.1 N["(ZSS   
    0.82 q/]tJ{FI  
    Canon EF 70~200/2.8 L m V^dIm  
    4.1 6.ap^9AD  
    0.82 uZ OUp8QQ  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ]ImS@!Ajjx  
    3.9 |rNm_L2  
    0.81 OD*DHC2rN]  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 654PW9{(  
    3.9 <01MXT-  
    0.81 6C)OO"Bc  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED %d*}:295  
    3.9 {\ .2h  
    0.80 O1/!)E!  
    Contax 80~200/4 %zY3,4~  
    3.8 &M<431y  
    0.79 k"AY7vq@!P  
    Tokina AF 80~200/2.8 C?b Mj[$  
    3.4 L@v0C)  
    0.76 ,(lD5iN  
    Leica 70~210/4 6#dx%TC  
    3.3 wu s]  
    0.75 }LE.kd&  
    Pentax FA 80~200/2.8 `L:wx5?  
    3.2 sba0Q[IY  
    0.74 v^KJU +  
    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。 js2?t~E]  
    W/J3sAYv  
    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: $|A vT;4  
    镜头品牌规格 $BNn1C8[  
    得分 )Q9J,  
    MTF侧重平均值 E4 JS   
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U .t\ Yv/|`  
    3.3 a)} ?rzT]  
    0.75 *6k (xL  
    Pentax FA 28~70/4 AL h~<#1'/<  
    3.3 }<S|_F  
    0.75 s;$ eq);  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U BhNwC[G?m  
    3.2 W;j*lII  
    0.74 t XfB.[U  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U /GCSC8T  
    3.1 Be-gGJG  
    0.73 I8?egDkk  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 _"z#I CT(  
    3.1 y*_g1q$  
    0.73 bx`(d@  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D #r0A<+t{T  
    3.0 gSC8qip  
    0.72 8vnU!r  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp +)ro EJ_  
    3.0 ,P5HR+h  
    0.72 Cvi-4   
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 >Utn[']~  
    2.9 ~l.]3wyk  
    0.72 g"<kj"  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ;Q-sie(#  
    2.9 P]INYH  
    0.71 w=O:|Xu#*  
    Contax 28~70/3.5-4.5 v]vrD2L  
    2.8 :qw:)i  
    0.71 O+(Z`,^  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D %K?~$;Z.  
    2.8 4oCn F+(  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro d0 |Q1R+3  
    2.7 At.WBa3j%{  
    0.70 R?^FO:nM%!  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 >uxak2nM-  
    2.7 #F[6$. Gr  
    0.70 DlTV1X-^1  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 8=t?rA  
    2.6 EYMwg_  
    0.69 )WuuU [(  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 YW>|gE  
    2.3 vFy /  
    0.66 |0mh*+i  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 )V~<8/)  
    2.0 'g( R4deCX  
    0.64 4W$53LP8  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 @4hxGk=  
    1.8 0vDP- qJV-  
    0.62 RrGS$<  
    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: awo=%vJ&  
    镜头品牌规格 vPpbm  
    得分 c]&(h L  
    MTF侧重平均值 6lsU/`.  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ;LthdY()n(  
    3.2 9OP d'f  
    0.74 vk.Y2 :  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U !0E$9Xon  
    3.1 C$M^<z  
    0.74 mn4j#-  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 EGU? 54  
    3.0 E$*I.i_m  
    0.73 h4!$,%"''  
    Sigma  70~210/4-5.6 ]TqcV8Q~  
    2.9 d.2   
    0.72 Q >)?_O(  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 Vs\ )w>JF  
    2.9 V<nh+Q3<d  
    0.72 u.$.RkNMQ  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5  LBw,tP  
    2.9 tWL9>7]G  
    0.72 3p$ZHH.UP  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D H~@aT7  
    2.8 >8 VfijK  
    0.71 Cg8{NNeD  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 W=PDOzB>K  
    2.7 ApjLY58=  
    0.69 .|x0du|  
    Yashica AF 70~210/4.5 ]qhVxeUm  
    2.7 *s;$`8fM<  
    0.69 d<fS52~l  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 80l(,0`,  
    2.6 !W n'Ae9  
    0.69 ) Q~Q .  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 |LiFX5!\  
    2.6 9]7+fu  
    0.69 x8tRa0-q  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U A7~)h}~   
    2.4 kZSe#'R's  
    0.67 #d(6q$IE  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 aN%t>*?Xa  
    2.4 8t0i j  
    0.67 JnV$)EYi  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): $?ke "  
    镜头品牌规格 S7~yRIjB  
    得分 sfa T`q  
    MTF侧重平均值 ;cxYX/fJ  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 gd#  
    3.7 /xj'Pq((}p  
    0.78 kd!f/'E!  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ' G) Wy|*  
    3.6 1[u{3lQ  
    0.78 VO. Y\8/  
    Canon EF 20~35/2.8 L + +D(P=4hi  
    3.5 x/bO;9E%U4  
    0.77 6Q>:g"_  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 2Xe2 %{  
    3.5 5wP(/?sRy  
    0.77 2*%0m^#^6  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U in(n[K  
    3.4 khc5h^0  
    0.76 /0Zwgxt4?7  
    Pentax FA 20~35/4 AL 4>$>XL1  
    3.4 M /Bn^A8@  
    0.76 HPtaW:J  
    Minolta AF 17~35/2.8 G )<-kS  
    3.3 ctH`71Y  
    0.75 #^xiv/ sV  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 !\+SE"ml  
    3.3 $].< /  
    0.75 _EjS(.e/=  
    Canon 20~35/3.5 L z$%ntN#eNA  
    3.3 VUagZ 7p  
    0.75 vJmE}  
    Canon EF 17~35/2.8 L <bIAq8  
    3.2 VEE:Z^U!  
    0.74 c>=[|F{{e  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX -%%2Pz0I  
    3.1 ,i,f1XJ|  
    0.73 yd`.Rb&V  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 evu@uq  
    2.9 Tet,mzVuu  
    0.72 j~Rh_\>Q  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 J|,| *t  
    2.8  =Lp0i9c  
    0.71 Kax85)9u  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 -L1{0{Z  
    2.7 !{r Gt`y  
    0.70 4+ yd/^S  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro F-UY~i8  
    2.5 zx0{cNPK5  
    0.68 w9i1ag  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ]>*Z 1g;  
    2.4 :mY(d6#A>  
    0.67 \u",bMQF  
    +4B>gS[ F  
    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。 oy/#,R_n%  
    l,,5OZw  
    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。 U2@?!B[\d`  
    Y7!,s-v4W  
    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