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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 m9~cQ!m  
    CuT~ Bj  
      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: l!S}gbM  
    \%],pZsA~  
      MTF = Vo / Vi =:neGqd\_E  
    %=w@c  
      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。 9):h %o  
    <!qN<#$y  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? IOL5p*:gz  
    4Ny lc.2mi  
      (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。 M~h^~:Lk  
    +K2p2Dw(k  
      (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)。 dd?ZQ:n  
    \eH`{Z'.x5  
      看看photodo的例子: %Z.!T  
    M\m6|P  
    (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 5vP=Wf cW  
    ,F;<Y9]  
      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。 G q&[T:  
    c]Z@L~WW  
      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。 @#u'z ~a)  
    ,ma4bqRMc  
    MTF(续) gdj,e ^  
    +cXdF  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 RyuI2jEy  
    "gIjU~'A  
    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。 pnTuYT^%)  
    (Ts#^qC  
    浅谈MTF值的含义 rl__3q  
    s[dq-pc "  
    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。 P#j>hS  
    ?xTdL738  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 f.e4 C,  
    rCH? 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。 Lb=4\ _  
    RCC~#bb  
    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。 ! <O,xI'  
    w~a_FGYX  
    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。 EJByYk   
    ^2f2g>9j_C  
    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。 eVvDis  
    yt 5'2!jc  
    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: L"x9O'U  
    镜头品牌规格 QnMN8Q9  
    得分 mo*ClU7  
    MTF侧重平均值 KQu lz  
    Contax 28~85/3.3-4 IpYw<2'  
    4.0 hsJS(qEh.'  
    0.81 8|2I/#F}]  
    Canon EF 28~70/2.8 L (X|`|Y  
    3.9 XEpwk,8*g  
    0.81 \L]T|]}(  
    Nikon AF 35~70/2.8 x6iT"\MO  
    3.8 _ry7 [/)  
    0.79 R64/m9  
    Minolta AF 28~70/2.8 D//uwom  
    3.7 egHvI&w"o  
    0.78 iS#m{1m$$  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Kc#42 C;t/  
    3.5 y&(R1Y75  
    0.77 6v(;dolBIw  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ) mG  
    3.2 @7z_f!'u  
    0.75 :/6gGU>pu  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro _usi~m  
    3.1  Z5[f  
    0.73 xA#'%|"  
    Sigma AF 28~70/2.8  $hgsWa  
    3.0 *<IQ+oat,a  
    0.73 #Py\'  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 Z#_+yw  
    B`;DAsmT  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: a"pejW`m  
    镜头品牌规格 bqI| wGCA"  
    得分 4SGF8y@WU  
    MTF侧重平均值 V+MhS3VD  
    Leica 80~200/4 Q VJvuiUh  
    4.2 Ng;Fhv+  
    0.83 1v"r8=Wt  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D FZJyqqA$_  
    4.1 :978D0}{p  
    0.82 %>)&QZig/  
    Canon EF 70~200/2.8 L 1Zi(5S)  
    4.1 h_?#.z0ih;  
    0.82 d\ {a&\v  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX +f]\>{o4  
    3.9 FK!UUy;  
    0.81 DNp4U9  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo }rbsarG@  
    3.9 K26x,m]p  
    0.81 Q"QL#<N  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED "YQ%j+  
    3.9 ,Y_[+  
    0.80 =^D{ZZw{  
    Contax 80~200/4 -mPrmapb3  
    3.8 DUOSL  
    0.79 F?!  
    Tokina AF 80~200/2.8 4}>1I}!k  
    3.4 *d/,Y-tl  
    0.76 GK.U_`4?  
    Leica 70~210/4 AXOR<Ns`  
    3.3 j6.'7f5M<H  
    0.75 B$kp\yL  
    Pentax FA 80~200/2.8 k w]m7 T  
    3.2 *iW$>Yjb  
    0.74 WKB@9Vfju  
    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。 Qx%]u8s  
    r" )zR,  
    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: sxBRg=  
    镜头品牌规格 xgQ]#{ tG  
    得分 sJ(q.FRM'  
    MTF侧重平均值 .wv!;  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U i <%  
    3.3 W=)wiRQm  
    0.75 Z<t(h=?  
    Pentax FA 28~70/4 AL }bxx]rDl  
    3.3 xFcRp2W9R  
    0.75 -$J%.fdPs  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 05>xQx?"m4  
    3.2 `'^&* 7,  
    0.74 >|e>=  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 7L=V{,,v  
    3.1 .Iret :  
    0.73 UIl^s8/  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 8*V8B=q}K  
    3.1 >X(,(mKi  
    0.73 ~"ij,Op,3  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 9+sOSz~ P  
    3.0 Pv(icf l|  
    0.72 Nu%JI6&R  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ,B<Tt|'  
    3.0 ZdJer6:Z}  
    0.72 RL;>1Q,H  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 s`$px2Gw  
    2.9 &_!g|-  
    0.72 yfD)|lK  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 .C2.j[>  
    2.9 +yYv"J  
    0.71 /N>bEr4w  
    Contax 28~70/3.5-4.5 F ;m1I+;  
    2.8 W2a9P_  
    0.71 R{"7q:-  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D {=NHidi~  
    2.8 [-bT_X  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro )n[ oP%  
    2.7 $ZPiM  
    0.70 Bi +a)_K  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 Odo"S;)  
    2.7 AjQ^ {P  
    0.70 "16-K%}  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 L|3wG Y9E  
    2.6 ?q%)8 E  
    0.69 3ppY@_1  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 #6tb{ws3  
    2.3 ~la=rh3  
    0.66 E&/D%}Wl  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 3d{v5. C#X  
    2.0 gJy Ft8Z<  
    0.64 _`JY A  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 !S/hH%C  
    1.8 =9 TAs? =  
    0.62 #@m*yJg<  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: at/v.U |F  
    镜头品牌规格 %rQ5 <U  
    得分 PUUBn"U-  
    MTF侧重平均值 ;n*N9-|.  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO AUnRr+o  
    3.2 *XmOWV2Y_  
    0.74 u_o>v{&i  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U / 4K*iq  
    3.1 nFl=D=50-  
    0.74 fuQ|[tpvQG  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 g#V3u=I8~  
    3.0 =GQ?P*x|$  
    0.73 j~G^J  
    Sigma  70~210/4-5.6 &Z+a (  
    2.9 [UI4YZu}  
    0.72 U4_ <  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 !}()mrIlP  
    2.9 xa#:oKF3  
    0.72 P'D~Y#^  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 <G59>H5  
    2.9 RGGP6SDc  
    0.72 UcMe("U  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Osb"$8im  
    2.8 1;ulqO  
    0.71 3MC| O5R4  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 H{x}gBQ  
    2.7 j>M 'nQ,;d  
    0.69 *g5df[  
    Yashica AF 70~210/4.5 twx8TQ9  
    2.7 "w`f>]YLA  
    0.69 V9"Kro  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 o(~>a  
    2.6 }0uSm%,"  
    0.69 : H<u@%  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 [^W4%S  
    2.6 ?x@BZe  
    0.69 ..7"&-?g{4  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U F5%-6@=  
    2.4  'TV^0D"  
    0.67 `4Z#/g  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 -(>x@];r0  
    2.4 r{kV*^\E  
    0.67 5JI+42S \  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): C9Fc(Y?_  
    镜头品牌规格 u *z$I  
    得分 qo.~5   
    MTF侧重平均值 Tm_vo-   
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 g 4d 5G=y  
    3.7 7F3Hkvd[k  
    0.78 96vv85g  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF nP?(9;3*  
    3.6 sEdWBT 8  
    0.78 m0F-[k3)  
    Canon EF 20~35/2.8 L W #qM$  
    3.5 X8bo?0  
    0.77 YFLWkdqAY  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 U%_a@&<  
    3.5 1_/\{quE  
    0.77 [}lv!KmzW  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U . xX xjl  
    3.4 >Q+a'bd w  
    0.76 U*k$pp6\b~  
    Pentax FA 20~35/4 AL |MMr}]`  
    3.4 Qoq@=|7kxa  
    0.76 RGLwtN  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Y*f7& '[  
    3.3  fUb5KCZ  
    0.75 GG;M/}E9  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 #B'WT{B$/~  
    3.3 1y_{#,{>  
    0.75 vD1jxk'fd  
    Canon 20~35/3.5 L 7"*- >mg  
    3.3 0+r/>-3]  
    0.75 Z/;rM8[{&  
    Canon EF 17~35/2.8 L % C6 H(  
    3.2 )l30~5u<J  
    0.74 V%y kHo  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX  IO>Cyo  
    3.1 FNmIXpAn*@  
    0.73 _BtlO(0&  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 F6Q#{Ufq  
    2.9 K]kL?-A#'  
    0.72 %F&j B  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 f#JLE+0Y  
    2.8 f 21w`Uk48  
    0.71 "!Mu5Ga  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ,fET.s^|U  
    2.7 $!obpZ~}  
    0.70 Jz:d\M~j5  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro `2S{.s  
    2.5 4sZ^:h,1  
    0.68 [(btpWxb^  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF RNX}Wlo-s  
    2.4 <hy>NM@$  
    0.67 zG& N5t96X  
    =/dW5qy;*+  
    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。 4f"be  
    hH[JY(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。 i,4JS,82I  
    'd6hQ4Vw4  
    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