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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。 T ;Ga G  
    jlmP1b9  
      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: M*DFtp<  
    i[:S *`@S  
      MTF = Vo / Vi 5ryzAB O\2  
    '}3m('u  
      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。 'Zq$ W]i  
    l!n<.tQW  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? #q;hX;Va  
    f@ &?K<  
      (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。 x.V6C0|6"  
    Bg^k~NX%  
      (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)。 vepZod}D  
    b.qp&2A  
      看看photodo的例子: Qg)=4(<Hr  
    4T*RJ3Fz!  
    (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 RwH<JaL:  
    b&LfL$  
      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。 o8 A]vaa  
    -qki^!Y?  
      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。 8>: kv:MId  
    -rU~  
    MTF(续) N=qe*Rlf  
    xS~O Acxg  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 G;:D6\  
    X(D$eV  
    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。 ~R`Rj*Q2Y  
    dg%Orvuz  
    浅谈MTF值的含义 ,/.U'{  
    A#s`!SNv  
    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。 NLe+  
    Sz\"*W;>  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 eqt+EiH   
    Jjb(lW  
    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。 QjW7XVxB#N  
    q!iMc  
    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。 JHY0 J &4s  
    8:Yha4<Bv7  
    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。 ,&S ^Ryc  
    Tct[0B  
    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。 !/4f/g4Ze  
    #1MEmt  
    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: ^*7~ Wxk5  
    镜头品牌规格 j@c fR  
    得分 T-Od|T@[  
    MTF侧重平均值 zl>l.zJ  
    Contax 28~85/3.3-4 |aiP7C  
    4.0 1a#oJU  
    0.81 q&IO9/[dk  
    Canon EF 28~70/2.8 L lVywc:X  
    3.9 lFWN [`H  
    0.81 2#4_ /5(j*  
    Nikon AF 35~70/2.8 55vpnRM  
    3.8  \Vis  
    0.79 LGN,8v<W(  
    Minolta AF 28~70/2.8 "ei*iUBN:  
    3.7 !GkwbHr+p  
    0.78 k^q}F%UV  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 15Vb`Vf`N  
    3.5 7s%DM6li 6  
    0.77 t<O5_}R%d  
    Leica 28~70/3.5-4.5 -GkNA"2M[  
    3.2 .. qAE.%%  
    0.75 H'myd=*h~8  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ||y5XXs  
    3.1 &Z682b$  
    0.73 I xT[1$e  
    Sigma AF 28~70/2.8 Bcx-t)[  
    3.0 ~mc7O  
    0.73 W1X\!Y  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 +zxj-di M  
    JZp*"UzQr  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: \Q"o\:IoIT  
    镜头品牌规格 so|5HR|  
    得分 4[z a|t  
    MTF侧重平均值 ?2VY ^7N[  
    Leica 80~200/4 ag^L' h$  
    4.2 SCl$+9E  
    0.83 v*%#Fp,g8  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D %dTkw+J  
    4.1 ~je#gVoUR  
    0.82 !|`G<WD  
    Canon EF 70~200/2.8 L R}F0_.  
    4.1 ` bd  
    0.82 -ea>}S  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX .$+]N[-=  
    3.9 OKfJ  
    0.81 Ec| Gom?  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo u-Pa:wm0-  
    3.9 orn9;|8q  
    0.81 wZVY h  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED .lfKS!m2  
    3.9 s z  
    0.80 f3e#.jan  
    Contax 80~200/4 $:"r$7  
    3.8 U'S}7gya  
    0.79 \1'3--n  
    Tokina AF 80~200/2.8 hoI?,[@F  
    3.4 43pQFDWa  
    0.76 Uw^`_\si  
    Leica 70~210/4 c 6sGjZdR  
    3.3 #|fa/kb~  
    0.75 |R:gu\gG  
    Pentax FA 80~200/2.8 0!F"s>(H  
    3.2 |ofegO}W7  
    0.74 v4!zB9d  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 hK9Trrwau  
    e{8z1t20:  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: }fnp}L  
    镜头品牌规格 J& }/Xw)  
    得分 \o9-[V#Gm  
    MTF侧重平均值 ]Mi ~vG q  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U oK&LYlU  
    3.3 98h,VuKVaB  
    0.75 obRR))  
    Pentax FA 28~70/4 AL ~U`oew  
    3.3 Z8nj9X$   
    0.75 ep .AW'+  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U *@=in7*c  
    3.2 Ar4E $\W  
    0.74 VO3&!uOd  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 6 ]W!>jDc  
    3.1 xc[@lr  
    0.73 Q[_{:DJA  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 t9S zZ2E  
    3.1 zQ9"i  
    0.73 <m9hM?^q  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D pDb5t>  
    3.0 gO%#'Eb2  
    0.72 1eQ9(hzF  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp m8eyAvi 6  
    3.0 OiX:h#  
    0.72 ,~8:^*0s  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 t m?[0@<s  
    2.9 zF6 R\w  
    0.72 yjUZ 40Dq  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 c^vP d]Ed  
    2.9 F,Q\_H##x4  
    0.71 $Z6g/bD`E  
    Contax 28~70/3.5-4.5 py.lGywb_  
    2.8 *LpEH,J  
    0.71 !!Z#'Wq  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D l T~RH0L  
    2.8 :b)IDcW&j:  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro !s pp*Q)#\  
    2.7 %0C<_drW  
    0.70 $2qZds[  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 P:h;"  
    2.7 m7wD#?lm  
    0.70 tFt56/4  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 1S9(Zn[2,  
    2.6 t-Rfy`I3  
    0.69 ^;jJVYx-PP  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 B*7Y5_N  
    2.3 73B,I 0U  
    0.66 .gTla  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 3~Od2nk(x  
    2.0 L;zwqdI  
    0.64 *,<A[XP  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 WV&T   
    1.8 I Y%M5(&Q  
    0.62 x8k7y:  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: i'9aQi"G  
    镜头品牌规格 7S$Am84%  
    得分 xY9 #ouF  
    MTF侧重平均值 ,Oa-AF/p  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO )[RLCZ  
    3.2 n% zW6}  
    0.74 nVkx Q?2  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ^Pl(V@  
    3.1 3qJOE6[}%  
    0.74 ir/m. ~?  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 K ;\~otR^  
    3.0 yO*~)ALb+  
    0.73 it]im  
    Sigma  70~210/4-5.6 FJ0Ity4u6  
    2.9 @_s`@ ,=  
    0.72 >B>[_8=f@  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 +GCN63 nX  
    2.9 a(AKVk\  
    0.72 su;u_rc,  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 & $E[l'  
    2.9 X[/>{rK  
    0.72 pF kA,  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D p3>(ZWPNV  
    2.8 *69{#qN  
    0.71 _CqVH5U?  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 $ N`V%<W  
    2.7 ,/0Q($oz  
    0.69 K$v SdpC  
    Yashica AF 70~210/4.5 e_'/4 n  
    2.7 y/=:F=H@w  
    0.69 j>j Zg<}J  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 .T~<[0Ex+U  
    2.6 q#LB 2M  
    0.69 DV+M;rs  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 x/~qyX8vo  
    2.6 X&C&DTB  
    0.69 F6>K FU8  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U s18o,Zs'  
    2.4 ,n\"zYf ]^  
    0.67 Q{%2Npvq  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 )Z6bMAb0'N  
    2.4 AI KLJvte  
    0.67 }/tT=G]91  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): o95)-Wb  
    镜头品牌规格 d4ANh+}X"_  
    得分 B ~u9"SR.  
    MTF侧重平均值 x_za R}WI  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 3On IAk3  
    3.7 G!]%xFwYa  
    0.78 -s~6FrKy  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Mdk(FG(  
    3.6 VnlgX\$}  
    0.78 rP4v_?Zg+  
    Canon EF 20~35/2.8 L 6P,vGmR  
    3.5 j,<3[  
    0.77 y98 v  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 s P=$>@3  
    3.5 MZYh44  
    0.77 }YV,uJH[  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 8: #\g  
    3.4 `O~NT'Ed8  
    0.76 M:t!g %  
    Pentax FA 20~35/4 AL 8CXZ7 p  
    3.4 <//82j+px  
    0.76 H~Z$pk%  
    Minolta AF 17~35/2.8 G y{ & k`H  
    3.3 4%!#=JCl  
    0.75 Zl,c+/  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 7  s+j)  
    3.3 X;2I' Kg  
    0.75 $ ~>3bik@  
    Canon 20~35/3.5 L '8%pEl^  
    3.3 #+VH]7]  
    0.75 0!4;."S  
    Canon EF 17~35/2.8 L 7RXTQ9BS  
    3.2 g)Ep'd-w"  
    0.74 -dRnozs6W  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX !-G'8a|7  
    3.1 ZtzSG@f  
    0.73 D.7,xgH  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 +SM&_b  
    2.9 |X}H&wBWo  
    0.72 :+ASZE.  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5  Iw07P2  
    2.8 |\HYq`!g%7  
    0.71 ] lBe   
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 `2WtA_  
    2.7  L#  
    0.70 ,(1n(FZ  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro U,G!u=+  
    2.5 V)pn)no'V  
    0.68 72i ]`   
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Cx N]fo  
    2.4 Sn o7Ru2  
    0.67 ;HKb  
    XsH(8-n0  
    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。 JPo.&5k  
    iTX:*$~I  
    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。 jCJbmEfo9@  
    }JP0q  
    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