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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 *C~O[:6D  
    7V6gT}R  
      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: _b+=q:$/  
    JG%y_ Qy?K  
      MTF = Vo / Vi lKo07s6u  
    wf4?{H  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 }B=`nbgIG7  
    sLGut7@Sg  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ?mdgY1  
    K:!|xr(1d  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 F;Q8^C0e*c  
    -^m]Tb<u  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 )z'LXy8  
    +I$ k_  
      看看photodo的例子:  FSaCbs(  
    ;naD`([  
    (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 i%m]<yElm  
    7!0~sf9A  
      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。 -!OFt}  
    Nwu,:}T  
      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。 #HjiE  
    |!VSed#FSn  
    MTF(续) Y#9dVUS  
    _~?N3G  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 3snr-)   
    F ] e]  
    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。 h|^RM*x  
    otQulL)T/  
    浅谈MTF值的含义 qJ).;S{AAt  
    cNi)[2o7  
    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。 O s*B%,}  
    (1`z16  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 jmgU'w-s  
    ?[ n{M  
    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>w{.hC@  
    ][b_l(r$?  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 ~)';[Ha  
    V=)0{7-9  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 %d<uOCf\Q  
    l+e L:C!  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 XH_XGzBQS  
    0'Kbh$LU  
    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: =YZyH4eI  
    镜头品牌规格 Jx# r  
    得分 8cqH0{  
    MTF侧重平均值 RrMC[2=  
    Contax 28~85/3.3-4 }!tJ3G  
    4.0 a!Z.ZA  
    0.81 CAGaZ rx  
    Canon EF 28~70/2.8 L A^/$ |@  
    3.9 Rj&V~or  
    0.81 qd@x#"qT  
    Nikon AF 35~70/2.8 :JBvCyj4PE  
    3.8 (DzV3/+p^  
    0.79 Ho3$T  
    Minolta AF 28~70/2.8 s bf\;_!  
    3.7 "i+fO&LpZ  
    0.78 gv7(-I  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp cVrses^yE  
    3.5 @ lo6?9oNo  
    0.77 +b<q4W  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ghXh nxG  
    3.2 j7&57'  
    0.75 o.qeF4\d6  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Z:Hk'|q}I  
    3.1 oz!;sj{,D  
    0.73 $S~e"ca1  
    Sigma AF 28~70/2.8 PCxv_Svf  
    3.0 'g<0MOq{  
    0.73 %G~ f>  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 B^W0Ik`m  
    9(.P2yO  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: < * )u\A  
    镜头品牌规格 p=T,JAIt  
    得分 [I*BEJ;W'  
    MTF侧重平均值 Vz$X0C=W;H  
    Leica 80~200/4 Hu"?wZj  
    4.2 tvH{[e$  
    0.83 hhu !'(j  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D AL #w  
    4.1 2jQ|4$9j  
    0.82 *,w9#?2x  
    Canon EF 70~200/2.8 L /IDfGAE  
    4.1 J%ym1A9  
    0.82 k_)H$*  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ;x.xj/7  
    3.9 HtWuZq; w  
    0.81 (h NSzG\  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo q4)8]Y2  
    3.9 y99 3uP   
    0.81 a~b^`ykcWP  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 6 /T_+K.k  
    3.9 ocwh*t)<k  
    0.80 V\nQHzjF<6  
    Contax 80~200/4 52-Gk2dp  
    3.8 cC'{+j8-a  
    0.79 ]|cL+|':y  
    Tokina AF 80~200/2.8 !b<c*J?f  
    3.4 \M4/?<g  
    0.76 Xj:?V;  
    Leica 70~210/4 u@v0I$  
    3.3 5;=,BWU  
    0.75 )L?JH?$C  
    Pentax FA 80~200/2.8 D]nVhOg|  
    3.2 4u;db_gX  
    0.74 )M5:aSRz  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 Gq4~9Tm)*  
    ~2Jvb[IM  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: rSU%!E+|<  
    镜头品牌规格 a%2r]:?^?  
    得分 Fwn4c4-%  
    MTF侧重平均值 8NLTq|sW  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U y>zPsc,  
    3.3 I~lX53D  
    0.75 n,eO6X 4  
    Pentax FA 28~70/4 AL ]kC/b^~+m  
    3.3 't3/< h<  
    0.75 Ql-RbM  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U D0(QZrVa  
    3.2 so h3 d  
    0.74 3| 5Af  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U g0w<vD`<g  
    3.1 (r_xs  
    0.73 MrIo.  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 e6{}hiM  
    3.1 F5Tah{  
    0.73 z@hlN3dg  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D "i$Av m  
    3.0 CA[-\>J7y  
    0.72 Hf P2o5-  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp f`@$ saFD  
    3.0 >/;V_(  
    0.72 2[i:bksjW  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 V6'"J  
    2.9 ;c"T#CH.  
    0.72 7B GMG|  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 +,=DUsI}  
    2.9 7_>No*[  
    0.71 9I*zgM!F  
    Contax 28~70/3.5-4.5 l ,0]iVJ  
    2.8 ;'!G?)PZ  
    0.71 )+2GF0%  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D $5aRu,  
    2.8 DZGM4|@<7Y  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro R[>fT}Lo  
    2.7 ks=j v:  
    0.70 O:'UsI1Y  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 Sw~jyUEr  
    2.7 h%MjVuLn  
    0.70 [@MV[$W5  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 hR" j[  
    2.6 #)`N  
    0.69 )F;`07  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 d0YN :lJc  
    2.3 f]H[uzsV  
    0.66 I, 9!["^|  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 omQa N#!,  
    2.0 1t{h)fwi  
    0.64 9u";%5 4  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 >h>X/a(=~  
    1.8 YX38*Ml+V  
    0.62 U-(2;F)  
    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: ur^)bp<n  
    镜头品牌规格 gZ6]\l]J{  
    得分 5I9~OJ>  
    MTF侧重平均值 fMRBGcg7Dc  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO co<-gy/mCR  
    3.2 n@[&SgZq  
    0.74 ,w%cX{  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U k4iu`m@^H  
    3.1 v[VUX69  
    0.74 rnWU[U8%  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 :X-Z|Pv8  
    3.0 JFe %W?}.D  
    0.73 T-x1jC!B'  
    Sigma  70~210/4-5.6  ?CKINN  
    2.9 7g1" s1~or  
    0.72 F/z$jj)  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 [|PVq#(  
    2.9 /Y:1zLs%  
    0.72 =qH9<,p`H  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 )2T1g~8  
    2.9 WoGK05w  
    0.72 "/6<k0.D&  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Srw ciF  
    2.8 >}{'{ Z &  
    0.71 %/!n]g-  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 #@xSR:m  
    2.7 )%'Lm  
    0.69 (.Tkv Uj`  
    Yashica AF 70~210/4.5 $!P(Q  
    2.7 Z(LDAZG  
    0.69 iR j/Tm*T'  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 _[}r2,e  
    2.6 O<nJbsl_w  
    0.69 j.O7-t%C  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6  5|2v6W!e  
    2.6 OM5"&ZIZb  
    0.69 g7!P|  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U yGl (QLk  
    2.4 Ezw(J[).C  
    0.67 z^=.05jB  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Zj;2>  
    2.4 x  8lgDO  
    0.67 yIC.Jm D*  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): JJJlgr]#  
    镜头品牌规格 u,<I%  
    得分 ct='Z E  
    MTF侧重平均值 -FA]%Pl<'  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 DueQ1+ P  
    3.7 q]Gym 7o  
    0.78 Iw(2D(se  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF h*2Q0GRX  
    3.6 m)4s4P57y  
    0.78 ]UyIp`nV;  
    Canon EF 20~35/2.8 L is&A_C7yg  
    3.5 |@pJ]  
    0.77 >xu}eWSz  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 .Lz\/ OS  
    3.5 PZ2$ [s0W  
    0.77 h _6QVab@  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ypE cjVP D  
    3.4 iyNyj44 H  
    0.76 JzH\_,,  
    Pentax FA 20~35/4 AL T)Z2=5V  
    3.4 T-|SBNFw;  
    0.76 !FOPFPn  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ^yDCX  
    3.3 Sd?:+\bS;  
    0.75 h-`Jd>u"  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 R?3^Kx  
    3.3 sxM0c  
    0.75 v  P8.{$  
    Canon 20~35/3.5 L #mY*H^jI]~  
    3.3 '9cShe  
    0.75 w^N xR,  
    Canon EF 17~35/2.8 L ]$/TsN  
    3.2 7M#2Tze}  
    0.74 [G:wPp.y  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX %.,-dV'  
    3.1 clK3kBh~&  
    0.73 zR:Mg\  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 b,kXV<KtU  
    2.9 $/ ;:Xb=q  
    0.72 4eapR|#T  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 j3|Ek  
    2.8 ]CyWL6 z  
    0.71 C;2!c  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 t(/b'Peq  
    2.7 dn/0>|5OF(  
    0.70 gaBt;@?:Q  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro [L h<k+  
    2.5 bnBnE[y<'  
    0.68 Unev[!  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 0-#SvTf>;:  
    2.4 WCxt-+#  
    0.67 z7'3d7r?  
    fk-zT  
    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。 1<a+91*=e  
    UO^"<0u  
    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。 qPsf`nI7  
    7z!|sPW](b  
    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