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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 正序阅读 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 `ynD-_fTN  
    QA&BNG  
      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: .pQ4#AJ  
    @[4Tdf  
      MTF = Vo / Vi -kd_gbnr3  
    j*jO809%^  
      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。 c B9`U4<  
    KCkA4`IeM  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ?Y#0Je  
    u%=M4|7  
      (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。 zy9# *gGq  
    !&D&Gs  
      (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)。 t`X-jr)g  
    Pz1[ b$%  
      看看photodo的例子: 29E9ZjSK  
    ?gMxGH: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 6uf+,F  
    7$7Y)&\5 w  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 \^+=vO;A  
    tA2I_W Cl  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 qwU,D6  
    XZeZqBr  
    MTF(续)  w|>O!]K]  
    ,#42ebGHR  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ,IW$XD  
    S 5Q$dAL  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 7usf^g[dh  
    }pa@qZXh  
    浅谈MTF值的含义 "$tP>PO{<  
    fr%}|7  
    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。  `Up Zk?k  
    bqxbOQd  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 0 ej!!WP  
    {Ah\-{]  
    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。 37@_"  
    X#mppMU  
    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。 3!0Eh8ncI  
    A({8p  
    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。 v(\kSlJ  
    6t|FuTC  
    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。 ZgL4$%  
    [*O#6Xu  
    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: zR_#c3o  
    镜头品牌规格 &LO<!WKQ  
    得分 $g55wGF  
    MTF侧重平均值 p-zWfXn!P  
    Contax 28~85/3.3-4 BOLG#}sm  
    4.0 mB.kV Ve0  
    0.81 ?3"bu$@8  
    Canon EF 28~70/2.8 L `<h}Ygo>k/  
    3.9 33_YZOy^j  
    0.81 '~3a(1@8  
    Nikon AF 35~70/2.8 ki#O ^vl  
    3.8 `7P4O   
    0.79 @O<kjR<b  
    Minolta AF 28~70/2.8 sY=fS2b#)  
    3.7 f$mfY6v  
    0.78 C G~ )`  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 1q*85 [Y  
    3.5 +!6C^G  
    0.77 *s/sF@8<X  
    Leica 28~70/3.5-4.5 cy)gN g  
    3.2 &>Q_  
    0.75 i8w(G<Y=  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro +pJ;}+  
    3.1 \eE0Rnaf-  
    0.73 ur-&- G^  
    Sigma AF 28~70/2.8 7'_zJI^  
    3.0 O^I~d{M 5I  
    0.73 `Y-uNJ'.N  
    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。 l tr =_  
    ` !HGM>  
    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: *Wv]DV=\  
    镜头品牌规格 >De\2gbJ  
    得分 o_p//S#q  
    MTF侧重平均值 e@s+]a8D-k  
    Leica 80~200/4 2>#Pt^R:C  
    4.2 |<\L B  
    0.83 C_?L$3 U0  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D TSmuNCR  
    4.1 `,4"[6S  
    0.82 Z.$ncP0s  
    Canon EF 70~200/2.8 L ~zFs/(k  
    4.1  B&#TbKp  
    0.82 LbtcZ)D!  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX fR}|CP  
    3.9 u4NMJnX  
    0.81 'MPt K  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo FGBPhH% (8  
    3.9 X%xX3e'  
    0.81 3@?#4]D{'  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED T5&jpP`M  
    3.9 ]v@#3,BV  
    0.80 ;Aiuy{<  
    Contax 80~200/4 &h-d\gMJ  
    3.8 r80w{[S$  
    0.79 a_m P$4T  
    Tokina AF 80~200/2.8 F'W{\4  
    3.4 9k ]$MR  
    0.76 D,dmlv  
    Leica 70~210/4 G5E03xvL  
    3.3 xj)*K%re  
    0.75 cUaLv1:HI  
    Pentax FA 80~200/2.8 p-UACMN& c  
    3.2 Ttb @98  
    0.74 CTbdY,=B  
    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。 xZjD(e'  
    T.GY  
    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: ]|( (&Y rl  
    镜头品牌规格 q/Ba#?sen  
    得分 Y.3]vno?X  
    MTF侧重平均值 +?[TH?2c+  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 6DD^h:*>  
    3.3 3Tg  
    0.75 iDlIx8PI  
    Pentax FA 28~70/4 AL ,<%Y.x%4z[  
    3.3 Byyus[b'A  
    0.75 ej47'#EY  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U b-U LoV  
    3.2 [#kfl  
    0.74 n`? j. s  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ..3TB=Z#  
    3.1 kYl$V =  
    0.73 pMYEL  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 7m{ 'V`F  
    3.1 ! ]&a/$U  
    0.73 +|).dm  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D =|bM|8,  
    3.0 m.EI("n"J  
    0.72 >,Zjlkh3  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp N?U;G*G  
    3.0 q-eC=!#}  
    0.72 /$'tO3  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 1mgLH  
    2.9 ez&v"J  
    0.72 |8 c3%jve  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 o"R[#E&Yx  
    2.9 VZ'[\3J  
    0.71 YwQxN"  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ~tn*y4uK  
    2.8 }RYr)  
    0.71 t@QaxZIlt;  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D [!,&A{.!  
    2.8 >B U 0B  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro @D^y<7(  
    2.7 nZ>qM]">u  
    0.70 2aX|E4F  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 iUFS1SN \  
    2.7 %N7b XKDP  
    0.70 6C4c.+S  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 rQ(Aj  
    2.6 /qed_w.p  
    0.69 n@XI$>B  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 & V^ Z  
    2.3 R22YKXU  
    0.66  #8MA+  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 No>XRG+  
    2.0 sI7d?+  
    0.64 Xt^ldW  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 I;<0v@  
    1.8 s]50Y-C  
    0.62 jOa . h  
    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: >8D!K0?E  
    镜头品牌规格 R2vT\ 6xv  
    得分 x2=Bu#Y  
    MTF侧重平均值 Yrs7F.Y"  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 9Bvi2 3  
    3.2 /W1!mih  
    0.74 1PpZ*YK3z  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U de1cl<  
    3.1 zsFzF`[k  
    0.74 njtz,qt_;G  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ~7+7{9g  
    3.0 Xyy;BO:  
    0.73 H C(Vu  
    Sigma  70~210/4-5.6 FeoI+K A  
    2.9 r&oR|-2hRk  
    0.72 [Gop-Vi/~  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 bc=,$  
    2.9 EudX^L5U<d  
    0.72 h/5|3  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 v_mk{  
    2.9 p4GhT~)l:  
    0.72 cWjb149@)  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 7rQwn2XD{  
    2.8 =!)Ye:\Q  
    0.71 ,% "!8T  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 3 9to5 s,  
    2.7 *;t\!XDgp  
    0.69 94VtGg=b}  
    Yashica AF 70~210/4.5 hb#Nm6  
    2.7 [p3{d\=*?  
    0.69 v e($l"T  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 E! d?@Xr@  
    2.6 `NYu|:JK:  
    0.69 OL]P(HRm]~  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 DmU,}]#:  
    2.6 * N>n5B2  
    0.69 -!;2?6R9{  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U WoM;)Q  
    2.4 X3e&c  
    0.67 _D~l2M  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Ak3cE_*Y/  
    2.4 +7\$wc_1I@  
    0.67 ^POHQQ  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): GsIVx!  
    镜头品牌规格 #1*#3p9UL  
    得分 4> k"$l/:  
    MTF侧重平均值 +t*V7nW  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 A0hKzj  
    3.7 <*JFY%y "  
    0.78 r1<dZtb  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF GuK3EM*_  
    3.6 Kb X&E0  
    0.78 1lo. X_  
    Canon EF 20~35/2.8 L L4O.=*P1  
    3.5 '8J!(+  
    0.77 $UNC0 (4  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 :eIi^K z[  
    3.5 Hlhd6be  
    0.77 L0l'4RRm\  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U w*?SGW  
    3.4 lfvt9!SJ+/  
    0.76 8[b_E5!V  
    Pentax FA 20~35/4 AL nuKcq!L  
    3.4 mR|L'[l  
    0.76 I(<9e"1O  
    Minolta AF 17~35/2.8 G QPX&P{!g  
    3.3 .;rE4B  
    0.75 |d$4Fu(M~  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 RW{y.WhB  
    3.3 "I3 #/~q  
    0.75 $RH.  
    Canon 20~35/3.5 L M"Dv -#f  
    3.3 s$%t2UaV  
    0.75 pfBe24q  
    Canon EF 17~35/2.8 L Hf /ZaBn  
    3.2 :)Pj()Os|  
    0.74 fmq''1u  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX \sBXS.  
    3.1 XGuxd  
    0.73 1=Z!ZY}}e  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 z$gtGrU  
    2.9 /4*Y#IpZ  
    0.72 Brts ig,4  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 "(r%`.l=I  
    2.8 d-3.7nJ:  
    0.71 HYg! <y  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 T;G<62`.h  
    2.7 beaSvhPU  
    0.70 }?\^^v h7  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro -MRX@a^1  
    2.5 NbC2N)L4  
    0.68 )I#{\^  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ^Q6?T(%$  
    2.4 3eg6 CdT  
    0.67 Lqdapx"Z_  
    N4#D&5I",  
    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。 G6QD`ED  
    It7R}0Smg  
    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。 UX+vU@Co[  
    0kSM$D_  
    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 17楼 发表于: 2017-09-02
    点赞点赞!!
    离线arashi
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    只看该作者 16楼 发表于: 2017-08-29
    谢谢楼主分享
    离线sherrysun
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    只看该作者 15楼 发表于: 2014-03-31
    学习一下
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    只看该作者 14楼 发表于: 2013-06-17
    咋还有啥哈苏实验室。。。都不知道查证一下。。。除非几大镜头商自己合起来编个测试方法,就像光伏的IEC,UL 类似。。。。不然不可能有一家之言能服众家之意。。。 &rBe -52  
    不同算法不同测试仪器不同测试方法结果就是不一样的MTF...
    离线bairuizheng
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    只看该作者 13楼 发表于: 2013-05-23
    很好的文章
    离线bairuizheng
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    只看该作者 12楼 发表于: 2013-05-22
    非常有帮助 谢谢 !
    离线砺剑158
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    只看该作者 11楼 发表于: 2013-05-22
    感谢分享啊
    离线wangyue8
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    只看该作者 10楼 发表于: 2013-04-26
    不错啊
    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