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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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    离线lchg_yy
     
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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 n#iwb0-  
    +d|mR9^([  
      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: y9KB< yh/  
    u!:z.RH8n  
      MTF = Vo / Vi is/scv<  
    {8I.`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。 +b3^.wkq  
    h;jIYxj  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Zc?ppO  
    YTw#J OO  
      (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。 HEGKX]  
    )Jv[xY~  
      (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)。 f0T ,ul,  
    >,DbNmi  
      看看photodo的例子: B7z -7&TE  
    (xq%  
    (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 B7"PIkk;  
    _ A 0w[n  
      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。 F0690v0mB[  
    AdWq Q  
      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。 0VK-g}"x  
    "HXYNS>  
    MTF(续) $2%f 8&  
    #h@J=Ki  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ,$eK-w  
    U#1bp}y  
    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。 c_" ~n|  
    ./$cMaDJ  
    浅谈MTF值的含义 P#:?ok  
    ^#0U  ?9  
    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。 HQ{JwW!m  
    Y\0}R,]a-  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 03j]d&P%d  
    C4NTh}6t T  
    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。 />j';6vi  
    Q%-di=  
    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。 >*wtbkU  
    Rml2"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。 $\k0Nup}  
    0dh=fcb  
    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。 FV,4pi  
    $fgf Y8  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: /W<>G7%.  
    镜头品牌规格 |!F5.%PY  
    得分 +,2Jzl'-  
    MTF侧重平均值 &ZTr  
    Contax 28~85/3.3-4 iS?42CV  
    4.0 c`fG1s  
    0.81 ^V %rag  
    Canon EF 28~70/2.8 L xTGxvGv8  
    3.9 ujJI 1I  
    0.81 fQP{|+4  
    Nikon AF 35~70/2.8 }(<%`G6N  
    3.8 C4}*) a  
    0.79 e${>#>  
    Minolta AF 28~70/2.8 9!><<7TS  
    3.7 +x1eJug4  
    0.78 u=YX9Mo!  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 4tx|=;@0  
    3.5 apk4 j\i?5  
    0.77 dik9 >*"|o  
    Leica 28~70/3.5-4.5 * 9p |HX=  
    3.2 DI;DECQl$  
    0.75 .IJ_jt-^d  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro n$[f94d=  
    3.1 ^V|Oxp'7_  
    0.73 %0Y=WYUH>  
    Sigma AF 28~70/2.8 D3c2^r $Z  
    3.0 2r%lA\,h$  
    0.73 <94_@3  
    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。 %?e(hnM  
    ,|88r=}  
    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: Iyo@r%I  
    镜头品牌规格 H'qG/@u-l  
    得分 hd 0 'u  
    MTF侧重平均值 7#<c>~   
    Leica 80~200/4 bZx!0>h  
    4.2 ,/O[=9l36R  
    0.83 E\u#t$  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D %Qmk2  
    4.1 z_ =Bt  
    0.82 _uc\ D R  
    Canon EF 70~200/2.8 L <58l;<0  
    4.1 JCY~W=;v  
    0.82 Z@gnsPN^r  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX {m`A!qcD|  
    3.9 LJVG~Yeo  
    0.81 GjB]KA^  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo +\"-P72vjk  
    3.9  d^(1TNS  
    0.81 0[<~?`:)  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED )+H[kiN  
    3.9 Tg3!Rq55  
    0.80 =_]2&(?  
    Contax 80~200/4 !Oi~:Pp  
    3.8  M/z}p  
    0.79 MuBx#M/  
    Tokina AF 80~200/2.8 _p?s9&  
    3.4 ^2 ]LV6I  
    0.76 8^B;1`#  
    Leica 70~210/4 ",>H(wJ8  
    3.3 ~m*,mz  
    0.75 -|Kzo_" v5  
    Pentax FA 80~200/2.8 S-#q~X!yJ  
    3.2 YwcPX`eg  
    0.74 D7"p}PD>~  
    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。 /=?ETth @  
    Npn=cLC&  
    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: ,%YBG1E[y  
    镜头品牌规格 wY"o`o Z  
    得分 V,EF'-F  
    MTF侧重平均值 D5?phyC[Z  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ~Ki`Ze"x  
    3.3 _GqS&JHSf  
    0.75 eo^/c +FG  
    Pentax FA 28~70/4 AL TCvSc\Q[:1  
    3.3 /XS&d%y  
    0.75 &Np9kIMCB  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U #=}$OFg  
    3.2 woq)\;CK  
    0.74 YwH./)r=  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U c<+;4z  
    3.1 8&V_$+U  
    0.73 H(Ms^8Vs~:  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 t5 a7DD  
    3.1 djT5 X  
    0.73 VhEMk\  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Mp\<cE  
    3.0 T@^]i&  
    0.72 P%X-@0)  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp p$;I'  
    3.0 #~qAHJ<  
    0.72 #ZiT-  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 7 gB{In0  
    2.9 VSOz.g>  
    0.72 ZkB3[$4C=5  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 w?csV8ot  
    2.9 !.fw,!}hOD  
    0.71 NHX>2-b  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ;K:8#XuV  
    2.8 > 8]j  
    0.71 V:bV ?lt  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D o07IcIo  
    2.8 }fhHXGK.  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 2Ohp]G  
    2.7 |)_-Bi;MW`  
    0.70 ``?6=mO  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 >qT'z$  
    2.7 4}KU>9YRA  
    0.70 TF+ l5fv  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 "r.2]R3  
    2.6 ^&c$[~W  
    0.69 iz}sM>^  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 MmU%%2QG  
    2.3 8 |h9sn;P  
    0.66 `{FwTZ=6{  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 KO]N%]:&~  
    2.0 ecH/Wz1  
    0.64 ; 7G_f  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 L*]E`Xxd9  
    1.8 s ?l%L!  
    0.62 1(`M~vFDK  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: :Eh'(   
    镜头品牌规格  ?)tK!'  
    得分 e-D4'lu  
    MTF侧重平均值 rcbP$t vz  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO nJ3vi}`  
    3.2 #GqTqHNE<  
    0.74 DOm-)zl{|x  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U c 8'Cq7  
    3.1 &+nRIv S_`  
    0.74 /3^P_\,>f  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Nh)[r x  
    3.0 w;`m- 9<Y  
    0.73 O25m k X  
    Sigma  70~210/4-5.6 ! gp}U#Yv  
    2.9 F>Y9o- o2  
    0.72 J^H =i)A  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 kC^.4n om  
    2.9 QXk"?yT`E  
    0.72 .`LgYW  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 C*wdtEGq  
    2.9 U|fTb0fB  
    0.72 Ge}$rLu]0  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D .1ddv4Hk  
    2.8 h-'wV${b  
    0.71 ,8 SWe  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 q6[}ydV  
    2.7 dm^H5D/A  
    0.69 ,hE/II`-d'  
    Yashica AF 70~210/4.5 m<fA|9 F#  
    2.7 <NQyP{p  
    0.69 }V^e7d  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 J@bW^>g*6u  
    2.6 /(%Ig,<"JC  
    0.69 /e5\9  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ],?pe  
    2.6 ^HFo3V }h  
    0.69 o8D{dS>,PL  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U A +!sD5d  
    2.4 ^]rxhpS  
    0.67 !`C?nY  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 h;n\*[fDc  
    2.4 +L6" vkz  
    0.67 a @SUi~+3  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ?Leyz  
    镜头品牌规格 rsSue_Q  
    得分 RSH/l;ii  
    MTF侧重平均值 !1-&Y'+  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 [#X|+M&u6  
    3.7 v!!;js^  
    0.78 T 'i~_R6  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ;tN4HiN  
    3.6 .v7`$(T  
    0.78 8m7eaZ  
    Canon EF 20~35/2.8 L X<K9L7/*  
    3.5  ("F)  
    0.77 & >b+loF  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 =L16hDk o  
    3.5 foyB{6q8  
    0.77 A5+5J_)*  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U DrFur(=T  
    3.4 FAd``9kRT  
    0.76 Gy^FrF   
    Pentax FA 20~35/4 AL afy/K'~  
    3.4 E.#6;HHzN  
    0.76 ^teaJy%  
    Minolta AF 17~35/2.8 G G:hU{S7  
    3.3 *zSxG[s  
    0.75 ??+:vai2  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 5l&jPk!=  
    3.3 [edH%S}\  
    0.75 /.2u.G  
    Canon 20~35/3.5 L AI R{s7N  
    3.3 Ut':$l=  
    0.75 Q(blW  
    Canon EF 17~35/2.8 L (7 ijt  
    3.2 Xvq^1Y?  
    0.74 l<n5gfJ  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX \AHY[WKx  
    3.1 . o"<N  
    0.73 ?to1rFrU  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 !(yT7#?hP  
    2.9 i9y3PP)  
    0.72 86#-q7aX  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 }"0{zrz  
    2.8 fK);!Hh  
    0.71 v#Sj|47  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 -3\7vpcdN  
    2.7 k~R{Y~W!!  
    0.70 (>mi!:  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro }!=gP.Zu^  
    2.5 hXPocP  
    0.68 iT[o KD0)  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 99a \MH`^  
    2.4 ,y{0bq9*2  
    0.67 ]2LXUYB  
    7Zo&+  
    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。 k*OvcYL1A  
    TZj[O1E  
    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。 [u7 vY@  
    OWZS3Y+  
    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。。。 ,m #@%fa  
    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