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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 \~4IOu  
    ;5.S"  
      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.ox.4z#  
    c&]nAn(  
      MTF = Vo / Vi up^D9(y\  
    }iBFo\vU  
      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。 !J/fJW>m6  
    R>CIEL  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? K:_5#!*^98  
    m,1Hlp  
      (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。 s<hl>vY_'  
     ]$=\zL  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 P)9$}9i  
    wBa IN]Y,  
      看看photodo的例子: _ !r]**  
    #|ILeby  
    (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 x<lY&KQ0  
    <,\Op=$l3I  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 O dWZYWj  
    fk)5TPc^  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 y<0RgG1qp  
    6.(L8.jv  
    MTF(续) Q.zE}ZS  
    NKX62 ZC  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 @ 5tW*:s  
    B*c@w~E  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 Rg,]d u u?  
    83[gV@LW0m  
    浅谈MTF值的含义 s(u,mtG  
    piPx8jT`F  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 %k8 H'w\  
    k&M9Hn2  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Pr_$%x9D  
    UU;U,q  
    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。 OMM5p=2Q  
    a*GiLq  
    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。 ~REP@!\r^  
    .r4M]1Of  
    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。 Lo-\;%y  
    \:[J-ySJ  
    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。 K'tckJ#%  
    ^{+,j}V_H  
    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: -z6{!  
    镜头品牌规格 q8-*3K  
    得分 |vVcO  
    MTF侧重平均值 "gQA|NHwV  
    Contax 28~85/3.3-4 3l?-H|T  
    4.0 7!kbe2/]'  
    0.81 :.J]s<J(F  
    Canon EF 28~70/2.8 L 8-clL\bm  
    3.9 fHc/5uYW  
    0.81 %<?U`o@*  
    Nikon AF 35~70/2.8 {%PgR){qR  
    3.8 TLWU7aj&!  
    0.79 6f^q >YP  
    Minolta AF 28~70/2.8 23_\UTM}1  
    3.7 fk!P#  
    0.78 WPXLN'w+  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp *v6 j7<H  
    3.5 *s[bq;$  
    0.77 =T3O;i  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ?x-:JME0  
    3.2 *$/!.e  
    0.75 V 'e _gH  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro n+qa/<  
    3.1 ?loP18S b  
    0.73 R.rxpJ+kU  
    Sigma AF 28~70/2.8 @b2JR^  
    3.0 ^`< %Pk  
    0.73 =, WW#tD  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 !^m,v19Ds<  
    +w(>UBy-  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: ![}q9aeT  
    镜头品牌规格 ^}\!Sn  
    得分 p^/6Rb"e  
    MTF侧重平均值 ;VlA~tv  
    Leica 80~200/4 lemE/(`a_  
    4.2 !y 7SCz g  
    0.83 )cUFb:D*"  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ^Ox|q_E w}  
    4.1 %"{jNC?  
    0.82 5L%\rH&N  
    Canon EF 70~200/2.8 L a-(OAzQ_  
    4.1 ,R8:Y*@P  
    0.82 6 OLp x)fG  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX %g+*.8;"b  
    3.9 +,$ SZO]  
    0.81 l:?w{'i$  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo IP3%'2}-  
    3.9 c(5r  
    0.81 ~o?(O1QY  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED `:y {  
    3.9 n$z+g>~N  
    0.80 $<QOMfY>  
    Contax 80~200/4 %M KZ':m  
    3.8 lf?dTPrD  
    0.79 "PhP1;A9,  
    Tokina AF 80~200/2.8 @GrQ /F7  
    3.4 8n`O{8:fi  
    0.76 +;*dFL  
    Leica 70~210/4 WD${f#]N  
    3.3 Q q7+_,w  
    0.75 . v L4@_  
    Pentax FA 80~200/2.8 FvTc{"w /  
    3.2 t=B>t S.hO  
    0.74 E Qn4+  
    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。 $T%~t@Cv1  
    *W&}}iL  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: R3,O;9i  
    镜头品牌规格 .W/#$s|X\  
    得分 [(65^Zl`  
    MTF侧重平均值 c"H59 jE  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 7%g8&d  
    3.3 xLp<G(;  
    0.75 7>sNjOt@M  
    Pentax FA 28~70/4 AL Rx,Qw> #  
    3.3 E!_mXjlPc  
    0.75 Z'F=Xw6;b  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U P g{/tM Y  
    3.2 qY^@^)b[  
    0.74 C 7e  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U <!m'xOD  
    3.1 :1/K$A)^{  
    0.73 !Ic{lB   
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 k.MAX8  
    3.1 S( nZ]QEG  
    0.73 M`jqU g  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D _/(7:  
    3.0 _${//`ia=  
    0.72 m.|__L  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp @s[Vtw%f  
    3.0 G{C27k>wa  
    0.72 czH`a=mjH  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 Y  c]  
    2.9 .>A`FqV$~+  
    0.72 WBIJ9e2~  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 : U:>X6f  
    2.9 <.6bni )  
    0.71 HXY,e$c#y  
    Contax 28~70/3.5-4.5 V < ;vy&&  
    2.8 p(J,fus  
    0.71 Uw:gJ 9  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D !rwe|"8m?u  
    2.8 aOWfu^&H:  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro djGzJLH  
    2.7 n@ rphJb  
    0.70 Ivdg1X  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 s2'] "wM  
    2.7 h_{//W[  
    0.70 T+9#&  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 cI g|sn  
    2.6 ?~g X7{>  
    0.69 :fW\!o 8Z2  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 `_*NFv1_  
    2.3 qwz_.=5E6  
    0.66 vI)-Zz[3  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Ev'Bm Dk  
    2.0 #^Io9dA h  
    0.64 )X dpzWod  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ejID5NqG  
    1.8 @m bR I0  
    0.62 9~FB^3Nz_  
    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: >^!qx b-  
    镜头品牌规格 Xgs 31#K  
    得分 `z?6.+C  
    MTF侧重平均值 {Al}a`da  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO -55Pvg0ND  
    3.2 hj8S#  
    0.74 pjI< cQ&  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U l_`DQ8L`  
    3.1 5m e|dvk  
    0.74 :vqfWK6mv  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 fNkN  
    3.0 `QIYnokL  
    0.73 @fML.AT  
    Sigma  70~210/4-5.6 %I&[:  
    2.9 :gvw5h%  
    0.72 y_mD9bgW  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 [`u3SN/P  
    2.9 qxR7;/@j)  
    0.72 p%_m!   
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 g'F{;Ur  
    2.9 >>'t7 U##  
    0.72 +}u{{  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ?3vOc/2@  
    2.8 .%iJin"  
    0.71 rps2sXGr  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 0d%p<c  
    2.7 T==(Pw7R7  
    0.69 ~|7jz;$V  
    Yashica AF 70~210/4.5 h.`U)6*?&N  
    2.7 %kcyE<c  
    0.69 m ^O9G?  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 f8m%T%]f  
    2.6 r-ldqj  
    0.69 kCq]#e~wq  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 \8I>^4t'/  
    2.6 _B5t)7I  
    0.69 e>:bV7h j~  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U \U1fUrw$*  
    2.4 :4ndU:.L  
    0.67 G O=&  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 6"d^4L?  
    2.4 ?&H1C4   
    0.67 {APsi7HYBr  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 6__#n`  
    镜头品牌规格 jf_0IE  
    得分 nmLn]U=  
    MTF侧重平均值 o9l =Q  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 jmcb-=ts  
    3.7 :[#~,TW  
    0.78 e@-"B9~   
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF *acN/Ca1  
    3.6 $7#N@7  
    0.78 Mbt}G|;8H7  
    Canon EF 20~35/2.8 L NbD"O8dL~E  
    3.5 A1zqm_X5)P  
    0.77 j:yQP# U  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Dn 6k,nVh  
    3.5 ]m#.MZe  
    0.77 k{fCU%  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U n.[0#Ur&}  
    3.4 m]bv2S+5y  
    0.76 G%a8'3d,  
    Pentax FA 20~35/4 AL :y?xS  
    3.4 v}=3  
    0.76 Wp0e?bK_  
    Minolta AF 17~35/2.8 G x4PH-f-7  
    3.3 uc% &g  
    0.75 `Z3Qx~f x  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 YH VJg?H3  
    3.3 6AZJ,Q\E@  
    0.75 v;E7UL .w  
    Canon 20~35/3.5 L d(>7BV  
    3.3 .b4_O CGg  
    0.75 `ym@ U(;N  
    Canon EF 17~35/2.8 L Xwg|fr+p  
    3.2 \iQD\=o  
    0.74 OHqc,@a;+  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 'L*nC T;  
    3.1 vrtK~5K  
    0.73 ;;zKHS  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 BReNhk)S  
    2.9 `"0#lZ`n  
    0.72 E^.y$d~dS  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 *t;'I -1w^  
    2.8 IT,TSs/Y  
    0.71 |~mi6 lJ6  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 `<Z5/;a5W  
    2.7  w' E  
    0.70 or_x0Q  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro {Gnji] v  
    2.5 |kvom 4T  
    0.68 [)}F4Jsz%  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF u,:GJU  
    2.4 ~q]+\qty4  
    0.67 7qB}Hvh  
    _y}]j;e8>{  
    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。 %]JSDb=C  
    Le9^,B@Pb  
    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。 N[ %^0T$  
    l`L}*Q- 5  
    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。。。 >1luLp/,$  
    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