MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 ;^xM"
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,6;n[p"h|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: M=Ze)X\E*'
zX_F+"]THt
MTF = Vo / Vi 1,+<|c)T?
^^"zjl*^
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。 6
H P66B
(NLw#)?
实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? \nEMj,)
x!_5/
(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。 E,6|-V;?
kFp^?+WI%H
(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)。 >SDQ@63E?
w/*G!o-<
看看photodo的例子: @\?ubF
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(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 $^iio@SW{
a
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看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 e&z@yy$
\.mVLLtG
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。 Pb'(Y
BwWSztJ+B
MTF(续) w&L~+Z<
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浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 4}m9,
3LET zsJ
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。 >; MJm
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浅谈MTF值的含义 i"a3POV>
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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。 -fPiHKJ
@6'~RD.
利用MTF值对镜头统计分析及排列 `Jc/ o=]
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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。 &K0b3AWc
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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。 Li6|c*K'
z='%NZY
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。 U)8yd,qG[%
Mm@G{J\\
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。 m:h6J''<Z*
BFW b0;+
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: ,kJ7c;:i
镜头品牌规格 a|z-EKV
得分 PN 93.G(W
MTF侧重平均值 @KL&vm(F$
Contax 28~85/3.3-4 v%qOW)].
4.0 y-3'qq'E
0.81 jXeE]A"
Canon EF 28~70/2.8 L + kMj|()>\
3.9 )=Z;H"_
0.81 7zH2dqrj
Nikon AF 35~70/2.8 G"?7 Z&+
3.8 ,5$G0
0.79 U}jGr=tu
Minolta AF 28~70/2.8 9\.0v{&v
3.7 T]wI)
0.78 SQ,-45@W
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp (O+d6oT=Z2
3.5
$L= Dky7
0.77 _+By=B.'
Leica 28~70/3.5-4.5 ^Q`5+
3.2 fc3 nQp7
0.75 >}* W$i
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro lV^#[%
3.1 b5|*p(7[
0.73 D-/6RVq0m
Sigma AF 28~70/2.8 N]
sbI)Z@
3.0 7=Muq]j2
0.73 -E|"?
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。 }eVDe(7_
Acw`ytV
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?7''xk7
镜头品牌规格 vSnVq>-q&
得分 iXm&\.%
MTF侧重平均值 68z#9}
Leica 80~200/4 }3: mn
4.2 ltuV2.$
0.83 @
3=pFYW)
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D .rk5u4yK
4.1 r[V%DU$dj
0.82 &)k=ccm
Canon EF 70~200/2.8 L v,}C~L3
4.1 /FN:yCf
0.82 @HbRfD/!
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX <}WSYK,zUY
3.9 my A;Y
0.81 f)_<Ih\/7_
Minolta AF 80~200/2.8 Apo v>LK+|U
3.9 S} UYkns*
0.81 @;eH~3P
Nikon AF 80~200/2.8 D ED ?Vg~7Eu0
3.9 c(=>5
0.80 [UXVL}tk
Contax 80~200/4 #-YbZ
3.8 *}C%z(
0.79 :(XyiF<Ud
Tokina AF 80~200/2.8 q+9^rQ
3.4 >!1]G"U
0.76 ^rfR<Q`
Leica 70~210/4 .eIs$
3.3 y<6Sl6l*
0.75 y?UJ<QAi
Pentax FA 80~200/2.8 ynA_Z^j
3.2 :4zPYG o
0.74 &qWg$_Yh
佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 I?D=Q$s
a&G{3#l
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: `>\
~y1
镜头品牌规格
=iW hK~S
得分 ^*l
dsc
MTF侧重平均值 \9,lMK[b
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U kKF=%J?X
3.3 Kv*
1=HES
0.75 wm#(\dj
Pentax FA 28~70/4 AL #"6l+}
3.3 )*}\fmOv{
0.75 EC$F|T0f
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U &]a(5
3.2 (QIU 3EN
0.74 }BS
EK<W
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U e-`9-U%6
3.1 $DH/
0.73 Fw[1Aa#
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 eHUyV@
3.1 s@~3L
0.73 "oxUKT
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D \
&|xMw[
3.0 f
] *w1
0.72 ;s,1/ kA
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp vULDKJNHX
3.0 l1zPL3"u_^
0.72 /
P@P1l|I
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 <P1nfH
2.9 vrmMEWPV
0.72 DOtz
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ;PMPXN'z6
2.9 8ZV!ld
0.71 G?F!Z"S
Contax 28~70/3.5-4.5 #vK99S2
2.8 R{brf6,
0.71 &O+S[~
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D tPiC?=4R
2.8 o&q:b9T
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro qK;J:GT>
2.7 M GC=L .
0.70 ^Mm%`B7W
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 A\ mSS
2.7 }c8e t'HYf
0.70 y46sL~HRv
Ricoh 35~70/3.5-4.8 H '5zl^8I
2.6 _Iy)p{y
0.69 w,6gnO
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 @QJPcF"
2.3 vKoQ!7g
0.66 `Q+O#l?
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 3J4OkwqD
2.0
1^hG}#6_
0.64 O:V.;q2]U
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 qu1! KS
1.8 f~?5;f:E
0.62 $!'Vn)Z7
在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: A5fzyG
镜头品牌规格 +tkm,>s
得分 #m7evb5eg*
MTF侧重平均值 N["M "s(N
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO j5hQ;~Fa|
3.2 R90chl
0.74 JvT#Fxj k
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ]$)};8;7W
3.1 )MN 6\v
0.74 qoQ,3&<
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 _NuHz
3.0 /$qB&OWJn
0.73 h/aG."U
Sigma 70~210/4-5.6 =AK6^v&on
2.9 Z~
q="CA4
0.72 F9_X^#%L
Pentax FA 70~200/4-5.6 r,,* k E
2.9 J=t}N+:F`b
0.72 *W}nw$tnBX
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 q/7T-"q/G
2.9 4}Os>M{k
0.72 ayf;'1
Nikon AF 70~210/4-5.6 D 'Um\m
2.8 4GJx1O0Ol
0.71 <aMihT)dd
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 $KRpu<5i}
2.7 O St~P^1
0.69 $xcU*?=K
Yashica AF 70~210/4.5 0a$hK9BH
2.7 cpq0'x\
0.69 @`sZV8
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 >Co@K^'
2.6 8
=3#S'n
0.69 >va9*pdJ
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 :n}t7+(>U
2.6 ,-1taS
0.69 "X1{*
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U <~5$<L4
2.4 / vzwokH
0.67 G;msq=9|
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 pKL^<'w0
2.4 bu\D*-
0.67 #0M,g
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): rYA4(rYq
镜头品牌规格 sgeME^ v
得分 4mWT"T-8
MTF侧重平均值 nR?m,J
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 yc$8X sns
3.7 KMkX0+Ao
0.78 sv>c)L}I
Nikon AF 20~35/2.8 D IF
0c:jwtf
3.6 q1M16qv5
0.78 h,Tsb:Q"M
Canon EF 20~35/2.8 L 0>?78QL9<
3.5 Y4/ !b
0.77 /aMeKM[L`
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 1j^FNg~
3.5 N5GQ2V
0.77 dzc.s8T(0
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U CbRl/ 68HY
3.4 (AgM7H0
0.76 |(1z ?Spbe
Pentax FA 20~35/4 AL 0 Pa\:^/6
3.4 A?OaP
0.76 $zV[-d
Minolta AF 17~35/2.8 G DadlCEZv
3.3 #%tN2cFDN
0.75 0~N2MoOl^
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 (/l9@0Y.t
3.3 uYwJ[1C
0.75 4qEeN-6h
Canon 20~35/3.5 L )0Lv-Gs
3.3 VFwp .1oa!
0.75 fqU*y 6]
Canon EF 17~35/2.8 L hAp<$7
3.2 ng[ZM);
0.74 {oN7I'>
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX -^LEGKN
3.1 Y)4&PN~[
0.73 w873: =
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 =h2zIcj
2.9 !pLQRnI}6
0.72 ZMXIKN9BF#
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 h"G#} C]
2.8 3 aG?^z
0.71 'PrrP3lO_~
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ,;yiV<AD
2.7 E7qk>~Dg
0.70 cUz7F
Tokina AF 20~35/2.8 Pro .DSmy\FI5
2.5 Mrlv(1PQT
0.68 k:0HsN!F9
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Cuq=>J
2.4 vHPp$lql
0.67 @t6B\ ?4'T
^SKuX?f\
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。 =F5(k(Ds
(r?41?5K
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。 P*6B+8h"5g
Yvu!Q
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。