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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 ]9xuLJ)  
    B8+J0jdg6%  
      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 8I`%bu  
    Cu5fp.OS7  
      MTF = Vo / Vi a[<'%S#3x  
    ^4Nk13  
      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。 ^CIO,I  
    e:SBX/\j  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? KeU|E<|!  
    SZO$#  
      (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。 L5%t.7B  
    p0 @ ,-  
      (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)。 l+6y$2QR  
    o:H^ L,<Tl  
      看看photodo的例子: r(ej=aR  
    08J[9a0[  
    (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 `Yk~2t"V  
    nz72w_  
      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。 #;9I3,@/Y  
    uSZCJ#'G  
      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。 p2]@yE7w  
     U 6((  
    MTF(续) VR86ok  
    M2K{{pGJ[&  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义  yN9k-IPI  
    ;x 9_  
    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。 0GUm~zi1  
    r)ni;aP  
    浅谈MTF值的含义 _zAHN0d  
    MAhJ>qe8 p  
    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。 F`/-Q>Q  
    $XBn:0U  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 grvm2`u  
    sVk+E'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。 P}So>P~2  
    -^ )0c  
    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。 G?:{9. (  
    pkW }\r  
    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?+\"lI  
    Bw;gl^:UG  
    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。 "gm[q."n<  
    _|f1q  
    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: lSMv9 :N  
    镜头品牌规格 M^q< qS>d  
    得分 !+sC'/  
    MTF侧重平均值 G`n|fuv  
    Contax 28~85/3.3-4 #[|~m;K(w  
    4.0 )7$1Da|.  
    0.81 -s?f<f{  
    Canon EF 28~70/2.8 L 7_OC&hhL  
    3.9 f`r o {p  
    0.81 ``;.Oy6jS  
    Nikon AF 35~70/2.8 r[doN{%  
    3.8 4LG[i}u.N  
    0.79 |l4tR  
    Minolta AF 28~70/2.8 ~q5aMy d<  
    3.7 1D *oXE9Ig  
    0.78 hv)>HU&  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp &cZQ,o  
    3.5 C%2BDj  
    0.77 kJQH{n+)R  
    Leica 28~70/3.5-4.5 r] h>Bb  
    3.2 g=Gd|  
    0.75 a ~s:f5S>  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro e"Y ( 7<  
    3.1 o#"U8N%r  
    0.73 #7 )&`  
    Sigma AF 28~70/2.8 myq@X(K  
    3.0 #'DrgZ)W  
    0.73 / .wO<l=  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 sj9j 47y  
    l*r8.qp  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: _Y{8FN(4  
    镜头品牌规格 /"(`oe<  
    得分  Mi>!  
    MTF侧重平均值 ae%Bl[  
    Leica 80~200/4 FUt{-H!<  
    4.2 y?6J%~\WP  
    0.83 [Rj_p&'  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Z\YCjs%  
    4.1 =3h?!$#?  
    0.82 1K* `i(  
    Canon EF 70~200/2.8 L Kw%to9 eh)  
    4.1 *F<Ar\f5  
    0.82 #EG W76 f  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ABx< Ep6  
    3.9 `EXo=Dqc  
    0.81 OLH[F  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo T!f+H?6  
    3.9 _p^?_  
    0.81 #QUQC2P(~  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED u=6LPwiI  
    3.9 Cs!z3QU  
    0.80 pZ`^0#Fo  
    Contax 80~200/4 vpg*J/1[  
    3.8 >='y+ 68  
    0.79 QZh#&Qf;  
    Tokina AF 80~200/2.8 &GfDo4$  
    3.4 ^P!(* k#T  
    0.76 La2f]+sV  
    Leica 70~210/4 +#RgHo?f  
    3.3 e,?qwZK:y  
    0.75 h tuYctu`  
    Pentax FA 80~200/2.8 7Dt* ++:  
    3.2 op2<~v0?  
    0.74 ^g'P H{68  
    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。 YigDrW  
    QmKEl|/{u  
    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: e0"80"D  
    镜头品牌规格 ykS-5E`  
    得分 (y^svXU}a  
    MTF侧重平均值 1 u~Xk?  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ip+?k<]z  
    3.3 kgb:<{pJ  
    0.75 qNuBK6E#4  
    Pentax FA 28~70/4 AL uFUVcWt  
    3.3 <WiyM[ ep  
    0.75 >2s31 {  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U : GdLr  
    3.2 Ja7yq{j  
    0.74 Q{o]^tN  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U HhZ>/5'(  
    3.1 FyhLMW3  
    0.73 jtv<{7a  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 PL|ea~/  
    3.1 B9: i.rQ  
    0.73 0{'m":D9  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 4T>d%Tt+)  
    3.0 Wx`$hvdq  
    0.72 )i^ S:2  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp [9C{\t  
    3.0 YXLZ2-%ohZ  
    0.72 ;S?ei>Q  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 e9;5.m  
    2.9 zq'KX/o  
    0.72 vn x+1T  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 M nnVk=  
    2.9 c6Z"6-}$  
    0.71 l+#uQo6cqQ  
    Contax 28~70/3.5-4.5 bO'?7=SC  
    2.8 "rnVPHnQR  
    0.71 veAdk9  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D =/ +f3  
    2.8 -KL5sK  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro _Wtwh0[r*  
    2.7 yIu_DFq%  
    0.70 em9nuXG  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 7S{yKS  
    2.7 6Qn};tbnD  
    0.70 9>6?tb"f*H  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 uC|bC#;  
    2.6 f+%s.[;A  
    0.69 #2dH2k\F  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 f~?kx41dq  
    2.3 xz-?sD/xe  
    0.66 fD*jzj7o ,  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 wz{&0-md*'  
    2.0 {#,?K  
    0.64 J%IKdxa  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 KjK-#F,@  
    1.8 $#-O^0D  
    0.62 y[';@t7CC  
    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: /pWKV>tjj  
    镜头品牌规格 7 &iav2q  
    得分 CsJ&,(s(  
    MTF侧重平均值 M%bD7naBq  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO pwVaSnre`  
    3.2 7;a  
    0.74 Z=be ki]  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U G4^6o[x  
    3.1 r8>Qs RnU%  
    0.74 fwi -   
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 y=2nV  
    3.0 m>f8RBp]'  
    0.73 t]hfq~Ft  
    Sigma  70~210/4-5.6 +t8#rT ^B  
    2.9 FK @Gd)(  
    0.72 0.&-1pw  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 dN@C)5pm5`  
    2.9 tu^C<MV  
    0.72 Ry40:;MYN  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 lv#L+}T  
    2.9 ;( (|0Xa  
    0.72 :Q}Zb,32  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Jo\karpb  
    2.8 F{E`MK~f_  
    0.71 C8O<fwNM  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 RBpv40n0  
    2.7 IM_SZs  
    0.69 sZ0)f!aH:_  
    Yashica AF 70~210/4.5 9?uU%9r5P  
    2.7 $ncP#6  
    0.69 rQ(u@u;  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 q}C;~nMD  
    2.6 d wku6lCk  
    0.69 @+sYwlA~  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 M4e8PRlI  
    2.6 C3KAQ U  
    0.69 7w}]9wCN?  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U P"|-)d  
    2.4 H-3*},9  
    0.67 sC_doh_M  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 CUx-k|\  
    2.4 }Vfc;2  
    0.67 S& F;~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): KB$Y8[  
    镜头品牌规格 C_&ZQlgQ  
    得分 \"9ysePI  
    MTF侧重平均值 4$+/7I \  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 _ Gkb[H&RZ  
    3.7 SP4(yJy&  
    0.78 WH<\f |xR  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF F1/BtGvQE  
    3.6 y24/lc  
    0.78 >+@EU)  
    Canon EF 20~35/2.8 L l - ~PX  
    3.5 /d> Jkv  
    0.77 +A1xqOB  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 PJAM_K;  
    3.5 [j?<&^SW  
    0.77 =00 sB  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U lr=quWDY  
    3.4 ITZ}$=   
    0.76 EME}G42KN  
    Pentax FA 20~35/4 AL 4{%-r[C9k  
    3.4 %Lom#:L'  
    0.76 B %  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Z& bIjp  
    3.3 :` S\p[5  
    0.75 Hi&bNM>?O  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 [6%y RQ_  
    3.3 e09QaY  
    0.75 q)N^  
    Canon 20~35/3.5 L +< )H2  
    3.3 [@0Hmd7  
    0.75 !*}E  
    Canon EF 17~35/2.8 L c@$W]o"A  
    3.2 *s?C\)x  
    0.74 FLQ^J3A,I  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX W,.Exh  
    3.1 uCj)7>}v{M  
    0.73 |9mGX9q  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 <q=]n%nX  
    2.9 uExYgI`<%&  
    0.72 5yf`3vV|3@  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 rGzGbI=  
    2.8 ht*;,[ea  
    0.71 /p)y!5e  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 $HAwd6NI  
    2.7 NYPjN9L  
    0.70 "Jg* /F  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro >viLvDng  
    2.5 `)M&^Z=D  
    0.68 DS7Pioa86  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF LGWQBEXw  
    2.4 Pk^V6-  
    0.67 nz Klue  
    p+Fh9N<F9  
    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。 T8Ye+eP}  
    o 'Z W  
    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。 :Y4G^i  
    GX N:=  
    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。。。 u YJL^I8M'  
    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