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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 oE)xL%*  
    _z>%h>L|g  
      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: fzUG1|$e  
    NMESGNa)z  
      MTF = Vo / Vi 7,Y+FZ  
    <4TF ]5  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 bSa]={}L(  
    G)&!f)6  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? u24XuSe$  
    =b>e4I@  
      (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。 ow;a7  
    o90[,  
      (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)。 9&{HD  
    ~|{_Go{ Q  
      看看photodo的例子: h$p}/A  
    AI-ZZ6lzR  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 %- Ga  ^[  
    =.qPjp_Qd  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 qyjVB/ko  
    zIr4!|X  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 Bnw^W _  
    e^v\K[  
    MTF(续) #wJ^:r-c`  
    S$/SFB$)~W  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 [XkWPx`  
    \_7'f  
    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。 ;A0ZcgF  
    le6eorK8  
    浅谈MTF值的含义 u]P9ip"Z  
    bVr`a*EM  
    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。 $g\p)- aU  
    \/9O5`u*V  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Gn;^]8d  
    !8tqYY?>@\  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 ~I]aUN  
    lDVgW}o@  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 a!.Y@o5Ku  
    %&eBkN!T  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 F <{k~   
    3dgPP@7d$  
    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?=J;r"Re  
    ]ClqX;'weJ  
    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: 9{%/I   
    镜头品牌规格 :wfN+g=  
    得分 8v6AfTo%  
    MTF侧重平均值 ,M :j5  
    Contax 28~85/3.3-4 ;aH3{TS  
    4.0 =FQH5iSd  
    0.81 xu@xP5GB^  
    Canon EF 28~70/2.8 L ?y,KN}s_  
    3.9 ktM7L{Nz  
    0.81 31N5dIi,  
    Nikon AF 35~70/2.8 bL|$\'S  
    3.8 .-1'#Z1T  
    0.79 Yw\lNhoPS  
    Minolta AF 28~70/2.8 @ ZN@EOM$+  
    3.7 #<es>~0!  
    0.78 3!8u  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp H%{k.#O  
    3.5 | NyANsI  
    0.77 gCbS$Pw  
    Leica 28~70/3.5-4.5 mNJCV8 <  
    3.2 ]Mvpec_B  
    0.75 Su<>UsdUC  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro pz"}o#R"x  
    3.1 3teP6|K'g  
    0.73 \T?6TDZ]  
    Sigma AF 28~70/2.8 p9&gKIO_m  
    3.0 >b8-v~o{  
    0.73 ADA}_|O  
    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。 AmrVxn4  
    Yi <1z:\  
    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~`{^fo1  
    镜头品牌规格 "oh ;?gQ.  
    得分 s\ Ln  
    MTF侧重平均值 &,* ILz  
    Leica 80~200/4 2_TFc2d  
    4.2 Nl^u A  
    0.83 xRZ/[1f!  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D rx@2Dmt6  
    4.1 7@&kPh}PG  
    0.82 &d]@$4u$;  
    Canon EF 70~200/2.8 L z}Um$'. =  
    4.1 $y%IM`/w  
    0.82 DXZZZ[#  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX [EK@f,iM  
    3.9 FJB B@<>:  
    0.81 vVSf'w   
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo r(rT.D&  
    3.9 D58RHgY[  
    0.81 Y/ %XkDC~  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED \5j#ad  
    3.9 N|/gwcKe  
    0.80 _/YM@%d  
    Contax 80~200/4 c GyBml1  
    3.8 AuY*x;~  
    0.79 H#G3CD2&  
    Tokina AF 80~200/2.8 /x\~ 5cC  
    3.4 MjK<n[.  
    0.76 QY*F(S,\  
    Leica 70~210/4 G[n;%c~`+  
    3.3 1v*N]}`HU  
    0.75 i?,\>LTG  
    Pentax FA 80~200/2.8 Bq,MTzxD  
    3.2 WP'.o  
    0.74  j}w  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 +}eK8>2  
    =h.` ey  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: *nEG<Y)  
    镜头品牌规格 <v?2p{U%  
    得分 <4CqG4}Y  
    MTF侧重平均值 8!MVDp[|"  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ;D@F  
    3.3 bD?gwhAKA  
    0.75 (0Jr<16si$  
    Pentax FA 28~70/4 AL X_)x Fg'k  
    3.3 R7c42L\QA  
    0.75 :_Iz( 2hV  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U qHPinxewx  
    3.2 "G Jhx/zt  
    0.74 Z_>:p^id  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ]C{N4Ni^Z  
    3.1 Tq?f5swsI  
    0.73 'C@yJf  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5  O`Htdnu  
    3.1 V0n8fez b  
    0.73 |W*2L] &  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ),$^h7[n  
    3.0 t| B<F t^  
    0.72 UJjtDV3@_g  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp olm'_ {{  
    3.0 vzF6e eaD  
    0.72 bAUYJPRpy  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 %&J`mq  
    2.9 4b}'W}  
    0.72 #A:^XAU1Z@  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 \w-3Spk*  
    2.9 h;mOfF  
    0.71 dP"cm0  
    Contax 28~70/3.5-4.5 \"$q=%vD  
    2.8 Z1p%6f`  
    0.71 L!fIAd`  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D nYO$ |/e  
    2.8 Fxn=+Xgg  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro I<" UQ\)  
    2.7 ^ '_Fd  
    0.70 h]4qJ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 %D7'7E8.  
    2.7 ob/HO (h3  
    0.70 ;KG}Yr72  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 }a%Wu 7D  
    2.6 ClufP6'  
    0.69 [=:4^S|M  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 COd~H  
    2.3 '=d y =  
    0.66 `.wgRUhFH;  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Y 2^y73&k  
    2.0 -$kbj*b##  
    0.64 0|{":i_s  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 (1'sBm7F  
    1.8  h}}7_I9  
    0.62 ANR611-a  
    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: @?</8;%3W  
    镜头品牌规格 z; >O5a>z  
    得分 #XNURj  
    MTF侧重平均值 NkQain9  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO uL^X$8K;(  
    3.2 lxBcO/  
    0.74 Z7Nhb{  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U S-brV\v7  
    3.1 2(GLc*B>  
    0.74 lg@q} ]1  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 W7 +Q&4Y  
    3.0 u@zT~\ h*  
    0.73 MN>U jFA  
    Sigma  70~210/4-5.6 j92+kq>Xd  
    2.9 vVo# nzeZ5  
    0.72 YLV$#a3  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 /#}%c'  
    2.9 t'C9;  
    0.72 .o8pC  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 M F$NcU  
    2.9 z7a @'+'  
    0.72 ^!O2Fw  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D jQ(%LYX$  
    2.8 [U7r>&  
    0.71 vY,]f^F"  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 H$&P=\8n  
    2.7 ],wzZhA  
    0.69 |8\et  
    Yashica AF 70~210/4.5 ?!bWUVC)_  
    2.7 ;kVo? W]  
    0.69 [U{RDX  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 1 EHNg<J(  
    2.6 <"S/M]9  
    0.69 <a2Kc '  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 a0  w  
    2.6 KpO%)M!/Z#  
    0.69 EtcXzq>w  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U XP65  
    2.4 U9RpHh`  
    0.67 GU)NZ[e  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 q,j` _ R4  
    2.4 ralU9MN.  
    0.67 '9 <APUyu  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): bvo }b-]E  
    镜头品牌规格 zrur-i$N+  
    得分 iLFhm4.PO  
    MTF侧重平均值 r}t%DH  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 hhOrO<(  
    3.7 4$v08z Z  
    0.78 6r)qM)97  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF  u8[jD^  
    3.6 f/=H#'+8  
    0.78 Umk!m] q  
    Canon EF 20~35/2.8 L \Eyy^pb  
    3.5 [zl"G^z  
    0.77 R<1[hH9"o  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Lmyw[s\U  
    3.5 C6,W7M[c  
    0.77 " gi 1{  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U $ZE"o`=7  
    3.4 z^9df(  
    0.76 LtBm }0  
    Pentax FA 20~35/4 AL {7o|*M  
    3.4 dp>LhTLc  
    0.76 Jm G)=$,  
    Minolta AF 17~35/2.8 G +JL"Z4b@R}  
    3.3 n15lX,FI  
    0.75 wB0ONH[  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 1He'\/#  
    3.3 ehls:)F  
    0.75 -o0~xspF  
    Canon 20~35/3.5 L KRP)y{~o  
    3.3 LgS.%Mn  
    0.75 "@E(}z'sM  
    Canon EF 17~35/2.8 L YPsuG -is  
    3.2 dD"o~iEC  
    0.74 ,LJX  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ||k^pzj%  
    3.1 s&zg!~@5b  
    0.73 6 {tW$q  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 BM]sW:-v  
    2.9 K3^N_^H  
    0.72 > 9wEx[  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 pUaGrdGxzQ  
    2.8 ws$!-t4<(  
    0.71 vZpt}u  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ^ $t7p 1  
    2.7  $mG&4Y  
    0.70 c)fTI,.$  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro w0^T-O`<  
    2.5 I- X|-  
    0.68 !B{N:?r  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF NbnuQPb'  
    2.4 )fz<n$3|$#  
    0.67 p<3^= 8Y$  
    X6]eQ PN2  
    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_JY   
    <ib# PLRM  
    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。 q@x{6zj  
    cC6W1K!  
    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。。。 _d&zHlc_  
    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