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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。 j HT2|VGb*  
    {1^9*  
      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: ]KMOLe6(  
    g;U f?  
      MTF = Vo / Vi Lh~Ym<CeN  
    z5CZ!"&v  
      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。 ;C8'7  
    )-FQ_K%  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? J[:3H6%`  
    7d0E9t;W  
      (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。 U @$Kp>X  
    pU`4bT(w%  
      (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)。 28L3"c  
    Cc:m~e6r  
      看看photodo的例子: c43" o  
    ~%9ofXy  
    (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 :F:<{]oG_  
    t 7D2k2x9  
      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。 o6^^hc\  
    fL7ym,?  
      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。 irNGURLm  
    DiF=<} >x  
    MTF(续) ' vO+,-  
    %=J<WA6\  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 %Uk]e5Hu  
    9k_3=KS3N  
    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。 D/_=rAl1  
    ``o:N`  
    浅谈MTF值的含义 ~y{(&7sM  
    'z\K0  
    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。 KOWxP47b  
    )B@veso{  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 rm*Jo|eH`  
    6N >ksqo8%  
    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。 \[&~.B  
    $smzP.V  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 /U[Y w)  
    94L P )n  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 7 \aLK#  
    v7VJVLH,I7  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 UA3%I8gu_  
    uY;-x~Z  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: kStWsc$;+T  
    镜头品牌规格 H".~@,-}  
    得分 eRllF` *  
    MTF侧重平均值 ( q^umw  
    Contax 28~85/3.3-4 z;UkK  
    4.0 j'i-XIs  
    0.81 K"1xtpy  
    Canon EF 28~70/2.8 L %&9tn0B  
    3.9 HUurDgRi]  
    0.81 ni gp83:  
    Nikon AF 35~70/2.8 `zAo IQ  
    3.8 `P9vZR;  
    0.79 Nko;I?Fn  
    Minolta AF 28~70/2.8 v`B7[B4K3  
    3.7 +O:Qw[BL/Z  
    0.78 + oyW_!(  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 4RsV\Y{FN  
    3.5 w5|az6wZB!  
    0.77 & v=2u,]T  
    Leica 28~70/3.5-4.5  5I5~GH  
    3.2 Dq+rEt  
    0.75 |{HtY  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro e-f_ #!bW  
    3.1 NMY~f (x  
    0.73 7,ODh-?ez  
    Sigma AF 28~70/2.8 E]6C1C&K  
    3.0 *nDyB. (  
    0.73 uY5&93R  
    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。 yB(^t`)}N  
    I'G$:GX  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: G}mJtXT#=  
    镜头品牌规格 ;ej;<7+  
    得分 nn$,|/  
    MTF侧重平均值 ;7&RmIXKh'  
    Leica 80~200/4 v]gJ 7x  
    4.2  3+"z  
    0.83 j&) +qTV  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D \(jSkrrD  
    4.1 f;#hcRSH  
    0.82 ? e%Pvy<i  
    Canon EF 70~200/2.8 L g+p?J.+  
    4.1 R`Hyg4?  
    0.82 Fsv%=E{  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX UceZW tYa  
    3.9 S/ ]2Qt#T  
    0.81 9f;\fe  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo f&B&!&gZ  
    3.9 (4n8[  
    0.81 =dUeQ?>t=  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED LnvC{#TFO  
    3.9 Lllyx20U  
    0.80 $Ne$s  
    Contax 80~200/4 'x lK_Z  
    3.8 1Ah  
    0.79 >F6'^9|  
    Tokina AF 80~200/2.8 FSd842O  
    3.4 V[Fzh\2n  
    0.76 W"YFx*W  
    Leica 70~210/4 Z ) qc-~S  
    3.3 z#GZvB/z)  
    0.75 U aj8}7v  
    Pentax FA 80~200/2.8 u!?.vx<qy  
    3.2 n  !]_o  
    0.74 BdB/`X*  
    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。 $S|bD$e  
    Uaog_@2n,  
    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: 5`*S'W}\>  
    镜头品牌规格 ([iMOE[D3  
    得分 mu04TPj  
    MTF侧重平均值 q5YgKz?IC  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U g:`V:kbY$  
    3.3 R @b[o7/  
    0.75 >7B6iR6N  
    Pentax FA 28~70/4 AL NMM0'tY~  
    3.3 i]a0 "  
    0.75 ?@6N EfQf  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U xq- R5(k  
    3.2 fmY=SqQG-  
    0.74 nJY#d;  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ihBlP\C  
    3.1 IM|VGT0  
    0.73 EyA}  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ~[e;{45V  
    3.1 IQf:aX  
    0.73 i]a 5cn  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D M%5qx,JQY  
    3.0 &]3_ .C  
    0.72 ?<bByxa  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp TZTi:\nS  
    3.0 b=horvs/!  
    0.72 Hly2{hokq  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ='a[(C&Y  
    2.9 yt}Ve6  m  
    0.72 2Kovvh y#  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ,<0R'R  
    2.9 &eKnLGKD  
    0.71 URdCV{@42  
    Contax 28~70/3.5-4.5 C|bnUN  
    2.8 FM$XMD0=  
    0.71 Pp3<K649  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D WM$}1:O  
    2.8 Pky/fF7e  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro p;zV4uSv  
    2.7 b(+M/O>I  
    0.70 =7wI/5iN  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 <]xGd!x$  
    2.7 fT.18{'>  
    0.70 cw|3W]  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 1`J-|eH=Q  
    2.6 0Am&:kX't  
    0.69 s.`:9nj  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 T'B43Q  
    2.3 wO9|_.Z{  
    0.66 "7}bU_":s  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 f]Z%,'1^  
    2.0 :_V9Jwu  
    0.64 ui%B|b&&  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 k=!lPIx  
    1.8 KM li!.(b  
    0.62 `,a6su (?  
    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: 1=:=zyEEo  
    镜头品牌规格 -d5b,leC^  
    得分 .P(k |D&  
    MTF侧重平均值 ?!TFoD2'  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO V,:^@ 7d  
    3.2 n]:Xmi8p  
    0.74 '[(]62j  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U g<U\7Vp\1  
    3.1 3}R}|Ha J#  
    0.74 NV\t%/ ?  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 l7#5.%A  
    3.0 1oU/gm$7\q  
    0.73 xe?!UCUb@  
    Sigma  70~210/4-5.6 BV)o F2b:  
    2.9 0x BO5[w,Y  
    0.72 %PA#x36  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 !2L?8oP-z  
    2.9 X.}i9a 6  
    0.72 ^f6p w!  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 1.Kun !w  
    2.9 E,IeW {6s  
    0.72 `%S 35x9  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 3 UUOB.  
    2.8 NzS(, F  
    0.71 oP >+2.i  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 (~S=DFsP  
    2.7 #<h//<  
    0.69 x -;tV=E}  
    Yashica AF 70~210/4.5 +/O3L=QyJ  
    2.7 9u[^9tL+D  
    0.69 |ppG*ee  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 .cks ){\  
    2.6 1N\/61+aA  
    0.69 U]Y</>xGI  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 o6bT.{8\  
    2.6 EKu%I~eM  
    0.69 Y#e,NN  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ^]rPda#  
    2.4 pW&K=,7|  
    0.67 i?{)o]i  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 #hMS?F|  
    2.4 +/+>:  
    0.67 N!~O~ Eo3  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 2WO5Af%  
    镜头品牌规格 Nyx)&T&I  
    得分 6W\G i>  
    MTF侧重平均值 =D~>$ Y  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ohU}ST:9  
    3.7 s5s'[<  
    0.78 >U\1*F,Om,  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF gN@|lHbU  
    3.6 "ov270:  
    0.78 sP:nTpTsC  
    Canon EF 20~35/2.8 L gwGw  
    3.5 /SW*y@R2l  
    0.77 B\54eTn  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 =\`iC6xP}  
    3.5 9%Eo<+my h  
    0.77 ;kD UQw  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U -DuI 6K  
    3.4 -I ?8\  
    0.76 xmNs%  
    Pentax FA 20~35/4 AL 8bJj3vr  
    3.4 {8* d{0l  
    0.76 ;rRV=$y  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Z% DJ{!Hnh  
    3.3 |:w)$i& *  
    0.75 "wy2u~  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 1*GL;W~ix*  
    3.3 6gs0Vm  
    0.75 5,R4:y ?cK  
    Canon 20~35/3.5 L X5pb9zRq  
    3.3 R53^3"q~  
    0.75 =`ZRPA!aY  
    Canon EF 17~35/2.8 L ri Z :#I  
    3.2 r2*8.j51  
    0.74 $b~[>S-Q  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX W3zYE3DZf  
    3.1 i E?yvtr8  
    0.73 [ $5u:*  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 h% eGtd$n  
    2.9 ,!40\"A  
    0.72 1xEFMHjy  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 p#%*z~ui  
    2.8 O dbXna  
    0.71 |}?H$d  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 %M3L<2  
    2.7 &,P; 7R  
    0.70 .07"I7  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro = GyABK  
    2.5 G@KDRv  
    0.68 G^sx/H76J  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF C*}PL  
    2.4 Uc,MZV4  
    0.67 k;B[wEW@  
    ;W T<]  
    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。 qSGM6kb  
    Pr:\zI  
    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。 KL6B!B{;  
    &:&~[4>%a  
    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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    离线1508351475
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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。。。 7A\`  
    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