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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 Mz:t[rfs  
    5^GFN*poig  
      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: oEuo@\U05v  
    /`YbHYNF[  
      MTF = Vo / Vi R`F8J}X_  
    4}>1I}!k  
      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。 Da WzQe=  
    ja|XFs~  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ?ybX &V  
    J`@#yHL  
      (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。 VN[i;4o:|  
    f8X/kz  
      (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)。 M~ ^ {S[o  
    Z d]2>h  
      看看photodo的例子: |0A:0'uA!  
    Uk0]A  
    (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 sxBRg=  
    xgQ]#{ tG  
      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。 SjRR8p<   
    DZ9qIc}Y  
      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。 TPeBb8v 8D  
    :1JICxAU  
    MTF(续) $xsmF?Dsx5  
    X/!37  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 .1 =8c\%  
    :.,3Zw{l  
    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。 S.kFs{;1x  
    av*M #  
    浅谈MTF值的含义 [va7+=[1=  
    9&t!U+  
    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。 .Iret :  
    ;*8nd-\  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 l .wf= /  
    {=Ku9\  
    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。 ^M Zdht   
    >&kb|)  
    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。 w'b|*_Q4Q  
    2r]!$ hto  
    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。 VN1a\  
    .+"SDt oX  
    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。 ecI[lB  
    ]&D;'),   
    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: @Fl&@ $  
    镜头品牌规格 5E#koy7 $s  
    得分 pdrF/U+  
    MTF侧重平均值 UkY `&&ic  
    Contax 28~85/3.3-4 jSj (ZU6  
    4.0 I@f">&^  
    0.81 u/h!i@_w[  
    Canon EF 28~70/2.8 L $*Q_3]AY]  
    3.9 e!5nz_J1}  
    0.81 #^bkM)pc  
    Nikon AF 35~70/2.8 V %cU @  
    3.8 Bi +a)_K  
    0.79 sDH|k@K  
    Minolta AF 28~70/2.8 Z`l97$\  
    3.7 _S(]/d(c  
    0.78 h|!F'F{  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp R":nG7o  
    3.5 wghz[qe  
    0.77 Ass8c]H@  
    Leica 28~70/3.5-4.5 (zFUC]  
    3.2 N>fC"  
    0.75 QPH2TXw  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro tzxp0&:Z].  
    3.1 RPvOup  
    0.73 *yv@-lP5s  
    Sigma AF 28~70/2.8 $rySz7NI  
    3.0 vYD>m~Qc^  
    0.73 s68EzFS  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 o%Lk6QA$  
    AUnRr+o  
    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: *XmOWV2Y_  
    镜头品牌规格 =#i#IF42?  
    得分 GRC=G&G  
    MTF侧重平均值 EX[X|"r   
    Leica 80~200/4 AcN~Q/xU  
    4.2 Musz+<]  
    0.83 yiUJ!m  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D yD`{9'L -  
    4.1 #N|)hBz9-  
    0.82 6qK0G$>  
    Canon EF 70~200/2.8 L U4_ <  
    4.1 !}()mrIlP  
    0.82 qVFz-!6b  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX _c|>m4+X  
    3.9 XbJ=lH  
    0.81 q4$R?q:^  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo  ]D7z&h  
    3.9 i&^?p|eKa  
    0.81 R0fZ9_d7}  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED i4.s_@2Y  
    3.9 lX`)Avqa  
    0.80 >R?EJ;h  
    Contax 80~200/4 }[PbA4l.g  
    3.8 ^sq3@*hCw  
    0.79 d8g3hyI5\  
    Tokina AF 80~200/2.8 #kX=$Bzk  
    3.4 o(~>a  
    0.76 }0uSm%,"  
    Leica 70~210/4 5cP]  
    3.3 [^W4%S  
    0.75 ?x@BZe  
    Pentax FA 80~200/2.8 :Qu!0tY  
    3.2 U<eVLfSij  
    0.74 :*1Gs,  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 C%v@ u$N  
    )^)VyI`O  
    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: %|Vo Zx ^  
    镜头品牌规格 0i$jtCCL(  
    得分 /'G'GQrr  
    MTF侧重平均值 3l>P>[<o  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U +U^dllL7  
    3.3 L5cNCWpo  
    0.75 &I?1(t~hT  
    Pentax FA 28~70/4 AL )xP]rOT  
    3.3 Yh:*.@  
    0.75 B l'  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U g i:;{  
    3.2 ekP=/;T#S  
    0.74 "[H9)aAj7  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ~m uVQ  
    3.1 -MHu BgYJ-  
    0.73 RgQ\Cs24Q  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 kOR%<#:J  
    3.1 *ARro Ndr  
    0.73 d"5:/Mo  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D d[rxmEXht  
    3.0 xzMa[D4(  
    0.72 "=| yM~V  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp WLNkO^zb  
    3.0 Ec0Ee0%A]  
    0.72 -.g5|B  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 1WcT>_$  
    2.9 Dw[w%uz  
    0.72 >g93Bj*  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 BD=;4SLT  
    2.9 |fTQ\q]W  
    0.71 &.<{c `-  
    Contax 28~70/3.5-4.5 AGCqJ8`|T  
    2.8 G~4^`[elB  
    0.71 :n'QN Gj  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Cj5M  
    2.8 15U=2j*.b  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro j@kBCzX  
    2.7 RLulz|jC  
    0.70 FNmIXpAn*@  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 )_.@M '?  
    2.7 EN J]  
    0.70 a%(1#2^`q!  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 )zUV6U7v  
    2.6 p$[*GXR4  
    0.69 LUo3y'  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 hUA3(!0)  
    2.3 Di-"y,[  
    0.66 z0g]nYN%  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 "t"dz'  
    2.0 }(M<sEK~  
    0.64 j*QY_Ny*  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 `2S{.s  
    1.8 4sZ^:h,1  
    0.62 *GRhZ~U  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: RNX}Wlo-s  
    镜头品牌规格 m> NRIEA6  
    得分 ~~5kAY-  
    MTF侧重平均值 ,~G _3Oz  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO \=yg@K?"AJ  
    3.2 &,$A7:  
    0.74 i7fpl  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ?m?e2{]u,  
    3.1 SC|cCK hqi  
    0.74 k,?Y`s  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Qr0JJoHT  
    3.0 t'9E~_!C  
    0.73 <o?qpW$,>  
    Sigma  70~210/4-5.6 8<.KWr  
    2.9 )2^OBfl7  
    0.72 k9R1E/;  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 `/+7@~[RU  
    2.9 UBC[5E$  
    0.72 h Qu9ux  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 2EK\QWo  
    2.9 B0 R[f  
    0.72 &G<ZK9Ot}0  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Z6h.gaQ7 H  
    2.8 &S|laq H  
    0.71 0|GxOzNd  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 lsio\ $  
    2.7 9m6w.:S  
    0.69 4El{2cfA  
    Yashica AF 70~210/4.5 *"e[au^8*b  
    2.7 Y$Uvt_  
    0.69 =e._b 7P  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 h/_z QR-  
    2.6 ~^5uOeTZ~  
    0.69 i:[B#|%  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 W%h<@@c4,  
    2.6 `DA=';>Y  
    0.69 d!wd,Xj}  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U w[|!$J?  
    2.4 #K)HuT  
    0.67 CWDo_g $  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 {UPIdQ'g  
    2.4 ,bH  
    0.67 sPZa|AKHb  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): OdR  
    镜头品牌规格 =3J~ Fk  
    得分 A6UtpyS*'  
    MTF侧重平均值 <XLATS8Y  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 b?y1cxTT  
    3.7 ]\3dJ^q|%  
    0.78 1MV^~I8Dd  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Viw{<VH=  
    3.6 d+^4 ;Hv4  
    0.78 Jp,ohVRNq  
    Canon EF 20~35/2.8 L z+\>e~U6J}  
    3.5 49kY]z|"w  
    0.77 j?8E >tM  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 (sl]%RjGa  
    3.5 ?3z x?>sG  
    0.77 1zp,Suv  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U `/|=eQ")o@  
    3.4 =o HJ_  
    0.76 h|-r t15  
    Pentax FA 20~35/4 AL (PB|.`_<H  
    3.4 (h%wO  
    0.76 j<gnh  
    Minolta AF 17~35/2.8 G .#}SK!"B  
    3.3 )1]C%)zn  
    0.75 $ jn tT(V  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Y}WO`+Vf5  
    3.3 4^i*1&"  
    0.75 lq9c2xK  
    Canon 20~35/3.5 L /JfXK$`  
    3.3 gT+/CVj R  
    0.75 1R:h$* -z  
    Canon EF 17~35/2.8 L :?^(&3;  
    3.2 AzQ}}A;TSx  
    0.74 cCj3,s/p  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX dZYS5_wr  
    3.1 $zbg  
    0.73 odhgIl&u  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ?IWLl  
    2.9 i&KbzOY  
    0.72 XH*^#c  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 mee-Qq:}  
    2.8 n/ 8fv~zU  
    0.71 o^NQ]BdH8  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 9wwvh'T&NK  
    2.7 !eO?75/  
    0.70 ofi']J{R  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro f2Slsl;  
    2.5 0b|!S/*A3  
    0.68 cCeD3CuRA%  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF #&/*ll)  
    2.4 |On6?5((e  
    0.67 c8Opc"UE  
    |_rj 12.xo  
    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。 m|y]j4  
    .Q#Eb %%  
    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。 'nLv0.7*  
    Ue\&  
    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。。。 xF,J[Aj  
    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