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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 倒序阅读 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 Q/J<$W*,  
    e|>@ >F]K  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: \ [M4[Qlq  
    KZ1m 2R}'  
      MTF = Vo / Vi o.Bbb=*rZ  
    0'Qvis[kt  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 ~eS/gF?  
    ug'^$geM  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? !HtW~8|:  
    ]zj&U#{  
      (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。 GO*D4<#u  
    :T>OJ"p  
      (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^PBcfg  
    6OJhF7\0&  
      看看photodo的例子: c/=\YeR  
    E$A=*-u  
    (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 4H@7t,>  
    Q \S Sv;3_  
      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。 b\kA  
    pV!WZ Ufg  
      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。 loHMQKy@  
    {lUaN0O:  
    MTF(续) [\%a7ji#  
    Z N&9qw*  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 iSfRo 31  
    $"}[\>e*{  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 .eorwj]yb  
    -s7!:MB%g  
    浅谈MTF值的含义 _KBa`lhE  
    Okd.  ~  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 yn20*ix{  
    I"Q U{]|J  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 DeeV;?:  
    rJB/)4 mE  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 Z.rhM[*+0C  
    5`lVC$cP  
    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。 (^_I Ny*  
    |Ho} D~  
    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。 (yeWArQ  
    L)S V?FBx  
    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。 K(?p]wh  
    \.GA" _y  
    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: "ub0}p4V  
    镜头品牌规格 gNkBHwv  
    得分 K$s{e0 79  
    MTF侧重平均值 >svx 8CT  
    Contax 28~85/3.3-4 Z^%HDB9^  
    4.0 TN08 ,:k  
    0.81 "5Z5x%3I  
    Canon EF 28~70/2.8 L 4af^SZ )l  
    3.9 v`Ja Bn  
    0.81 _Kh8 <$h  
    Nikon AF 35~70/2.8 v-"nyy-&Z  
    3.8 /YvwQ  
    0.79 -zzT:C  
    Minolta AF 28~70/2.8 9%0^fhrJ  
    3.7 V^>< =DNE  
    0.78 Q )8I(*  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp G c ,  
    3.5 9Sa6v?sRor  
    0.77 ?+%bEZ`  
    Leica 28~70/3.5-4.5 5Q8s{WQ  
    3.2 RX^Xtc"  
    0.75 axK/YE7t  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro sv#b5,>9  
    3.1 *_HF%JYMZ  
    0.73 ZXIz.GFy+  
    Sigma AF 28~70/2.8 uU-1;m#N?  
    3.0 8.7lc2aX  
    0.73 r029E-  
    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。 ZqjLZ9?q  
    &]A0=h2{P*  
    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: 'TA !JB+  
    镜头品牌规格 <7gv<N6BQf  
    得分 5dbj{r)s6i  
    MTF侧重平均值 1F+JyZK}w  
    Leica 80~200/4 9ESV[  
    4.2 5v=e(Ph +  
    0.83 `joyHKZI.  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D kP^=  
    4.1 &^Gp  
    0.82 e+<9Sh7&  
    Canon EF 70~200/2.8 L kQn}lD  
    4.1 9oG)\M.6w  
    0.82 VtGZB3  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX p9S>H  
    3.9 IABF_GwF  
    0.81 WYkh'sv >  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo CW.T`F  
    3.9 NK:! U  
    0.81 fP$rOJ)P  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED d'b9.ki\  
    3.9 .SNg2.  
    0.80 A5_r(Z-5  
    Contax 80~200/4  }_7  
    3.8 vkeZ!klYB  
    0.79 k]2_vk^  
    Tokina AF 80~200/2.8 Dz8aJ6g  
    3.4 SDs#w  
    0.76 rD9:4W`^  
    Leica 70~210/4 ,K|UUosS-#  
    3.3 NYzBfL x  
    0.75 D#^euNiWd  
    Pentax FA 80~200/2.8 ~mv5{C  
    3.2 /Ba/gq0j  
    0.74 I8YCXh  
    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。 }d5~w[  
    EG3u)}vI  
    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: uH[:R vC0  
    镜头品牌规格 6)>otB8)J  
    得分 iO2jT+i  
    MTF侧重平均值 }02(Y!Gh  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ${gO=Z  
    3.3 x@[6u  
    0.75 Qd>\{$N  
    Pentax FA 28~70/4 AL $I4Wl:(~}  
    3.3 9n"MNedqH  
    0.75 *M$'dLn  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 5du xW>D  
    3.2 .1_kRy2*.  
    0.74 0sB[]E|7[s  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 'E\4/0 !  
    3.1 Dv&K3^~Rfb  
    0.73 Sl@Ucc31  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 [khXAf1{Q  
    3.1 ff~1>=^  
    0.73 "b%FkD  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D QZ*gR#K]Sz  
    3.0 !0F+qzGG7  
    0.72 p+d O w #  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 0Q)YZ2  
    3.0 _KkP{g,Y  
    0.72 )ybF@emc  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 OB*V4Yv  
    2.9 S0}=uL#dt  
    0.72 8pZOgh  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 *%E\mu,,c  
    2.9 II Amx[ b  
    0.71 ydAiH*>  
    Contax 28~70/3.5-4.5 E]=>@EX  
    2.8 qwO@>wQ}~  
    0.71 g!9|1z  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D u(\O@5a  
    2.8 X; 6=WqJj  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro *N"CV={No  
    2.7 5G$5d:[(  
    0.70 6Rmdf>a  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 |=MhI5gsx  
    2.7 e6^}XRyf  
    0.70 S5d  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 "\ =Phqw   
    2.6 U]@?[+I0]  
    0.69 =G" ney2  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 \-f/\P/ w  
    2.3 U3Z-1G~*r  
    0.66 mrr~#Bb>  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 / :6|)AW.{  
    2.0 =|8hG*D8  
    0.64 `#vbV/sM  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ga(k2Q;y  
    1.8 yxU9W,D v  
    0.62 .J O1kt  
    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: P,F eF'J^  
    镜头品牌规格 *[|+5LVn  
    得分 ;mvVo-r*q  
    MTF侧重平均值 mCG&=Fx  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 1ANb=X|hig  
    3.2 't5`Ni  
    0.74 CPMGsW^  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U SD<a#S\o  
    3.1 ?~!9\dek,  
    0.74 >?rMMR+A  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 1hE{(onI  
    3.0 $*T?}r>  
    0.73 UGj |)/  
    Sigma  70~210/4-5.6 5t"FNL <(M  
    2.9 xV 2C4K  
    0.72 Q WEE%}\3}  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 0!7p5  
    2.9 KROD(  
    0.72 D W^Zuu/)  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 y@<2`h  
    2.9 [[zN Aq)"  
    0.72 G$%F`R[  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D !?/:p.  
    2.8 'W yWO^Bdk  
    0.71 .T3 m%n  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 z|X6\8f  
    2.7 9dBxCdpu  
    0.69 ^YropzHZ4E  
    Yashica AF 70~210/4.5 4+s6cQ]S`  
    2.7 @un+y9m[C  
    0.69 Qh(X7B  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 \C h01LR"  
    2.6 f'H|K+bO  
    0.69 WmN( (  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 %yu =,J j  
    2.6 JXYZ5&[  
    0.69 7B (%2  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U a6^_iSk  
    2.4 nP]!{J]  
    0.67 d]" 4aS  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 qc 5[ e  
    2.4 G3%Ju=  
    0.67 XNv2xuOcJ  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): l-l7jq]R  
    镜头品牌规格 nS*Y+Q^9a  
    得分 ,^97Ks ;  
    MTF侧重平均值 XW" 0:}`J  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 T9H*]LxK  
    3.7 ,3y9yJQa*#  
    0.78 ~IS8DW$;  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Np/\ }J&IF  
    3.6 <.B+&3')  
    0.78 7K:V<vX5  
    Canon EF 20~35/2.8 L OmO#} k<  
    3.5 ?'9IgT[*  
    0.77 G9 O6Fi  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 u0 t lf  
    3.5 Cl]?qH*:  
    0.77 O6R)>Y4  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U E<[ s+iX  
    3.4 ]b!n ;{5  
    0.76 n]ba1t8ZA  
    Pentax FA 20~35/4 AL HdJ g  
    3.4 U5OX.0  
    0.76 pB 8D  
    Minolta AF 17~35/2.8 G hEQyaDD;  
    3.3 $2?AJ/2r$b  
    0.75 P*O G`%y  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 wG3b{0  
    3.3 "J1A9|  
    0.75 AcPLJ!y  
    Canon 20~35/3.5 L 2!Dz9m3  
    3.3 h @!p:]  
    0.75 :aej.>I0  
    Canon EF 17~35/2.8 L {_-kwg{"(  
    3.2 jTvcKm|q  
    0.74 >8>!wi9U  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX Cp6S2v I  
    3.1 < $0is:]  
    0.73 |Ev|A9J!  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 % /VCjuV  
    2.9 ` 3qf}=Z`  
    0.72 alaL/p{O  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 K)7T]z`  
    2.8 vSH,fS-n  
    0.71 m9DFnk<D  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 X8$Mzeq  
    2.7 t]$n~!  
    0.70 ahg:mlaob  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Fo.Y6/}  
    2.5 %N*[{j= ^  
    0.68 wtY)(k a  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF o utJ/~9;  
    2.4 $nO~A7  
    0.67 N3n]  
    \yr9j$  
    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。 c>_ti+  
    p"ZvA^d\   
    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。 EAGvP&~P  
    wtTy(j,9  
    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 1楼 发表于: 2010-02-10
    Re:轉載 :MTF
    MTF說穿了就是PSF的空間頻率響應
    离线zhugerufeng
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    只看该作者 2楼 发表于: 2010-07-04
    very good.
    离线luckytim
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    只看该作者 3楼 发表于: 2010-09-25
    很好的文章
    离线joyinmay
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    只看该作者 4楼 发表于: 2011-02-24
    看完了还是不懂,有没有通俗易懂的?
    离线drymatini
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    只看该作者 5楼 发表于: 2011-07-06
    啥都通俗易懂 还要用脑子么?
    离线空空也
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    只看该作者 6楼 发表于: 2012-12-01
    very dood
    离线空空也
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    只看该作者 7楼 发表于: 2012-12-16
    very dood
    离线空谷幽蓟
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    只看该作者 8楼 发表于: 2012-12-31
    看完了,长进了~
    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