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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 \9s x_T  
    y`.m'n7>P  
      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: xzTF| Z\  
    ,N`D{H"F  
      MTF = Vo / Vi 9>HCt*|_8  
    $|r p5D6  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 cp<jwcc!  
    ]*JH~.p  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? LjMhPzCp  
    'K|tgsvgme  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 Hnc<)_DF  
    j\.\ePmk]  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 OFcqouGE  
    y]TNjLpo$  
      看看photodo的例子: 9V( esveq  
    1rQKHC:|  
    (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 D^e7%FX  
    /f) #CR0$  
      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。 k?'<f  
    (GI]Uyn  
      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。 /yS/*ET8  
    a #4 'X*  
    MTF(续) ZP^7`q)6  
    2OQDG7#Kc  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 F(#~.i  
    UAq%Y8KA  
    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。 @O%d2bgEWV  
    d65t"U  
    浅谈MTF值的含义 |=W=H6h*  
    kw.IVz<  
    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。 Du."O]syD  
    KL\]1YX  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ccu13Kr>E  
    7f\@3r  
    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。 &b7i> ()  
    [Y=X^"PF  
    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。 [#-!&>  
    -*r]9f6 x  
    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。 K:g:GEDgf  
    /)E'%/"A  
    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。 ~M4@hG!  
    l`A4)8Y@  
    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: ;&%G)f  
    镜头品牌规格  {!9i8T  
    得分 eX@7f!uz  
    MTF侧重平均值 `DPR >dd@  
    Contax 28~85/3.3-4 O#5ll2?  
    4.0 p/f!\  
    0.81 QP?Deltp  
    Canon EF 28~70/2.8 L tSvklI  
    3.9 G]- wN7G  
    0.81 f!"Y"g:@E  
    Nikon AF 35~70/2.8 Y4B< ]C4  
    3.8 -=A W. Z o  
    0.79 ttK`*Ng  
    Minolta AF 28~70/2.8 66+y@l1  
    3.7 >`@yh-'r  
    0.78 5@{+V!o,  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp l6S6Y  
    3.5 n_Ka+Y<  
    0.77 BOQeP/>  
    Leica 28~70/3.5-4.5 {)vue0 vP  
    3.2 ,t]qe  
    0.75 -MqWcB9&  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Kx;DmwX-  
    3.1 M:~/e8Xv  
    0.73 d$G<g78D  
    Sigma AF 28~70/2.8 ;|Z;YK@20  
    3.0 s;0eD5b>x  
    0.73 0kD8wj%  
    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。 $.z~bmH"D  
    yeCR{{B/'  
    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: -|DSfI#j  
    镜头品牌规格 '%m0@5|hCD  
    得分 L8~nx}UP5  
    MTF侧重平均值 yO6 _G q{  
    Leica 80~200/4 v^lR]9;  
    4.2 {xC CUU  
    0.83 elgCPX&:W  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D A!kNqJ2  
    4.1 Iy}r'#N  
    0.82 r $du-U  
    Canon EF 70~200/2.8 L q-.e9eoc\  
    4.1 6rnehv!p  
    0.82 IKK<D'6  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX >t"]gQHtx  
    3.9 p.2>- L  
    0.81 sJlX ]\RLQ  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo id-VoHd K  
    3.9 / -=(51}E  
    0.81 Zw5\{Z0  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED n(Up?_  
    3.9 T$]2U>=<J  
    0.80 ~PNO|]8j  
    Contax 80~200/4 ndm19M8Y|  
    3.8 '^l/e: (H3  
    0.79 #^Dc:1,  
    Tokina AF 80~200/2.8 r2T?LO0N{  
    3.4 zJMKgw,i*  
    0.76 );h\0w>3  
    Leica 70~210/4 oQDOwM,  
    3.3 R7KQ-+Zb  
    0.75 04;y%~,}U/  
    Pentax FA 80~200/2.8 H/V%D O  
    3.2 yT&bS\  
    0.74 1A- 8,)  
    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。 xgR*j  
    +^+wS`Y  
    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: P&aH6*p1  
    镜头品牌规格 =D xJt7J1  
    得分 ) Q=G&  
    MTF侧重平均值 ^TWN_(-@  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U @` .u"@  
    3.3 RQ,(?I*8\  
    0.75 8"LaP3U  
    Pentax FA 28~70/4 AL oQ;f`JC^  
    3.3 oz5o=gt7  
    0.75 F.8{ H9`  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U QBsDO].J<  
    3.2 YY!(/<VI  
    0.74 >2syF{`j  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ,H[AC}z2X  
    3.1 W? UCo6<m  
    0.73 ! T,7  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 l*Y~h3  
    3.1 J-PzIFWd  
    0.73 n'*Ljp  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D !CBx$1z  
    3.0 \S7OC   
    0.72 _ z4rx  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp )Elr8XLw  
    3.0 }2c}y7B,_  
    0.72 ^}1RDdQ"U  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 a3c4#'c|D  
    2.9 aJ)5DlfLR  
    0.72 [ !R%yD;  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 qk,cp},2K  
    2.9 T (2,iG8  
    0.71 }BogE$tc  
    Contax 28~70/3.5-4.5 6vaxp|D  
    2.8 c?R.SBr,'  
    0.71 8e\v5K9  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D pn $50c  
    2.8 1M;)$m:  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro VvF&E>f C  
    2.7 93WYZNpX  
    0.70 d}o1 j  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 Y!7P>?)`,X  
    2.7 (x^|  
    0.70 |(P;2q4>  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Ro1' L1:  
    2.6 I(<G;ft<}  
    0.69 8&UuwZ6i-  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ,xh9,EpBk  
    2.3 Ez$5wY^J  
    0.66 nIi_4=Z  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Fp]8f&l8  
    2.0 D1Sl+NOV  
    0.64 ^n2w6U0  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ppnj.tLz;r  
    1.8 Np-D:G  
    0.62 " }ZD)7K  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: .-|O"H$  
    镜头品牌规格 @iP6 N  
    得分 .~U9*5d  
    MTF侧重平均值 lhI;K4#  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO jF;4 8g@^  
    3.2 K?tk&0  
    0.74 j&Aq^aI  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U \;6F-0  
    3.1 +i>q;=~  
    0.74 h[8y$.YsC  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1  j%}Jl  
    3.0 LX fiSM{o  
    0.73 % *G)*n  
    Sigma  70~210/4-5.6 heKI<[8l  
    2.9 G'py)C5;  
    0.72 Fq9[:  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 vvM)Rb,  
    2.9 [dJ\|=  
    0.72 >" .qFn g  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 XJzXxhk2  
    2.9 0c5_L6_z  
    0.72 `-H:j:U{  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D LbR-uc?x  
    2.8 +Y~+o-_  
    0.71 m#nxw  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 >&&xJ5  
    2.7 =eqI]rVj^  
    0.69 i4I0oRp  
    Yashica AF 70~210/4.5 jVINc=o  
    2.7 &FrB6 y  
    0.69 QRlzGRueR&  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 Vi#im`@  
    2.6 [tzSr=,Cg  
    0.69 ^PQV3\N  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 #FB>}:L{h*  
    2.6 =b7&(x  
    0.69 BB.TrQM.#  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U .NT&>X~.V  
    2.4 %d0S-.  
    0.67 w4'K2 7  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ' D&G~$  
    2.4 h,>L(=c$O  
    0.67 f4S@lyYF  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): :6?&FzD`  
    镜头品牌规格 N >!xedw=  
    得分 zb/Xfu.)?6  
    MTF侧重平均值 kkBU<L2  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 5uo(z,WLR  
    3.7 FA9e(Ha   
    0.78 $-]setdY  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF q=Yerp3~  
    3.6 a{*'pY(R0$  
    0.78 n ;5?^Un%  
    Canon EF 20~35/2.8 L DH9?2)aR  
    3.5 !|h2&tH  
    0.77 PAwg&._K  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 xD# I&.  
    3.5 ZYe\"|x,s  
    0.77 %`QsX {?,  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U {H; |G0tR  
    3.4 `^-Be  
    0.76 wmE,k1G  
    Pentax FA 20~35/4 AL htYrv5q=M  
    3.4 FRt/{(jro  
    0.76 9! HMQ  
    Minolta AF 17~35/2.8 G $Ds]\j*  
    3.3 ff1B)e  
    0.75 }8M`2HMFR  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 R%_H\-wo  
    3.3 d4>-a^)V  
    0.75 ""'eTpe  
    Canon 20~35/3.5 L sLa)~To  
    3.3 2Lekckgv  
    0.75 G=!bM(]R~  
    Canon EF 17~35/2.8 L wT~;tOw~  
    3.2 aE+$&_>ef  
    0.74 [l%fL9  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX M(zY[O  
    3.1 SE9u2Jk  
    0.73 BMWeD  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ]a!; `m$  
    2.9 dU>R<jl!$  
    0.72 _K}_h\e.  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 g~hk-nXL.  
    2.8 /Np"J  
    0.71 `J#xyDL6?  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 FR,#s^kF  
    2.7 6a]f&={E  
    0.70 D2%G.z  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro |z|)r"*\4  
    2.5 v#%>uLl  
    0.68 8wpwJs&V  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF G'?f!fz;  
    2.4 Ed&,[rC  
    0.67 pL}j ZTo  
    Y0X94k.u  
    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。 KT;C RO>  
    aRO_,n9  
    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。 g1 Wtu*K3  
    =PKt09b^  
    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