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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 CZ^ ,bad  
    kTzO4s?  
      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: o=zl{tZV  
    0}` -<(  
      MTF = Vo / Vi /Aw@2 6  
    < h|&7  
      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。 6c>:h)?  
    00-2u~D&  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 2#qc YU  
    E&"V~  
      (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。 19[.&-u"  
    Ag{)?5/d_  
      (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[5U(`q[  
    +~==qLsU  
      看看photodo的例子: (B*,|D[J@i  
    ;B }4pv}  
    (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 /,< s9 :  
    2h@&yW2j  
      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。 I !lR 7%  
    I4 <_y5  
      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。 B<.ZW}#v  
    _K!)0p  
    MTF(续) SpIiMu(  
    AYsHA w   
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 BNO+-ob-  
    q&:%/?)x  
    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。 4qd( a)NdY  
    ]X X>h~0  
    浅谈MTF值的含义 3:c6x kaw  
    C0^r]^$Z  
    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。 Fl(j,B6Z  
    p9MJa[}V  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 4,=;:#n,J  
    $&jVEMia  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 3/c%4b.Z  
    &:}WfY!hX  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 bx-:aC)]2  
    Aeq^s  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 ~?iQnQYI  
    @'Pay)P  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 S*76V"")  
    EACI>  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: jnM}N:v  
    镜头品牌规格 p%#'`*<a_  
    得分 2P=~6(  
    MTF侧重平均值 ZP0D)@8  
    Contax 28~85/3.3-4 q}z`Z/`/  
    4.0 vr6YE;Rs  
    0.81  Oe "%v;-  
    Canon EF 28~70/2.8 L 9.9B#?  
    3.9 4l> d^L  
    0.81 S C}@eA'  
    Nikon AF 35~70/2.8 5Z:qU{[  
    3.8 m G+=0Rn^  
    0.79 NE Zu?g  
    Minolta AF 28~70/2.8 #D ]CuSi  
    3.7 oDt{;S8|]  
    0.78 U?5G%o(q  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp *q[;-E(fZ#  
    3.5 &xt GabNk  
    0.77 pWH,nn?w.  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ]9W7]$  
    3.2 rJRg4Rog  
    0.75 `9T5Dem|#  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ao|n<*}  
    3.1 vbG&F.P  
    0.73 l<7SB5  
    Sigma AF 28~70/2.8 =)w#?DGpj  
    3.0 "-rqL  
    0.73 g^\!> i  
    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。 (I+e@UUiL  
    OpK_?XG  
    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: vWa\8yf  
    镜头品牌规格 RU>qj *e  
    得分 8 tIy"5  
    MTF侧重平均值 _]eyt_  
    Leica 80~200/4 dI!/H&`B]  
    4.2 <jM { <8-  
    0.83 y3PrLBTz  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D #nAq~@X  
    4.1 NBLjBa%eL  
    0.82 2n-kJl`: O  
    Canon EF 70~200/2.8 L ?a1pO#{Dg  
    4.1 _,d<9 Y)  
    0.82 C46jVl   
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX :l?mNm5  
    3.9 @S>;t)\J  
    0.81  }Fox  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 'P[#.9E  
    3.9 lXzm)  
    0.81 lWT`y  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED rI6+St  
    3.9 j9vK~_?;  
    0.80 sNP ;  
    Contax 80~200/4 $TK= :8HY  
    3.8 A(cR/$fn6  
    0.79 3=*ur( Qy  
    Tokina AF 80~200/2.8 Z/|=@gpw  
    3.4 Tf? `_jL  
    0.76 (vvD<S*  
    Leica 70~210/4 :fq4oHA#  
    3.3 Zs,6}m\  
    0.75 >Q?8tGfB  
    Pentax FA 80~200/2.8 KeXt"U  
    3.2 ,xAF=t  
    0.74 (XY`1|])`  
    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。 *JQ*$$5  
    UP%6s:>:  
    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: jp^Sw|  
    镜头品牌规格 g-]~+7LL  
    得分 ou<,c?nNM  
    MTF侧重平均值 f*9O39&|  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 9.il1mAKg  
    3.3 YhqMTOw  
    0.75 y~VI,82*  
    Pentax FA 28~70/4 AL Chx+p&!  
    3.3 y\Utm$)j  
    0.75 8F@Sy,D  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 5NH4C  
    3.2 vUOl@UQ5  
    0.74 ju .pQ=PSX  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U +lhCF*@*N  
    3.1 U%[ye0@:  
    0.73 +%u3% }  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 a60rJ#GD  
    3.1 * 1xs/$`  
    0.73 N-Z=p)]  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D $ ]#WC\Hv  
    3.0 H\\FAOj  
    0.72 bovAFdHW  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp n;Q8Gg2U  
    3.0 QG2 Zh9R  
    0.72 T#*H  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 Au}l^&,zN  
    2.9 pe\Nwq  
    0.72 2CneRKQy  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 eF9GhwE=  
    2.9 <c:H u{D  
    0.71 0\X<vrW  
    Contax 28~70/3.5-4.5 /]MelW  
    2.8 GQ>0E  
    0.71 di0@E<@1:  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D '[%#70*  
    2.8 7v)p\#-  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 4KnBb_w  
    2.7 Y?3tf0t/  
    0.70 N'R^gL  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 T<? kH  
    2.7 $~W5! m  
    0.70 tp>YsQy]8  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 aekke//y  
    2.6 wWiYxBeN  
    0.69 1gbFl/i6T  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 {\P%J:s#9  
    2.3 ' BS.:^  
    0.66 $sE=[j'v  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 >X' -J{4R  
    2.0 J{Kw@_ypP  
    0.64 V-n{=8s  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 a%`%("g!  
    1.8 p?,<{mAe  
    0.62 M(LIF^'U:m  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: dnU-v7k,{  
    镜头品牌规格 ipbhjK$  
    得分 t^FE]$,  
    MTF侧重平均值 MJ1qU}+]  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Ez5t)l-  
    3.2 ;p`to"6IFD  
    0.74 H?J:_1  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U kwc Cf2  
    3.1 X )tH23  
    0.74 M K)}zjw  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 C8> i{XOO,  
    3.0 $5)#L$!,]  
    0.73 "8ellKh  
    Sigma  70~210/4-5.6 1ruI++P  
    2.9 h%ys::\zF  
    0.72 YRX^fZ-b  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ?{J1Uw<  
    2.9 $S|+U}]C  
    0.72 wGKxT ap  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 >Wt@O\k  
    2.9 Zja3HGL  
    0.72 vf{$2 rC  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D t:fz%IOe  
    2.8 *YvtT (Gt  
    0.71 w.(WG+  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 d 4;$=P  
    2.7 LkS tU)  
    0.69 v7wyQx+Q  
    Yashica AF 70~210/4.5 Sl, DZ!  
    2.7 r+E!V'{C  
    0.69 K6p\ >J  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 VPYLDg.'  
    2.6 w a(Y[]V  
    0.69 `D~oY=  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 x-CjxU3  
    2.6 9=MNuV9/s  
    0.69 p7;K] AW  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U i~]6 0M>  
    2.4 O@a OKk  
    0.67 Q:megU'u  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 %Tp k1  
    2.4 `mz}D76~#  
    0.67 "gM!/<~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): -^CW}IM{ I  
    镜头品牌规格 <1*.:CL"s  
    得分 XYWyxx5`  
    MTF侧重平均值 zU&Iy_Ke.  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 @iuX~QA[9  
    3.7 (x2?{\?  
    0.78 h#r~2\q4ei  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF T"vf   
    3.6 U,i_}O3Q  
    0.78 #17 &rizl  
    Canon EF 20~35/2.8 L [E a{);  
    3.5 Eu(Qe ST\  
    0.77 $lT8M-yK\  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 qo3+=*"V  
    3.5 y7F |v8bq  
    0.77 pV ^+X}  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U vK)'3%  
    3.4 D2&d",%&f  
    0.76 1(BLdP3&  
    Pentax FA 20~35/4 AL =|E "  
    3.4 5eff3qrH{  
    0.76 ZEI)U, I.  
    Minolta AF 17~35/2.8 G cgrSd99.  
    3.3 .S 54:vs  
    0.75 rt*x[5<  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 0 (-4"u>?  
    3.3 .?6p~  
    0.75 xS1n,gTA  
    Canon 20~35/3.5 L &B(z**+9  
    3.3 NRtH?&7  
    0.75 `YqtI/-w  
    Canon EF 17~35/2.8 L $f3IO#N  
    3.2 h<%$?h+}  
    0.74 V>QyiB  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ?P0b/g  
    3.1 ~_EDJp1J  
    0.73 }X{rE|@  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 Mrrpm% Y  
    2.9 ,K,st+s|  
    0.72 !} h) |  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 gaz7u8$A=  
    2.8 O ixqou  
    0.71 zG_nx3  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 7e+C5W*9b  
    2.7 $t%IJT  
    0.70 Y ]()v  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro x[{\Aw>$.  
    2.5 aU(.LC  
    0.68 P'8RaO&d  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 6m?<"y8]  
    2.4 !lfE7|\p  
    0.67 4O-LLH  
    &233QRYM  
    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。 2JK '!Ry)  
    B%\&Q @X  
    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。 {FFdMdxy-  
    p48enH8CO  
    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