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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 :M9 E  
    97\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: zOT(>1'  
    69JC!du  
      MTF = Vo / Vi X%]m^[6  
    0k 6S`e9gI  
      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。 %bZ}vJ5b  
    e>Q_&6L  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? uBA84r%{QQ  
    OE[N$,4I*  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 B^lm'/,@  
    &pEr;:E  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 xSL%1>MrN  
    D/TEx2.=J3  
      看看photodo的例子: v|#}LQZ  
    B,avI&7M;S  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 Fpckb18}(O  
    Oq4J$/%  
      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。 | x/Z qY  
    *WK0dn  
      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。 q&0I7OV  
    QTbv3#  
    MTF(续) k/mO(i%qi  
    } 0x'm  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 WJF#+)P:Y  
    D/Hob  
    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。  "?(N  
    g!.k>  
    浅谈MTF值的含义 uBqZ62{G  
    sEm064  
    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。 I+g[ p  
    >uVr;,=y  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 _NkbB"+L  
    QX >Pni  
    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。 \&. ]!!Q  
    #t?tt,nc}  
    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。 ^Uq"hT(41  
    GEQ3r'B|  
    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。 L0dj 76'M  
    I'>r  
    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。 \SQwIM   
     b@m\ca  
    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: 1GI/gc\  
    镜头品牌规格 j_Q kw ?   
    得分 q;L~5q."E  
    MTF侧重平均值 aEwwK(ny  
    Contax 28~85/3.3-4 |)+; d  
    4.0 h4lrt  
    0.81 CF_pIfbaf  
    Canon EF 28~70/2.8 L ExJexjOWI^  
    3.9 9e>Dqlv  
    0.81 UqEpeLK  
    Nikon AF 35~70/2.8 [(PD2GO+  
    3.8 ">hOD'PG  
    0.79 XLxr@1   
    Minolta AF 28~70/2.8 `/\Z{j0_  
    3.7 bL"!z"NA  
    0.78 y8|?J\eRy  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 568qdD`PS  
    3.5 >4@/x{{  
    0.77 fBRU4q=^T  
    Leica 28~70/3.5-4.5 S=.7$PY  
    3.2 Uth H  
    0.75 bUBQ  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro I|oS`iLl$  
    3.1 ^;=L|{Xl  
    0.73 NsY D~n  
    Sigma AF 28~70/2.8 6x8P}?  
    3.0 M9scZuj  
    0.73 Od5I:p]N  
    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。 0}d^UGD  
    H(WRm1i"G  
    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: Ccx1#^`  
    镜头品牌规格 { i2QLS  
    得分 ::eYd23  
    MTF侧重平均值 +M/1,&  
    Leica 80~200/4 _0: }"!Gq  
    4.2 y+g01z  
    0.83 ? j8S.d~  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ;LjTsF'  
    4.1 n13#}i {tm  
    0.82 L/sMAB  
    Canon EF 70~200/2.8 L xJSK"  
    4.1 W$bQS!7y  
    0.82 XwNJHOaF  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX KqNbIw*sR  
    3.9 * c1)x  
    0.81 MR{JMo=r  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo LqA&@  
    3.9 U1!#TD)@  
    0.81 ?cRGdLP'D  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED yoc;`hO-  
    3.9 /-v6jiM  
    0.80 UBZ37P  
    Contax 80~200/4 q*E<~!jL  
    3.8 *(>,\8OVf  
    0.79 5y`n8. (?  
    Tokina AF 80~200/2.8 X@ j.$0 eK  
    3.4 +t hkx$o  
    0.76 ].e4a;pt  
    Leica 70~210/4 A)j',jE&1  
    3.3 2/ES.>K!.  
    0.75 h]{V/  
    Pentax FA 80~200/2.8 7yM"G$  
    3.2 !um~P  
    0.74 psaPrE  
    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。 V ~%C me  
    XHER[8l  
    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: Q2(K+!Oe  
    镜头品牌规格 o,D7$WzL  
    得分 rUL_=>3  
    MTF侧重平均值 q<Sb>M/\,  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 9>I&Z8J$M  
    3.3 Pn|;VCh  
    0.75 (<ZpT%2  
    Pentax FA 28~70/4 AL DY(pU/q  
    3.3 suF<VJ)&s  
    0.75 d(X/N2~g  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U "!F%X%/  
    3.2 yPXa  
    0.74 WNmG'hlA  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U j2GTo~muq  
    3.1 w28&qNha  
    0.73 ZCC T  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 49?wEm#  
    3.1 `:>N.9'o  
    0.73 =Sp+$:q*  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 9m+ejTK{U  
    3.0 JLn)U4>z w  
    0.72 ^1mnw@04  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp $3'xb/3|  
    3.0 &`^P O $  
    0.72 hC D6  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ~cL)0/j}  
    2.9 lh`ZEvt  
    0.72 qe<xH#6  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 AdgZau[Y6  
    2.9 2K VX  
    0.71 ~4V-{-=0a7  
    Contax 28~70/3.5-4.5 5>!I6[{  
    2.8 _X]\#^UiO2  
    0.71 /:.p{y  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 8quH#IhB  
    2.8 %F2T`?t:  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro &y&pjo6v1  
    2.7 f>zd,|)At  
    0.70 5I>a|I!j  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 me+u"G9I;  
    2.7 0 H0U%x8  
    0.70 9cXL4  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 K0'= O  
    2.6 w/, A@fLL  
    0.69 VoC|z Rd_  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 q5G`N>"V  
    2.3 B".3NQ  
    0.66 =v(&qh9Q2  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 .$U=ng j\t  
    2.0 ^OrO&w|  
    0.64 9 Eqv^0u  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Y;1s=B9  
    1.8 A)80qx:  
    0.62 pqDlg  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: Egi(z9|Pp  
    镜头品牌规格 = J0r,dR  
    得分 otmyI;v 7<  
    MTF侧重平均值 f#&@Vl(i&  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO hH]oJ}H \  
    3.2 sp7#e%R\  
    0.74 Q6$^lRNOpk  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U #Fckev4  
    3.1 Ch'e'EmI  
    0.74 :4x&B^,53  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1  ,8)aK y  
    3.0 S76x EL  
    0.73 l9+)h }  
    Sigma  70~210/4-5.6 ^%t{:\  
    2.9 6 g)X&pZ  
    0.72 }*|aVBvU  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ; ]VLA9dC  
    2.9 h3(B7n7  
    0.72 \=j|ju3  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ,T8fo\a4  
    2.9 ,GMuq_H  
    0.72 ,!bcm  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D )VeeAu)p  
    2.8 *qKf!&  
    0.71 0IxHB|^$  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 J:dNV <A^  
    2.7 6.M!WK{+  
    0.69 ^:2>I$  
    Yashica AF 70~210/4.5 "Xj>dB1~  
    2.7 -ze@~Z@  
    0.69 X=[`+=  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 tg;AF<VI  
    2.6 8nTdZu  
    0.69 I@uin|X  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ksV ^Y=]  
    2.6 i)[~]D.EH8  
    0.69 lTZcbaO?]  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ~-BIU Z;  
    2.4 X({R+  
    0.67 TL@{yJ;s  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 2l}3L  
    2.4 ,a\pdEPj  
    0.67 WZf}1.Mh*  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): #IxCI)!I{[  
    镜头品牌规格 4p]hY!7  
    得分 aq$adPtu  
    MTF侧重平均值 2rqYm6  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ktiC*|fd  
    3.7 9m}c2:p  
    0.78 p 4Y 2AQ9  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF fHacVj J  
    3.6 =aRE  
    0.78 vL Qh r&I  
    Canon EF 20~35/2.8 L 9 [wR/8Xm  
    3.5 J0yo@O  
    0.77 g({dD;  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 7_]Bu<{f  
    3.5 CDGN}Q2_  
    0.77 ek]CTUl*  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U N}7tjk   
    3.4 r&D&xsbQ  
    0.76 :\,3=suWq  
    Pentax FA 20~35/4 AL LE@`TPg$R  
    3.4 xyRZ v]K1  
    0.76 ]F1ZeAh5  
    Minolta AF 17~35/2.8 G oWdvpvO  
    3.3 Hh0a\%!  
    0.75 M UqV$#4@I  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Q~G>=J9  
    3.3 bId@V[9  
    0.75 'E~[I"0  
    Canon 20~35/3.5 L pax;#*QcQ  
    3.3 a*nx2d  
    0.75 *m`KY)b=l  
    Canon EF 17~35/2.8 L \&5t@sC  
    3.2 ~U_,z)<`)c  
    0.74 ($Y6hn+  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX Wo~#R   
    3.1 ?#_]Lzn'  
    0.73 %SD=3UK6  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 nh+f,HtSt  
    2.9 PH3#\ v.   
    0.72 d=8q/]_p  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 kc-v(WIC  
    2.8 ~$Pz`amT|  
    0.71 {h *Pkn1  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ET}Dh3A  
    2.7 5<KY}  
    0.70 PK|"+I0  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ( mKuFz7  
    2.5 s7}46\/U  
    0.68 f S(IN~  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF l-RwCw4f  
    2.4 L/n?1'he  
    0.67 tN:PWj5  
    5cE?>  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 o$_,2$>mn  
    9Lv"|S`5W_  
    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。 c;pv< lX'  
    Zqnwf  
    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