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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 &B7KWvAy  
    /loN Outw  
      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: bA,D]  
    a Z, Wa-k  
      MTF = Vo / Vi !iOu07<n&D  
    B*N8:u  
      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。 RE$-{i  
    E |3aiC,5  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? dsuW4 ^ l  
    nz l,y,  
      (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。 Zotv]P2k  
    k]5L\]>y  
      (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)。 5] %kWV>  
    2GS2,  
      看看photodo的例子: i.4[]f[/h  
    kA`qExw%  
    (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 HX*U2<^  
    CFxs`C^  
      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。 \vQ (  
    <qx-%6  
      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。 DR8dJ#  
    y&]D2"I  
    MTF(续) 42LV>X#i  
    75i)$}_1B  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 1+iiiVbMH  
    /VkJ+%}+j  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 &pl;U\dc*a  
    oGJI3Oh  
    浅谈MTF值的含义 8+F2 !IM  
    Ta$<#wb  
    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。 0g4cyK~n]  
    Mla,"~4D5  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 %SXqJW^:  
    "H@AT$Ny(  
    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。 v)EJ|2`  
    Xw)+5+t"{  
    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。 B4=gMVp1  
    #*@Yil=1  
    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。 `0N/ /Q  
    VF.S)='>Eu  
    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。 0nAS4Az  
     >TgO|mq  
    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: UqbE  
    镜头品牌规格 4esf&-gG  
    得分 d[de5Xra  
    MTF侧重平均值 >EjBk nl  
    Contax 28~85/3.3-4 59u7q(  
    4.0 s!Vtw p9  
    0.81 9UX-)!  
    Canon EF 28~70/2.8 L $2 0*&4y^  
    3.9 :+n7oOV  
    0.81 B}.ia_&DLR  
    Nikon AF 35~70/2.8 'WoX-y  
    3.8 O"GzeEY7  
    0.79 WJWhx4Hk  
    Minolta AF 28~70/2.8 +H_Z!T.@  
    3.7 zi'?FM[f)  
    0.78 Gf>T{Q`,is  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp mc$dR, H0  
    3.5 &Jz%L^  
    0.77 SBA;p7^"  
    Leica 28~70/3.5-4.5 DpAuI w7|  
    3.2 %* 8QLI  
    0.75 #PGExN3e  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro .KV?;{~q@  
    3.1 <JlKtR&nSo  
    0.73 X$<?:f-  
    Sigma AF 28~70/2.8 $xqphhBg  
    3.0 Cv3H%g+as  
    0.73 gi8kYHldH  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 >r3Wo%F'  
    _IGQ<U<z  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: EC7o 3LoND  
    镜头品牌规格 );C !:?  
    得分 MLJ8m  
    MTF侧重平均值 KMv|;yXYj4  
    Leica 80~200/4 f3O3pIA  
    4.2 +VfJ: [q  
    0.83 qe0@tKim  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D t}K?.To$  
    4.1 lVt gg?  
    0.82 L/shF}<  
    Canon EF 70~200/2.8 L /lUb9&yV  
    4.1 LY"/ Q  
    0.82 {.sF&(e   
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX vwg\qKqSM  
    3.9 .w`8_v&Y  
    0.81 b`IC)xN$  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo dM)fr  
    3.9 uE>}>6)b  
    0.81 v{I:Wxe  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ~ohW9Z1  
    3.9 A ="h}9ok  
    0.80 >q}EZC  
    Contax 80~200/4 <I} k%q'  
    3.8 $0WAhq  
    0.79 9yQ[*  
    Tokina AF 80~200/2.8 sUA)I%Q!  
    3.4 a/_ `1  
    0.76 B^oXUEOImq  
    Leica 70~210/4 w>#~_x, `  
    3.3 |_-FQ~Hf F  
    0.75 UO</4WJ  
    Pentax FA 80~200/2.8 >_R5Li  
    3.2 U7Ps2~x3  
    0.74 >:s:`Au  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 Lz4iLLP  
    \2T@]!n  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 7;Wj ^#  
    镜头品牌规格 1w35 H9\g  
    得分 i~4:]r22  
    MTF侧重平均值 Y40{v(Pi  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U >2_J(vm>  
    3.3 . a~J.0co  
    0.75 b-wFnMXk+  
    Pentax FA 28~70/4 AL "g0L n5&  
    3.3 iNha<iS+  
    0.75 W8\K_M}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U {BgGG@e  
    3.2 h!$W^Tm2g  
    0.74 Zl]\sJ1"  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U o-R;EbL  
    3.1 zK33.HY  
    0.73 9NVe>\s_  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ^>[Z~G($  
    3.1 NoV2<m$  
    0.73 @ %kCe>r  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D WPLAh_fe  
    3.0 iN_G|w[d  
    0.72 m39 `f,M  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp T-eeYw?Yf  
    3.0 7kHEY5s "  
    0.72 i9_ZK/*  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 nx=Zl:Q}  
    2.9 'a*tee ^RS  
    0.72 5PG%)xff*  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 T0v;8E e  
    2.9  z>hA1*Ti  
    0.71 oC"c%e8  
    Contax 28~70/3.5-4.5 (`xhh  
    2.8 Ly lw('zZ  
    0.71 +:;r} 7Zh  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 5|";L&`  
    2.8 2?#IwT'  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro crUt8L-B4  
    2.7 e!Y:UB2 7u  
    0.70 /wVrr%SN  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 byoDGUv  
    2.7 q B5cF_  
    0.70 NFv9%$l-  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 6;k#|-GU&  
    2.6 \2@OS6LUe  
    0.69 Y;4nIWe JL  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 x)h5W+$  
    2.3 6*le(^y`  
    0.66 j-ZKEA{:1  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 JiCDY)bu  
    2.0 lt[{u$  
    0.64 ~Qeyh^wo  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 5Z,^4 6J  
    1.8 /w$<0hH#'8  
    0.62 kK>PFk(  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: .|;`qU o  
    镜头品牌规格 ]N,n7v+}  
    得分 7'k+/rAO  
    MTF侧重平均值 lZ'-?xo  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO E80C0Q+V  
    3.2 %s6|w=.1  
    0.74 G$<FQDvs  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U :%~+&qS  
    3.1 dnSjXyjFB  
    0.74 zVFz}kJa  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 POdk0CuX  
    3.0 HNu/b)-Rb  
    0.73 sFqZ@t}~  
    Sigma  70~210/4-5.6 -y;SR+  
    2.9 uW },I6g  
    0.72 e?rp$kq7  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 aOFF"(]Cl  
    2.9 L&H 4fy!>  
    0.72 (hEqh nnm`  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 /:iO:g1  
    2.9 7g^=   
    0.72 Pfj{TT.#L  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ov.7FZ+  
    2.8 fH-V!QYGF  
    0.71 -SnP+X!  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 n$i}r\ so  
    2.7 J39,x=8LL  
    0.69 *_ {w0U)  
    Yashica AF 70~210/4.5 VC,wQb1J/  
    2.7  df;-E  
    0.69 `VM@-;@w  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 l$=Y(Xk  
    2.6 jl YnV/ ]  
    0.69 A8Tq2]"* S  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 $$_aHkI j  
    2.6 SO^:6GuJ  
    0.69 Rrm k\7/  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U AX! YB'm-  
    2.4 ]U.1z  
    0.67 h)2W}p{a4=  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 &>y[5#qOl  
    2.4  *(5y;1KU  
    0.67 U`Bw2Vdk]S  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): Rl@k~;VV  
    镜头品牌规格 x2/L`q"M?=  
    得分 OLp;eb1g  
    MTF侧重平均值 G41 gil6k  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 5RD\XgyN]  
    3.7 b.V\E Ok  
    0.78 -F\xZ  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF kW=g:m  
    3.6 MW*@fl<@?M  
    0.78 '_!j9A]g  
    Canon EF 20~35/2.8 L A82Bn|J  
    3.5 ,5J-C!C  
    0.77 SUwSZ@l^|  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 6 B>1"h%Wf  
    3.5 HF>Gf2- C  
    0.77 "e4;xU-  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U (T+fO}0  
    3.4 )* 5R/oy,  
    0.76 ,[fn? s r  
    Pentax FA 20~35/4 AL ~u| k1  
    3.4 K8xwPoRL  
    0.76 A<-Prvryt  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 7 $AEh+f  
    3.3 L7oLV?k  
    0.75 CZaUrr  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 (s`oJLW>  
    3.3 Teq1VK3Hr  
    0.75 5MUM{(C  
    Canon 20~35/3.5 L 3>LyEXOW  
    3.3 d67Q@ ')00  
    0.75 k+Ew+j1_  
    Canon EF 17~35/2.8 L P5 f p!YF  
    3.2 v[4A_WjT  
    0.74 W+N9~.q\^  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX e_mUO"  
    3.1 m]LR4V6k|  
    0.73 /'vCO |?L  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ` O;+N"v  
    2.9 . !gkJ  
    0.72 EAiE@r>4  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Fl)p^uUtl  
    2.8 !J<}=G5  
    0.71 ={_.}   
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ' *hy!f]  
    2.7 29eg.E  
    0.70 &.XYI3Ab1  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro S-)mv'Al'F  
    2.5 q:2Vw`g'  
    0.68 `U:W(\L  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF :9`'R0=i^  
    2.4 d:KUJ Y.  
    0.67 1e=<df  
    wkSIQL  
    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。 zQY|=4NP  
    g )H>Uu5@  
    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。 ki/xo^Y2<  
    H"v3?g`S%  
    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