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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 hg.#DxRi{  
    {PP9$>4`l  
      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: |y;}zQB-dH  
    >eQr<-8  
      MTF = Vo / Vi $,=6[T!z+e  
    ia&AW  
      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。 @}p2aV59  
    t.8 GT&p  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? RcG0 8p.)  
    'VyM{:8  
      (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。 vy2Q g  
    >zsid:  
      (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)。 =' ZRfb&  
    *K!|@h{60  
      看看photodo的例子: u@'0Vk0zGH  
    W :,4:|3  
    (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 ;h6v@)#GX  
    ;7]u!Q  
      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。 TNCgaTJ{h  
    =!O*/6rz  
      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)m4_+,d  
    O<PO^pi  
    MTF(续) ]wT 7*( Y  
    Ac2(O6  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Ee)[\Qjn  
    M#"524Nz  
    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。 2]GdD*  
    OaJB=J%  
    浅谈MTF值的含义 Nk=JBIsKv  
    ~7~~S*EQ  
    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。 KoE8 Mp  
    n55Pv3}C  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 m }a|FS  
    7{e{9QbJ4  
    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。 {FRAv(,\  
    M;cO0UIwO  
    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。 3czeTj  
    9TF f8'?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。 '1,,)U#6E  
    pi=-#g(2  
    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。 l Z#o+d2Y  
    )1N 54FNO  
    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: (8v7|Pe8  
    镜头品牌规格 8^Hn"v  
    得分 ju}fL<<e  
    MTF侧重平均值 #-pc}Y|<  
    Contax 28~85/3.3-4 4S~o-`&W  
    4.0 o,U9}_|A  
    0.81 FMkOo2{  
    Canon EF 28~70/2.8 L ^~{$wVGa  
    3.9 \V9Z #>  
    0.81 ?)bS['^1)  
    Nikon AF 35~70/2.8  `:P  
    3.8 d(g^M1 m  
    0.79 ~m|Mg9-  
    Minolta AF 28~70/2.8 ~/mw x8~  
    3.7 R'kyrEO  
    0.78  O+%WR  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp uB!kM  
    3.5 | 8qBm  
    0.77 Q{k At%  
    Leica 28~70/3.5-4.5 )p!7 #v/@f  
    3.2 >iS`pb  
    0.75 z4 &iK)x  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro IbcZ@'RSw  
    3.1 }FzqW*4~  
    0.73 YF+n b.0.  
    Sigma AF 28~70/2.8 aM7uBx\8 5  
    3.0 S1D@vnZ3O\  
    0.73 ZeG_en ;  
    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。 gN)c  
    hFiIW77 s2  
    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: *3T| M@Y  
    镜头品牌规格 Lm@vXgMD  
    得分 )'*5R<#  
    MTF侧重平均值 b;)~wU=  
    Leica 80~200/4 =)hVn  
    4.2 ^$&k5e/}C  
    0.83 `R"I;qV  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D WK="J6K5  
    4.1 6a;v&5  
    0.82 vD 5vbl  
    Canon EF 70~200/2.8 L Q}S_%I}u:  
    4.1 ^ wY[3"{  
    0.82  [ `]4P&  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX _|"Y]:j_  
    3.9 b)9'bJRvU  
    0.81 )5|I_PXB  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo C/(M"j M  
    3.9 c)@>zto#  
    0.81 S1/`th  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED YC_1Ks  
    3.9 jE#O>3+.  
    0.80 xoOJauSX1  
    Contax 80~200/4 /m!Cc/Hv  
    3.8 ~EK'&Y"1  
    0.79 WD'#5]#Y  
    Tokina AF 80~200/2.8 Isx#9C  
    3.4 ~tOAT;g}q  
    0.76 tK k#LWB  
    Leica 70~210/4 :SxW.?[%u  
    3.3 4mn&4e  
    0.75 ZNYH#mJX*  
    Pentax FA 80~200/2.8 "_2Ng<2  
    3.2 W+*5"h  
    0.74 M)sZSH.<O  
    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。 #z1H8CFL"  
    sBV 4)xM  
    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: 2< hAa9y  
    镜头品牌规格 >J u]2++lx  
    得分 Cuc$3l(%  
    MTF侧重平均值 /O ]t R  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U @y31NH(  
    3.3 hK<5KZ/4  
    0.75 KRjV}\}  
    Pentax FA 28~70/4 AL >AJSqgHQ,  
    3.3 8( b tZt  
    0.75 )]#aauC+  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U o!Rd ^  
    3.2 W d0NT@  
    0.74 c*UvYzDZL  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U qYhs|tY)  
    3.1 h5yzwj:C?  
    0.73 /*|oL# hK  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Kt0(gQOr0  
    3.1 f@co<iA  
    0.73 v`1,4,;,qs  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D cWajrLw  
    3.0 x1 1U@jd+1  
    0.72 t\$U`V)  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp "`asF g  
    3.0 K!,<7[MBg  
    0.72 /t-fjB{=G  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 I5h[%T  
    2.9 0EJ(.8hwm  
    0.72 w\}?(uO  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 _j_x1.l  
    2.9 CkswJ:z)sc  
    0.71 LSQz"Ll l  
    Contax 28~70/3.5-4.5 -X+H2G  
    2.8  JMdPwI  
    0.71 "`[!Lz  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D z#F.xVg'  
    2.8 jjM{]  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro W[+|}  
    2.7 @* il3h,  
    0.70 ](F#`zUQ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 /s];{m|>  
    2.7 HHjt/gc}`  
    0.70 >3u ]OSb  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ~SvC[+t+U  
    2.6 y< C<_2  
    0.69 lg pW@g  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 bqQq=SO  
    2.3 yz2Ci0Dwy  
    0.66 fm~kM J  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 M,}|tsL  
    2.0 ps$7bN C  
    0.64 !`bio cA  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Z0De!?ALV\  
    1.8 sE{pzPq!  
    0.62 5'a3huRtV  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: #P#-xz  
    镜头品牌规格 &Z?ut *%S  
    得分 a?YCn!  
    MTF侧重平均值 m?HZ;  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO U:F/ iXz  
    3.2 #0 6-:  
    0.74 m*X[ Jtr  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U .WQ<jZt>  
    3.1 RllY-JBO  
    0.74 {YUIMd!Y  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1  'Pvm8t  
    3.0 @Mvd'.r<;  
    0.73 fJZp?e"  
    Sigma  70~210/4-5.6 fIF<g@s  
    2.9 e4FM} z[  
    0.72 wB>r (xQ'  
    Pentax FA 70~200/4-5.6  ;v  
    2.9 )5fQ$<(Z  
    0.72 H UoyLy  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 }bU8G '  
    2.9 b%f[p/no  
    0.72 /WPv\L  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D R_sC! -  
    2.8 9;%CHb&  
    0.71 f`>/ H!<2  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ~7!7\i,Y8\  
    2.7 D\ /xu-&  
    0.69 ZtVAEIZ)  
    Yashica AF 70~210/4.5 W(fr<<hL  
    2.7 ~"Gf<3^y+  
    0.69 1xf=_F0`&  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 fQ+VT|jzx  
    2.6 Cc?TSZ8[  
    0.69 l:]Nn%U(>  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ^% Q|s#w.  
    2.6 ~tB;@e  
    0.69 ;DnUQj  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U dMx4ykrR  
    2.4 Fyyg`J  
    0.67 /9y aW7w  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 a:YI"*S  
    2.4 0i[zup  
    0.67 zq5'i!s !0  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): m"c :"I6  
    镜头品牌规格 ~#\i!I;RY}  
    得分 PC c|}*b  
    MTF侧重平均值 EPW7+Ve  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 S~$'WA  
    3.7 t<:D@J]a  
    0.78 Rd+P,PO  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF &$`hQgi  
    3.6 ?B.~ AUN  
    0.78 l6[lJ0Y  
    Canon EF 20~35/2.8 L !k$}Kj)I  
    3.5 ngulcv  
    0.77 O gmO&cE  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 B6Ej{q^k,  
    3.5 Hg}I]!B  
    0.77 %,b X/!  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U <I;*[;AK  
    3.4 vjViX<#(V  
    0.76 ANH4IYd3  
    Pentax FA 20~35/4 AL M ixwK,  
    3.4 .DJDpP)M  
    0.76 A CNfS9M_w  
    Minolta AF 17~35/2.8 G z/&;{J  
    3.3 DJh&#b  
    0.75 FqA3  {  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 [_y@M ]  
    3.3 5CJZw3q  
    0.75 E(<LvMiCa  
    Canon 20~35/3.5 L g( 0;[#@  
    3.3 ")s!L"x  
    0.75 5T4"j;_.BL  
    Canon EF 17~35/2.8 L dw@E)  
    3.2 -7'#2P<)  
    0.74 rqCa 2  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ;~HNpu$  
    3.1 J."{<&  
    0.73 p}]q d4j  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 71B3a  
    2.9 .BTx&AqU  
    0.72 <l\N|+7R  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 #_Ea[q7v  
    2.8 {j(4m  
    0.71 !>;w!^U  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 h\ ,5/ )Y  
    2.7 +?-qfp,:0  
    0.70 ^6/j_G  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro <D/al9  
    2.5 [ET6(_=b  
    0.68 CKARg8o  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF t \5c@j p  
    2.4 .PVLWW  
    0.67 _=`x])mM  
    EHf)^]Z  
    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。 d5xxb _oE  
    ]H2R  
    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。 4E"d/  
    f==*"?6\  
    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