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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 y/Xs+ {x  
    |3'  
      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: U g"W6`  
    U N9hZ>9  
      MTF = Vo / Vi  ? }M81  
    *S.U8;*Xj  
      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。 dht0PZdx?  
    WoEK #,I;  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ;,&cWz  
    }D#: NlMp  
      (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。 gg/`{  
    !T`oHs  
      (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)。 1F@j?)(  
    R/+$ :  
      看看photodo的例子: >pv.,cj  
    .{V"Gn9!  
    (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 XnyN*}8  
    G4)~p!TSQ  
      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。 \vA*dQ-  
    &W2*'$j"_  
      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。 ;]dD\4_hK  
    +hyOc|5  
    MTF(续) FnO@\{M"A  
    _?tpO61g>  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 %fj5 ;}E.  
    %2\Hj0JQQ  
    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。 Og\k5.! ,  
    0pZvW  
    浅谈MTF值的含义 bKQho31a'  
    BQ-x#[ %s  
    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。 y)G-6sZ/  
    yb`PMjj15  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 U+Y(:  
    IO%kXF.[  
    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。 Xh9QfT,  
    c[h~=0UtJ  
    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。 n4K!Wv&u  
    [X(4( 1i  
    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。 :viW  
    $^]K611w9  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 ^hIdmTf6  
    W XQ@kQD  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ~YYnn7)  
    镜头品牌规格 GJ ^c^`  
    得分 kK? SG3  
    MTF侧重平均值 KgL!~J  
    Contax 28~85/3.3-4 cQU/z"?+  
    4.0 5hrI#fpOR  
    0.81 V b0T)C  
    Canon EF 28~70/2.8 L  Gl~l  
    3.9 )Qbd/zd\U  
    0.81 gmGK3am  
    Nikon AF 35~70/2.8 um2a#6uo  
    3.8 D-gH_ff<]9  
    0.79 KkJqqO"EL  
    Minolta AF 28~70/2.8 ? #K|l*  
    3.7 28MMH Q  
    0.78 Z vysLHj  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp GY~$<^AK  
    3.5 wI%M3XaBws  
    0.77 &LLU@|  
    Leica 28~70/3.5-4.5 =xI;D,@S  
    3.2 <:S qMf  
    0.75 tB_le>rhl  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro SQodk:1)  
    3.1 'a~@q~!  
    0.73 pj>R9zpn_  
    Sigma AF 28~70/2.8 /3b *dsYsl  
    3.0 SI7rTJ]/  
    0.73 1NZ"\9=U  
    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。 ;+Jx,{ )  
    IskL$Y ^  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: :j\7</uu  
    镜头品牌规格 #ArrQeO 5_  
    得分 r4yz{^G  
    MTF侧重平均值 t~Q 9} +  
    Leica 80~200/4 OH`a3E{e  
    4.2 z*.AuEK?  
    0.83 ]Ry9{:  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D S=@+qcI  
    4.1 j\y;~ V  
    0.82 vX+oZj   
    Canon EF 70~200/2.8 L A  6(`  
    4.1 3?93Pj3oPt  
    0.82 !<[+u  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 'Y?-."eKh  
    3.9 RY-iFydPc  
    0.81 jv)+qmqo!  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 9CD ei~  
    3.9 ipSMmpB  
    0.81 "[) G{VzT  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 'HA{6v,y  
    3.9 bWe2z~dP  
    0.80 SB62(#YR  
    Contax 80~200/4 BQu |qr q  
    3.8 .LzA'q1+z  
    0.79 U8_{MY-9}  
    Tokina AF 80~200/2.8 QoD_`d  
    3.4 Y>x{ [er  
    0.76 qt8Y3:=8l  
    Leica 70~210/4 ^~4]"J};M  
    3.3 q;{(o2g  
    0.75 8P n  
    Pentax FA 80~200/2.8 +R'8$  
    3.2 c`O~I<(Pm  
    0.74 I%T+H[,  
    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。 @|gG3  
    $>rt0LOF  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: (i&+=+"wn  
    镜头品牌规格 GS;GJsAs  
    得分 8Km&3nCv$Q  
    MTF侧重平均值 !(d] f0  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U G]lGoa}]`u  
    3.3 \u[x<-\/6  
    0.75 , ZsZzZ#  
    Pentax FA 28~70/4 AL Fis!MMh.$  
    3.3 o;8$#gyNY  
    0.75 &L6Ivpj-  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U .UK0bxoa  
    3.2 Xaz "!  
    0.74 6-U_TV  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ;dIk$_FN  
    3.1 @Q1!xA^S  
    0.73 2?,Jn&i5  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 !6/UwPs  
    3.1 S_lGr k\j  
    0.73 x@#>l8k?  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D (4H\ho8+mp  
    3.0 G(E1c"?  
    0.72 **q8vhJM  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp h,LSqjf "  
    3.0 x^ s,<G  
    0.72 t=%zY~P  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 d) -(C1f  
    2.9 HUKrp*Hv  
    0.72 aCZ0-X?c  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 "P! .5B  
    2.9 geQ!}zXWi  
    0.71 .; MS 78BR  
    Contax 28~70/3.5-4.5 *@rA7zPFf  
    2.8 %" iX3  
    0.71 P(T-2Ux6  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D >}SEU-7&\  
    2.8 W8W7<ml0A  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro N{Sp-J>  
    2.7 Dk  `&tr  
    0.70 ^".OMS"!  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 8xy8/UBIk0  
    2.7 4Kj.o  
    0.70 'sEnh<  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 * + T(i  
    2.6 +wi=IrRr  
    0.69 rWht},-|1  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 9#DXA}  
    2.3 X,Ql6uO  
    0.66 "uH>S+%|b  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 (cj9xROx  
    2.0 oidZWy  
    0.64  +n1!xv]  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 >LBA0ynh {  
    1.8 *7Vb([x4;  
    0.62 @.;+WQE  
    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: x?AG*' h&  
    镜头品牌规格 YZ~MByu  
    得分 M`Y^hDl6  
    MTF侧重平均值 )^:H{1'  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 5]O{tSj  
    3.2 O:?3B!wF  
    0.74 $PJ==N  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 2@ S}x@^  
    3.1 qO{z{@jo55  
    0.74 v,")XPY  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 217G[YE-  
    3.0 snaAn?I4  
    0.73 9E7G%-  
    Sigma  70~210/4-5.6 4  OPY  
    2.9 m CO1,?  
    0.72 xQsxc  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 |k.'w<6mb9  
    2.9 "L3mW=!*  
    0.72 5dj" UxH  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 *PF<J/Pr  
    2.9 Dg&6@c|  
    0.72 V 20h\(\\  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D W )FxN,  
    2.8 sK2N3 B&6  
    0.71 UhH#> 2r_  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 R4p Pt  
    2.7 4c5BlD  
    0.69 B4.: 9Od3  
    Yashica AF 70~210/4.5 4aO/^Hl  
    2.7 +byOThuE  
    0.69 m?w_ ]  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 O`Tz^Q /D  
    2.6 ACyK#5E  
    0.69 Y4k2=w:D  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6  l<6G Z  
    2.6 $a_y-lY  
    0.69 !!C/($  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U nCYkUDnZ  
    2.4 y[m,t}gi  
    0.67 Qx)b4~F?  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 6H|1IrG  
    2.4 cx[^D,usf~  
    0.67 ^_]ZZin  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): (d_z\U7l  
    镜头品牌规格 nH#>_R (  
    得分 RHUZ:r  
    MTF侧重平均值 G*9(O:  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 .!3e$mhV  
    3.7 6?a`'&  
    0.78 hl1IG !  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF GRcPzneiz  
    3.6 a{`hAI${  
    0.78 w<(ubR %$  
    Canon EF 20~35/2.8 L x3y+=aj  
    3.5 i<Z%  
    0.77 J5{;+ysUMl  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 _[HZ[9c!  
    3.5 %#2$B+  
    0.77 Y5aG^wE[:  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U b1C)@gl!Z  
    3.4 SA TX_  
    0.76 I[?\ Or  
    Pentax FA 20~35/4 AL ]$/oSa/  
    3.4 _ $a3lR  
    0.76 81Z;hO"~  
    Minolta AF 17~35/2.8 G bv4umL /  
    3.3 flCT]ZR  
    0.75 x?L[*N_ml  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 c {= ; lT  
    3.3 ">[#Ops-;$  
    0.75 av'm$I|O  
    Canon 20~35/3.5 L M`Q$-#E:  
    3.3 (4FVemgy  
    0.75 e"hfeNphz  
    Canon EF 17~35/2.8 L <D a-rv8  
    3.2 H~FI@Cf$L  
    0.74 /"X_{3dq?  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX NsB]f{7>8+  
    3.1 xSudDhRP  
    0.73 6l\5J6x  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 }y6|H,t9  
    2.9 _V"0g=&Hc  
    0.72 ]Q"T8drL  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 kp*v:*  
    2.8 CzBYH   
    0.71 PMAz[w,R~  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 }PI:O%N;  
    2.7 h7#\]2U$[5  
    0.70 H_?rbz}o  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro nI3p`N8j*  
    2.5 GlJ[rD  
    0.68 v.]{b8RR  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF BHr,jC  
    2.4 33~MP;  
    0.67 'x%gJi#  
    ) ^ En  
    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。 "}71z  
    Ll|-CY $  
    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。 BeUyt  
    LGhK)]:  
    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