切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 12919阅读
    • 17回复

    [其它]MTF调制传递函数知识详解 [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线lchg_yy
     
    发帖
    159
    光币
    3129
    光券
    0
    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 h48 bb.p2  
    ETelbj;0  
      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: <}2A=~ _  
    9dYOH)f  
      MTF = Vo / Vi r@|ZlM@O  
    k?-S`o%Q  
      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。 i./Y w  
    e "_"vbk  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 2np-Fc{S  
    8IOj[&%0  
      (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。 l?/gW D^  
    7}07Pit  
      (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)。 k2uBaj]  
    n/-N;'2J  
      看看photodo的例子: _IKQ36=  
    a71}y;W  
    (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 )"~=7)~<^  
    v>k b^38  
      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。 C$y fMK,,N  
    =n)#!i  
      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。 P:a*t[+  
    !Bncx`pl  
    MTF(续) S41)l!+2  
    hvcR.f)C>  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 my=~"bw4  
    Esa6hU#  
    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。 2K~tDNv7  
    44|03Ty  
    浅谈MTF值的含义 + 1f{_v  
    4^BLSK~(  
    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。 _!;\R7]  
    {4)5]62>u  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 J\GKqt;5@  
    jL2MW(d^Q  
    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。 10TSc j  
    4SBLu%=s%  
    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。 : n`0)g[(  
    bZnDd  
    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。 ]Y$&78u8t  
    K1 6s)S'  
    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。 rl41# 6  
    ls]Elo8h1f  
    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: 9Mut p4#  
    镜头品牌规格 rcW#6VZ=  
    得分 *IVD/9/  
    MTF侧重平均值 6yi/&#YM  
    Contax 28~85/3.3-4 ua!D-0  
    4.0 #Z#_!o  
    0.81 ,Zr  YJ<  
    Canon EF 28~70/2.8 L R+x%r&L5F  
    3.9 &a~L_`\'  
    0.81 X.:_"+I;  
    Nikon AF 35~70/2.8 P[6dTZ!\s  
    3.8 <vO8_2,V-  
    0.79 ,at-ci\'  
    Minolta AF 28~70/2.8 b^;N>zx  
    3.7 jCam,$oE  
    0.78 }% FDm@+  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp |)*m[_1  
    3.5 $o{F  
    0.77 VQ/ <09e  
    Leica 28~70/3.5-4.5 C-_w]2MM  
    3.2 j(UX 6lR  
    0.75 R^F7a0"  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro P=}H1 #  
    3.1 0  %C!`7  
    0.73 ~4}*Dhsh  
    Sigma AF 28~70/2.8 B/:>{2cm  
    3.0 lu<Np9/5<  
    0.73 60(}_%  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 OME!W w  
    ]5aux >.n  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: ~ mHXz  
    镜头品牌规格 !Q<8c =f  
    得分 }D8~^   
    MTF侧重平均值 xuw//F  
    Leica 80~200/4 _D!M nTK  
    4.2 mNGb} lR  
    0.83 |F8;+nAVF#  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D pqRO[XEp2  
    4.1 ]J GKL5~p  
    0.82 Q';\tGy  
    Canon EF 70~200/2.8 L pQ4 %]Api  
    4.1 7r:nMPX  
    0.82 QYFN:XZ  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 1e+h9|hGYw  
    3.9 ~ `tJvUo0  
    0.81 KE }o  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo K gR1El. r  
    3.9 <VauJB*R  
    0.81 ;D %5 nnr  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED :8p2Jxm  
    3.9 iT)2 ?I6!  
    0.80 )dUd`g  
    Contax 80~200/4 B' P,?`  
    3.8 z+5u/t  
    0.79 ,3g]= f  
    Tokina AF 80~200/2.8 WzNG<rG  
    3.4 NzwGc+\7}  
    0.76 Ae,2Xi  
    Leica 70~210/4 ORFr7a'K  
    3.3 H >@JfYZ0  
    0.75 >TH-Q[  
    Pentax FA 80~200/2.8 q70YNk}  
    3.2 \&l*e  
    0.74 RBHqLg(  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 )dzjz%B)  
    ^5^ zo~^o  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: [hvig$L  
    镜头品牌规格 ~CjmYP'o  
    得分 FW6E)df  
    MTF侧重平均值 +9=p*3cnp  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 7J)a"d^e  
    3.3 7,&3=R <  
    0.75 gFH;bZU  
    Pentax FA 28~70/4 AL oPCIlH  
    3.3 7Vof7Y <  
    0.75 }]Z,\lA  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U l[x`*+ON:2  
    3.2 m+G0<E%  
    0.74 &6~ncQWu  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U AQ_#uxI'oa  
    3.1 ]#WX|0''^  
    0.73 ^.><t+tM  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 7lBQd(  
    3.1 ttJ:[ R'  
    0.73 ?_<UOb*  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D F".IB^} $  
    3.0 R'$ T6FB5  
    0.72 z; z'`A  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp gIf+.^/m1  
    3.0 [{d[f|   
    0.72 Y/Gswcz  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 /Va&k4  
    2.9 RQ$o'U9A  
    0.72 dwsy(g7  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 +{l3#Y  
    2.9 |Jx2"0:M  
    0.71 /=O+/)l`  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Dv\:b*  
    2.8 P\G C8KV]  
    0.71 &VBD2_T  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D E&Zx]?~  
    2.8 u/c~PxC  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro |^&2zyUj/  
    2.7 @kgpq  
    0.70 '~vSH9nx/  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ct4)faM  
    2.7 9FR1Bruf  
    0.70 MCO$>QL  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 n4 6PQm%p  
    2.6 (>@syF%PB  
    0.69 Z ysUz  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 )LS+M_  
    2.3 T_|fb)G+{  
    0.66 oqU#I~ -  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 <` VJU2  
    2.0 9.w3VF_C  
    0.64 'Q;?_,`  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 7^ Q$pT>  
    1.8 e+=G-u5}-  
    0.62 1'._SMP  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: {/VL\AW5$  
    镜头品牌规格 ~.y4 ,-  
    得分 sp]y!zb"5  
    MTF侧重平均值 @'| 6lG  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO j9 &AMg  
    3.2 U\!LZ?gC  
    0.74 DD{@lM\vc  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 1:l&&/Wy  
    3.1 ]Pl6:FB8%@  
    0.74 :^.87>V7  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 $S-;M0G x  
    3.0 9g,L1 W*  
    0.73 !z6/.>QJ~  
    Sigma  70~210/4-5.6 l\l]9Z6%  
    2.9 PI<s5bns {  
    0.72 ^V;lZtZ  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 U JRT4>G  
    2.9 ng)yCa_Ny  
    0.72 ^=M(K''  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 U~`^Y8UF  
    2.9 s/'hLkxI  
    0.72 aRb:.\ \zc  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D )( jNd&H  
    2.8 aNf3 R;*  
    0.71 YyBq+6nq5  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 KKTfxNxJn  
    2.7 we).8%)'  
    0.69 )RKhEm%Vr2  
    Yashica AF 70~210/4.5 J+*Y)k  
    2.7 f$*9J  
    0.69 k |aOUW  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 4!RI2?4V  
    2.6 8Nq Iz  
    0.69 Am^O{`r41  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 -2u+m  
    2.6 K`Zb;R X  
    0.69 \}Kp=8@nE  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U T%#P??k  
    2.4 @x>2|`65Y  
    0.67 lcJumV=%>  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 F[giq 1#  
    2.4 (ZR"O8  
    0.67 P VW9iT+c  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): #AnSjl  
    镜头品牌规格 3 AF]en  
    得分 Qvg"5_26v  
    MTF侧重平均值 |*| a~t  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 f9bz:_;W_  
    3.7 ![C $H5  
    0.78 =ZL}Av}  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF j`pR;XL1[  
    3.6 Nm.>C4  
    0.78 $7 Uk;xV  
    Canon EF 20~35/2.8 L -L<Pm(v&  
    3.5 $?Mz[X  
    0.77 H%%nB  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 IYC#H}  
    3.5 6spk* 8e  
    0.77  jmNj#R@t  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 7anpz%  
    3.4 K1WoIv<Ym  
    0.76 !`U<RlK7  
    Pentax FA 20~35/4 AL [|Pe'?zkf  
    3.4 +Y[+2=lO  
    0.76 +W4g:bB1  
    Minolta AF 17~35/2.8 G {j@)sDM X  
    3.3 VO6y9X"  
    0.75 @S:/6__  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 E cz"O   
    3.3 ^$ bhmJYT  
    0.75 i(kK!7W35  
    Canon 20~35/3.5 L uQ1;+P:L  
    3.3 @ ]3Rw[% z  
    0.75 ;a)\5Uy  
    Canon EF 17~35/2.8 L ,p1]_D&  
    3.2 QYGxr+D  
    0.74 K0@7/*%  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ]vFmY  
    3.1 j( :A  
    0.73 <}1%">RA  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 |O2PcYNu  
    2.9 Qq`\C0RZ  
    0.72 Wc G&W>  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 ( %!R  
    2.8 a~"X.xT\R  
    0.71 ![tI(TPq  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 cyE2=  
    2.7 __c_JU  
    0.70 g_X7@Dt  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro r8.v0b"1  
    2.5 Bb `^,?m  
    0.68 DV" ri  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ^)pY2t<^  
    2.4 Q1[s{,  
    0.67 1ouTZ'c?  
    Q(3x"+  
    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。 'b,D;'v  
    _@TTVd  
    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。 xGA0] _  
    PEl]HI_H  
    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。
     
    分享到
    离线scorebean
    发帖
    180
    光币
    1200
    光券
    0
    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
    发帖
    1
    光币
    1
    光券
    0
    只看该作者 2楼 发表于: 2010-07-04
    very good.
    离线luckytim
    发帖
    100
    光币
    21
    光券
    0
    只看该作者 3楼 发表于: 2010-09-25
    很好的文章
    离线joyinmay
    发帖
    123
    光币
    303
    光券
    0
    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
    发帖
    1184
    光币
    1762
    光券
    0
    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
    发帖
    377
    光币
    1231
    光券
    0
    只看该作者 6楼 发表于: 2012-12-01
    very dood
    离线空空也
    发帖
    377
    光币
    1231
    光券
    0
    只看该作者 7楼 发表于: 2012-12-16
    very dood
    离线空谷幽蓟
    发帖
    88
    光币
    32
    光券
    0
    只看该作者 8楼 发表于: 2012-12-31
    看完了,长进了~
    离线wangyue8
    发帖
    35
    光币
    13
    光券
    0
    只看该作者 9楼 发表于: 2013-04-26
    非常有帮助 谢谢