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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 vnKUD|  
    H.YntFtD'  
      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: 1(-)$m8}  
    F: \CDM=lS  
      MTF = Vo / Vi a{y ;Ub  
    m49)cK?  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 \E n^Vf  
    z 6p.{M  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? (u~@@d"  
    FN G]  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 Z/%>/  
    &n['#7 <(!  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 lLnD%*03  
    IF<jq\M  
      看看photodo的例子: tFG&~tNc  
    -cMqq$  
    (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 D&.+Dx^G  
    y3d`$'7H>  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 At"@`1n_u'  
    gx3arVa  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 BYRf MtT@+  
    P#iBwmwN+.  
    MTF(续) v&|o5om  
    aCQAh[T  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 {>90d(j  
    j2V^1  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 <"6 }C)G  
    c!b4Y4eJ  
    浅谈MTF值的含义 |SCO9,Fs  
    8^kw  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 4v Ug:'DM  
    ?8pRRzV$  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 J#MUtpPdQ  
    $vx]\` ^  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 uq'T:d  
    H}`}qu #~V  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 ym^  
    SIVzc Hm  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 r"c<15g2'  
    &iez{[O  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 |pA3ZWm  
    OLTgBXh  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: g6MK~JG$?h  
    镜头品牌规格 n' &:c}zKO  
    得分 5*C#~gd& F  
    MTF侧重平均值 8a)lrIg  
    Contax 28~85/3.3-4 O,u$L  
    4.0 rjz$~(&m6  
    0.81 icH\(   
    Canon EF 28~70/2.8 L F@UbUm2o  
    3.9 M] 7#  
    0.81 kocgPO5  
    Nikon AF 35~70/2.8 DJR_"8  
    3.8 ^z)p@sk#  
    0.79 ^-Bx zOp  
    Minolta AF 28~70/2.8 q-}q rg  
    3.7 B^nE^"b  
    0.78 d#NG]V/   
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ^\KZE|^3@  
    3.5 WS6'R    
    0.77 j"1#n? 0  
    Leica 28~70/3.5-4.5 <*oTVl4fS  
    3.2 QY|Rz(;m  
    0.75 ir !/{IQx  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro b@`h]]~:  
    3.1 [7 _1GSS1  
    0.73 JS$ojL^  
    Sigma AF 28~70/2.8 v[57LB  
    3.0 "n'kv!?\  
    0.73 ZOw%Fw4B  
    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。 nHyqfd<V>  
    OXp(rJ*bK  
    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: KDxqz$14 -  
    镜头品牌规格 %W` }  
    得分 n` M!K:Pq  
    MTF侧重平均值 $ra q,SP  
    Leica 80~200/4 S\io5|P  
    4.2 zl $mt'\y  
    0.83 "lLwgh;  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ]-g9dV_[>j  
    4.1 3n_N^q}  
    0.82 _xY dnTEl  
    Canon EF 70~200/2.8 L }ff+RGxLIG  
    4.1 5Q7Z$A1a 9  
    0.82 < #FxI  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX N(s5YX7<hd  
    3.9 Gn&=<q :H  
    0.81 !:baG]Y  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo tzJ7wXRr  
    3.9 'Y2ImSWj  
    0.81 z>]P_E~`}  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 3Zdwt\OQ  
    3.9 4g+Dp&U  
    0.80 hU'h78bt(  
    Contax 80~200/4 {f"oqry_g  
    3.8 YC[c QX  
    0.79 Q%r KKOX8  
    Tokina AF 80~200/2.8 Lo,uH`qU  
    3.4 \Vb|bw'e(  
    0.76 QZ& 4W  
    Leica 70~210/4  gx9=L&=d  
    3.3 &ea6YQ  
    0.75 Y[!s:3\f  
    Pentax FA 80~200/2.8 { k>T*/  
    3.2 []:&WA 9N  
    0.74 7?ICXhu9  
    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。 "*< )pnJ  
    7y4jk  
    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: hh!4DHv   
    镜头品牌规格 "O~7s}  
    得分 nD.K*#u  
    MTF侧重平均值 i"#pk"@`  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ^ 6b27_=  
    3.3 y**YFQ*sc  
    0.75 $+|. @ss  
    Pentax FA 28~70/4 AL =O%'qUj`q  
    3.3 IFsh"i  
    0.75 W#&BU-|2  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ',Y`\X  
    3.2 p~WX\;   
    0.74 !?)aZ |r  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U i^@hn>s$  
    3.1 *b7evU *1  
    0.73 m<sCRWa-  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 &G!~@\tMg  
    3.1 @>*r2=#14  
    0.73 }Q a  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D /Z~5bb(  
    3.0 O1Ynl` }  
    0.72  s2`}~  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp MbxJ3"@  
    3.0 .B?fG)'WsF  
    0.72 `m}G{jfk  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 M1=eS@  
    2.9 v:"Y  
    0.72 Ji.FG"h+2  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 C<#_1@^:8e  
    2.9 yMEI^,0"  
    0.71 s.^+y7$  
    Contax 28~70/3.5-4.5 %$_Y"82  
    2.8 !5 ?<QKOe  
    0.71 T_[5 ZYy  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D N :OLN[  
    2.8 Dtox/ ,"  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro fu iTy72  
    2.7 rgo!t028^  
    0.70 87F]a3  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 !?" pnKb}  
    2.7 H#M;TjR  
    0.70 r6&+pSA>  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Tol V3  
    2.6 H2'djZ  
    0.69 a4XK.[O  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 oT|:gih5  
    2.3 P6")OWd  
    0.66 ydMhb367|  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 \!"3yd  
    2.0 &oE'|^G  
    0.64 \E6 0  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Y.q$"lm7k  
    1.8 *x_e] /}  
    0.62 xt6%[)  
    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:  PZY6 I  
    镜头品牌规格 8_Z"@  
    得分 MO? }$j  
    MTF侧重平均值 .e4upT GU  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ;Fd1:"1pP  
    3.2 %XQJ!sC`  
    0.74 "EVf1iQ  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U !C(PfsrR/  
    3.1 %jJIR88  
    0.74 _C=01 %/  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Nxt`5kSx=  
    3.0 fymmA faR  
    0.73 ps^["3e  
    Sigma  70~210/4-5.6 x_9#:_S'  
    2.9 ] f5vk  
    0.72 ,&g-DC ag  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 9I}Uh#]k<  
    2.9 {L \TO,  
    0.72 ol~ tfS  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ,kUg"\_k  
    2.9  hOYX  
    0.72 0d$LUQ't  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D #=72 /[  
    2.8 3v&Shb?xb;  
    0.71 xVrLoAw  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Esm=sPW  
    2.7 );?tGX  
    0.69 ^)o]hE|  
    Yashica AF 70~210/4.5 7%&e4'SZO  
    2.7 [+ : zlA  
    0.69 ;Ah eeq746  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 qW /&.  
    2.6 w4R~0jXy  
    0.69 b>9?gmR{  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 UGvUU<N|N  
    2.6 =>JA; ft  
    0.69 p}JGx^X ~  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U [x- 9m\h  
    2.4 k8i0`VY5Y  
    0.67 RjR+'<7E^  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 +HjSU2  
    2.4 EWq < B)  
    0.67 x TqP`ljX  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): brK7|&R<  
    镜头品牌规格 >jnx2$  
    得分 flz7{W  
    MTF侧重平均值 .krEfY&  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 F=PBEaX  
    3.7 FbH@qHSH  
    0.78 ulk/I-y  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF `-Tb=o}.  
    3.6 n]nJ$u1u  
    0.78 Nr}O6IJ>Sg  
    Canon EF 20~35/2.8 L uL:NWgN  
    3.5 gQ|?~hYYv  
    0.77 @i#=1)Ze  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 xgtx5tg  
    3.5 sn Ou  
    0.77 }9N-2]  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U /g8nT1k  
    3.4 crx%;R   
    0.76 cY+n 6k5  
    Pentax FA 20~35/4 AL "*S_wN%  
    3.4 - ^Y\'y2  
    0.76 s=1k9   
    Minolta AF 17~35/2.8 G E 0OHl  
    3.3 p^Z|$aZZ  
    0.75 |h&okR+_,  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 A+}O~,mxP8  
    3.3 DcC|oU[  
    0.75 K.Cx 9  
    Canon 20~35/3.5 L MlLM $Y-@  
    3.3 Dc 84^>l  
    0.75 twt's,dO  
    Canon EF 17~35/2.8 L y'<5P~W!a  
    3.2 FTzc,6  
    0.74 K;`W4:,  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 2_Zn?#G8dl  
    3.1 Zrew}0  
    0.73 &g=6K&a$a  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 Gz--C(  
    2.9 aU$8 0  
    0.72 Tt_QAIl  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 .3SP# mI  
    2.8 bU}l*"  
    0.71 +x?8\  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ] pv!Ll  
    2.7 bn=7$Ax  
    0.70 0Ag2zx  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro dIA1\;@  
    2.5 J/rF4=j%xy  
    0.68 W@+ge]9m&  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF q9\(<<f|  
    2.4 g>a% gVly  
    0.67 B"`86qc  
    3GMrdG?Y  
    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。 TXbi>t:/S{  
    x4`|[  
    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。 oHF,k  
    7c<_j55(  
    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