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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 rm2{PV<+d  
    |;OM,U2  
      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: h(GgkTj4+  
    ,GVHwTZ0`  
      MTF = Vo / Vi JaG<.ki  
    *ubLuC+b  
      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。 ofcoNLX5c  
    +;:i,`Lmg  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 1ReO.Dd`R  
    aina6@S  
      (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。 !?O:%QG  
    BI4 p3-  
      (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)。 q/70fR7{v  
    :ozHuHJ#  
      看看photodo的例子: > ^n'  
    ,dzbI{@6  
    (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 (V{bfDu&h@  
    jY87N Hg  
      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。 e)!X9><J  
    3_^w/-7`B  
      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。 d cPh @3  
    KM< M^l_Q  
    MTF(续) ^a<=@0|  
    |=jgrm1yj  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 N<"_5  
    L G{N  
    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。 Zm&Zz^s  
    MZv&$KG4m@  
    浅谈MTF值的含义 t!D=oBCro  
    zr84%_^  
    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。 +;FF0_   
    .Zf#L'Rf  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 W 86S)+h  
    .? !{.D  
    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。 ik7#Og~ 3  
    MI',E?#yB  
    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。 ^row=5]E  
    MSRIG-  
    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。 '~liDz*O   
    .7~Kfm@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。 {:S{a+9~  
    -7m;rD4J  
    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: -}4H'%Z(i  
    镜头品牌规格 7dV^35 KP  
    得分 ;u}MG3Y8  
    MTF侧重平均值 N|1J@"H  
    Contax 28~85/3.3-4 L?Wl#wP\;*  
    4.0 )bPNL$O  
    0.81 "/ @ ;6   
    Canon EF 28~70/2.8 L gJ vc<]W8!  
    3.9 *DDfdn  
    0.81 D!qtb6<.  
    Nikon AF 35~70/2.8 05|t  
    3.8 ``aoLQc`  
    0.79 Y<a/(`  
    Minolta AF 28~70/2.8 FCqs'  
    3.7 +1h^9 Y'  
    0.78 rrbCg(  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp E%H,Hk^  
    3.5 nez5z:7F  
    0.77 [r^f5;Z  
    Leica 28~70/3.5-4.5 w$61+KHK  
    3.2 tet  
    0.75 O}#*U+j  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ,!sAr;Rk`  
    3.1 JK,#dA#  
    0.73 *$^M E  
    Sigma AF 28~70/2.8 mI0| lp 1$  
    3.0 {) Y &Vr5  
    0.73 EMs$~CL4  
    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。 Y*w< ~m  
    @H7dQ, %  
    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: 3'1O}xO  
    镜头品牌规格 M&Ycw XV:Z  
    得分 c!w4N5aM  
    MTF侧重平均值 Szwa2IdI.  
    Leica 80~200/4 wx<5*8zP  
    4.2 ='soSnT  
    0.83 pC#Z]_k  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D <@;eN&  
    4.1 e[Q(OV5(R  
    0.82 I&1Mh4yu  
    Canon EF 70~200/2.8 L N_/&xHw  
    4.1 ]Ms~;MXlx5  
    0.82 f"k/j?e*  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ^0X86  
    3.9 S&.DpsK  
    0.81 _|*3uGo:  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo (qohb0  
    3.9 tb0s+rb  
    0.81 d*q _DV  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 5%tIAbGW  
    3.9 :hxfd b-  
    0.80 .bL{fBTT~  
    Contax 80~200/4 IGv>0LOd@  
    3.8 ?+`Zef.g  
    0.79 $XT&8%|*7  
    Tokina AF 80~200/2.8 iW)FjDTP  
    3.4 N;Hf7K  
    0.76 D5AKOM!`  
    Leica 70~210/4 p?Yovckm  
    3.3 XPWK"t0 1  
    0.75 tw*qlbFHv  
    Pentax FA 80~200/2.8 0 w@~ynW[  
    3.2 kw=+"U   
    0.74 QdDdrR^&  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 +yCIA\i#t6  
    B;G|2um:$  
    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: QD"V=}'?  
    镜头品牌规格 =>S5}6  
    得分 S~Nx;sB  
    MTF侧重平均值 z KJ6j]m  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U zFQxW4G  
    3.3 <([o4%  
    0.75 jL`S6E?7  
    Pentax FA 28~70/4 AL W.0dGUi*  
    3.3 {u9VHAXCf  
    0.75 j g$%WAEb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U B8w 0DJ  
    3.2 ~>#=$#V   
    0.74 ^dqyX(  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U .F 3v)  
    3.1 OBb  
    0.73 +-8uIqZ  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 )(75dUl  
    3.1 o*r\&!NIw  
    0.73 ]u2! )vZh'  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D R<k4LHDy  
    3.0 i ]F,Y;&|  
    0.72 ^>k[T.  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp T4\,b  
    3.0 Lxd*W2$3_  
    0.72 oN)K2&M0  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 jQsucs5$h  
    2.9 )+cP8$n6L  
    0.72 wl5!f|  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 PiAA,  
    2.9 {\lu; b!  
    0.71 KY4|C05 ,  
    Contax 28~70/3.5-4.5 #^Sd r-   
    2.8 )v ['p  
    0.71 -Z6ot{%  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D HjV83S;  
    2.8 Q[8L='E  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Ibpk\a?A{  
    2.7 H#wn3O  
    0.70 .c~;/@{  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 :5h&f  
    2.7 G%rK{h  
    0.70 D97oS!*  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 j: ]/AReOL  
    2.6 ,bJZs-P0  
    0.69 "C}nS=]8m  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 wf8vKl#Kfw  
    2.3 s u![ST(  
    0.66 JUwP<C[  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 hDVD@b  
    2.0 w*Kw#m'U  
    0.64 9[$g;}w  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 }$m_):t@@  
    1.8 "L{;=-e  
    0.62 Jq?ai8  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: =X-$k k  
    镜头品牌规格 C{Aeud #5  
    得分 1Pn!{ bU3@  
    MTF侧重平均值 jC; XY!d6  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO > -k$:[l  
    3.2 Ct #hl8b:  
    0.74 6OIA>%{  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U %{o5 }TqD  
    3.1 a>""MC2  
    0.74 T[ky7\  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 LH<--#K  
    3.0 -41L^Di\  
    0.73 r1F5&?{q  
    Sigma  70~210/4-5.6 1v,4[;{  
    2.9 ~_^nWT*BV  
    0.72 5_=&U-? H  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 _Se>X=  
    2.9 EeL~`$f  
    0.72 a=C?fh  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 s g6  
    2.9 t {x&|%u  
    0.72 9)H~I/9Y  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D + Uj~zx@  
    2.8 .@1\26<  
    0.71 8FbBv"LI,g  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 F>!fu.Ws  
    2.7 sQTW?KA-Te  
    0.69 ?t?!)#X  
    Yashica AF 70~210/4.5 ~-'nEATE  
    2.7 5r`g6@  
    0.69 p?6w/n  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 gqG l>=.m  
    2.6 Z\LW<**b  
    0.69 _(oJ8h(  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ZTHr jW1  
    2.6 'nW:2(J  
    0.69 Pu}r` E_  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ~e'FPVDn  
    2.4 +O\6p  
    0.67 L(AY)gB  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ]6 }|X#_  
    2.4 9> [ $;>  
    0.67 umD .  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): KA%tVBl  
    镜头品牌规格 W}JJaZR*X  
    得分 >/evL /  
    MTF侧重平均值 ow]n)Te  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 s )_sLt8?  
    3.7 cl14FrpYu  
    0.78 %o*afd  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF MhJq~G p  
    3.6 ]Alu~Dw  
    0.78 0'aZ*ozk  
    Canon EF 20~35/2.8 L X~n Kuo  
    3.5 #WfJz}P,!  
    0.77 `Mp]iD {  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 vmW4a3  
    3.5 $6ITa}o  
    0.77 va#~ \%`  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 4[rD|  
    3.4 /m9t2,KB  
    0.76 D:%$a]_f  
    Pentax FA 20~35/4 AL H6e ^" E  
    3.4 85Ms*[g  
    0.76 >TK`s@jdSV  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Fda<cS]  
    3.3 RI-whA8+  
    0.75 2t#9ih"9  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 scN}eg:5  
    3.3 &X +@,!  
    0.75 24|:VxO  
    Canon 20~35/3.5 L ];j8vts&  
    3.3 x{RTI#a.  
    0.75 +.[#C5  
    Canon EF 17~35/2.8 L Y5Ey%M m6  
    3.2 5%,n[qj4IT  
    0.74 y\)bxmC  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 7.akp  
    3.1 QAcvv 0Hv  
    0.73 /`2VJw  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 :=*>:*.Kb  
    2.9 vWzNsWPK"{  
    0.72 0*q~(.>a  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 RwT.B+Onuy  
    2.8 ZYu^Q6 b3  
    0.71 %3"3OOT7  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 9.PY49|  
    2.7 /sJk[5!z  
    0.70 pmHd1 Wub  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro dv@6wp:  
    2.5 /"Rh bE   
    0.68 2c9@n9Vx3a  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF v  mw7H  
    2.4 c S{l2}E  
    0.67 c|ZZ+2IYd  
    f~W.i]  
    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。 h-!(O^M  
    K\n %&w  
    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。 $#"}g#u  
    ,3N8  
    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