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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 <``krPi  
    SQf.R%cg$  
      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: BlfW~l'mx  
    ?B:],aztf  
      MTF = Vo / Vi )0 i$Bo  
    9B1bq#  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 ._}Dqg$  
    M cbiO)@I  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? } 71 9_DF  
    &d[%  
      (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。 J y0TVjA  
    8B7,qxZ  
      (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)。 HlX2:\\  
    )yv~wi  
      看看photodo的例子: !o/;"'&E  
    (:J U  
    (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 Kr;F4G|Qt  
    ]hA]o7 k  
      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。 8HH\wu$$e  
    6T A2  
      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。 /Oa.@53tK6  
    DBzF\-  
    MTF(续) 3a6  
    w'!J   
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 * uZ'MS  
    M9sB2Ips<  
    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。 Zq"wq[GCN  
    +8V |  
    浅谈MTF值的含义 .[X"+i\  
    8]0?mV8iOE  
    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。 ~dj4Q eu  
    !fG`xZ~  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 :vy./83W  
    i]n ?zWo_h  
    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。 7)v`l1  
    %p.hwgvnp  
    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。 Q##L|*Qy  
    D z5(v1I9A  
    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。 qy~@cPT  
    ~qm u?5  
    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。  .)XJ-  
    cdsF<tpy  
    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: ~6:y@4&F  
    镜头品牌规格 DYvg^b  
    得分 O\qY? )  
    MTF侧重平均值 h\$juIQa  
    Contax 28~85/3.3-4 $ *^E  
    4.0 H!ISQ8{V  
    0.81 2T#>66^@q  
    Canon EF 28~70/2.8 L }X*.Vv A  
    3.9 'P?DZE  
    0.81 ) _O 6_  
    Nikon AF 35~70/2.8 U?Icyn3q0  
    3.8 h^6Yjy  
    0.79 B[Fuyy?  
    Minolta AF 28~70/2.8 i#y3QCNqf^  
    3.7 -,#LTW<.  
    0.78 $C !Mk  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Sk,9<@  
    3.5 P(BV J_n  
    0.77 = g)G!  
    Leica 28~70/3.5-4.5 P&@[ j0  
    3.2 0Ku%9wh-  
    0.75 (" >gLr  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ZM%z"hO9R  
    3.1 R]{AJ"p  
    0.73 uua1_# a  
    Sigma AF 28~70/2.8 c;e2= A  
    3.0 sZhl.[&zo  
    0.73 r'ydjy  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 \LS+.bp%  
    nu#_,x<LS  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: XK5qE"  
    镜头品牌规格 r?=7#/]  
    得分 R'q:Fc  
    MTF侧重平均值 _('KNA~  
    Leica 80~200/4 H-,RzL/  
    4.2 cAE.I$T(  
    0.83 ;|LS$O1c  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D h7S&tW GU  
    4.1 r. :H`  
    0.82 pMX#!wb  
    Canon EF 70~200/2.8 L Bu$GCSrX  
    4.1 6A& f  
    0.82 e[@q{.  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 1=t\|Th-  
    3.9 RZ[r XV5  
    0.81 #)BdN  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ,e ~@  
    3.9 7^J-5lY3S  
    0.81 Pl }dA  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED .#b!#   
    3.9 ZK[S'(6q  
    0.80 .#;;pu7W  
    Contax 80~200/4 Dn?P~%  
    3.8 ntSPHK|'  
    0.79 u= K?K  
    Tokina AF 80~200/2.8 ^J>jU`)CJ  
    3.4 khb Gyg%  
    0.76 X~Li`  
    Leica 70~210/4 %Iv0<oU  
    3.3 m GWT</=[$  
    0.75 e.0vh?{\  
    Pentax FA 80~200/2.8 9k^;]jE  
    3.2 rY>{L6d  
    0.74 F~ n}Ep~1  
    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。 OwQ 9y<v  
    .JpYZ |  
    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: 5U[;T]{)e  
    镜头品牌规格 5CkM0G`  
    得分 -9U'yL90B  
    MTF侧重平均值 'C~NQ{1TV  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U [j5 ^Zb&0  
    3.3 c(bh i  
    0.75 ~`MGXd"o  
    Pentax FA 28~70/4 AL u+zq:2)H6  
    3.3 xnu|?;.}!  
    0.75 N2}].}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 1GW=QbO 6  
    3.2 3yXF| yV  
    0.74 7;n'4LIa9  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ;1cX|N=  
    3.1 "$#x+|PyC  
    0.73 z1LATy  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 E<a~ `e  
    3.1 ];1z%.  
    0.73 1H @GwQ|<=  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D =?57*=]0M  
    3.0 Gr#p QE2;  
    0.72 ;G~0 VM2|  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp "wxs  
    3.0 /+J?Ep(_  
    0.72 /PIU@$DV  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 8@/]ki `>  
    2.9 2u6N';jgZ  
    0.72 yaA9* k  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 g?i_10Xlp  
    2.9 o)?"P;UhJX  
    0.71 [(`T*c.#.X  
    Contax 28~70/3.5-4.5 .d9VV&  
    2.8 y3$' gu|  
    0.71 $RKd@5XP  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D A A<9 XC  
    2.8 9GkG'  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro "^<:7_Y  
    2.7 FWdSpaas Q  
    0.70 (J<@e!@NE  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 mw`%xID*  
    2.7 t_,iV9NrZ  
    0.70 7esG$sVj(  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 w])bQ7)  
    2.6 OV>T}Fq  
    0.69 S,3e|-&$  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 _:M6~XHo  
    2.3 =YZp,{T  
    0.66 eJ%~6c`@!  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Z5-"a?{Y  
    2.0 rQ*'2Zf'<  
    0.64 B {/Pv0y   
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 jL%-G  
    1.8 ED"5y  
    0.62 }.2pR*W  
    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: Ua V9T:)x  
    镜头品牌规格 R.|fc5_"+  
    得分 %nOBsln  
    MTF侧重平均值 v2EM| Q xp  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO u;& `_=p  
    3.2 .(CzsupY_q  
    0.74 zmf5!77  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U )Ah  
    3.1 +2B{"Czm  
    0.74 '_r|L1  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 P!B\:B%4~]  
    3.0 dm.?-u;C  
    0.73 *-_` xe  
    Sigma  70~210/4-5.6 V)Z*X88:Tv  
    2.9 ( rZq0*  
    0.72 j=dHgnVvj  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 Wz:MPdz3(  
    2.9 )@1_Dm@0b  
    0.72 } %S1OQC  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 fBD5K3  
    2.9 "@GopD  
    0.72 !&SUoa  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 3$l'>v+5{  
    2.8 bMkn(_H)\  
    0.71 '$1-A%e$1  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 CL9p/PJ%e  
    2.7 f:"es: Fb  
    0.69 i]hFiX  
    Yashica AF 70~210/4.5 }#EiL !Pv  
    2.7 fgn*3 pg  
    0.69 e#kPf 'gL  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 3{d1Jk/S  
    2.6 NO`a2HR$  
    0.69 Ez<J+#)t  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 a/L?R Uu  
    2.6 NqhRJa63  
    0.69 a/_sL(F{  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U j*W]^uT,  
    2.4 ;13lu1  
    0.67 z>~`9Qiw'  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 vj?9X5A_  
    2.4 I7BfA,mZ7  
    0.67 4d0PW#97.  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): k[Uc _=  
    镜头品牌规格 HewVwD<C  
    得分 C&<f YCwG  
    MTF侧重平均值 z56W5g2  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 8C4 Tyms  
    3.7 ZwO&G\A^  
    0.78 Om>6<3n  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ",&}vfD4M  
    3.6  `9S<E  
    0.78 T{sw{E*  
    Canon EF 20~35/2.8 L tEiN(KA!5  
    3.5  @tDVW *!  
    0.77 oPzt1Y  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ]#S1 AvT  
    3.5 cQ3Dk<GZ  
    0.77 z ; :E~;  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Z?"Pkc.Ei  
    3.4  9l{r&]  
    0.76 R8o9$&4_  
    Pentax FA 20~35/4 AL m]7yc>uDy  
    3.4 ^!pagt^  
    0.76 ]7dm`XV  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ^U~YG=!ww  
    3.3 iOki ZN+d>  
    0.75 2!]':(8mR  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 wQM(Lm#Q  
    3.3 .O1g'%  
    0.75 AU-/-h=Mr  
    Canon 20~35/3.5 L &)xoR4!2  
    3.3 !i)?j@D  
    0.75 jew?cnRmd  
    Canon EF 17~35/2.8 L N<N!it  
    3.2 g%4|vA8  
    0.74 aeH 9:GQ6  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX O;qS 3  
    3.1 )2bPu[U  
    0.73 E@ t~juF!  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 L2Gm0 v  
    2.9 k*z)AR  
    0.72 I"T_<  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 H~||]_q|  
    2.8 X*%KR4`  
    0.71 G9Xrwk<g4  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Qs;bVlp!H  
    2.7 YM1@B`yWE  
    0.70 "'6KQnpZ  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro mI"|^!L  
    2.5 D_@r_^}  
    0.68 n6L}#aZG  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 93o}vy->  
    2.4 AO8`ItNZdT  
    0.67 \n:'>:0X!  
    s)ZL`S?</  
    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。 7U?x8%H*  
    EVRg/ {X  
    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。 $+7M Y-9T  
    -] J V  
    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