切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 11988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
    3102
    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 *'{9(Oj  
    :8+x&zn  
      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: G/(tgQ  
    iM8l,Os]<f  
      MTF = Vo / Vi brqmi<*9"[  
    =6fJUy^M\  
      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。 *J4 \KU  
    =|^R<#%/  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? a`C2:Z23(#  
    0NvicZ7VR  
      (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。 vr kj4J f  
    bQ0+Y?,+/  
      (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)。 ^ Vc(oa&;  
    a?W<<9]  
      看看photodo的例子: +J42pSxzoo  
    4a.8n!sys  
    (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 f{(D+7e}  
    THCvcU?X  
      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。 Gch3|e  
    ~ sWXd~\  
      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。 Te^_gdf  
    >ca`0gu  
    MTF(续)  [cfXcl  
    =%[vHQ\%  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 $JK,9G[Vu  
    P}!pmg6V  
    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。 bl|)/)6o  
    TD!c+ ${w  
    浅谈MTF值的含义 7Mh!@Rd_V  
    "1Y DT-I"  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 B6!ni@$M8X  
    {Sc*AE&Y  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 H]{`q  
    %=vU Z4  
    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。 +KP&D.wIo  
    S09Xe_q  
    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。 3X`N~_+  
    +\cG{n*  
    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。 '|yBz1uL  
    5N2`e3:I  
    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。 {^R" V ,)  
    0A75)T=lQ  
    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: `2G%&R,k"D  
    镜头品牌规格 ?y~"\iP  
    得分 fQ2U |  
    MTF侧重平均值 Z?."cuTt  
    Contax 28~85/3.3-4 "3Ckc"G@  
    4.0 AASS'H@  
    0.81 FaG&U  
    Canon EF 28~70/2.8 L AnBD~h h  
    3.9 Nqbm,s  
    0.81 |q\Rvt$d  
    Nikon AF 35~70/2.8 YE-}1&8  
    3.8 H5A7EZq}`  
    0.79 ;x u&%n[6@  
    Minolta AF 28~70/2.8 #b;TjnC5{$  
    3.7 'W p~8}i@  
    0.78 I-/-k.  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp qI2&a$Zb$  
    3.5 wJWofFz  
    0.77 *MXE>   
    Leica 28~70/3.5-4.5 Y0o{@)Y:  
    3.2 mk3,ke8  
    0.75 Okd7ua-f  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro IG8I<+<o  
    3.1 nS^,Sq\Ak  
    0.73 [5MV$)"!j  
    Sigma AF 28~70/2.8 .JWN\\  
    3.0 }Q;^C  
    0.73 6dqI{T-i?  
    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。 OT3~5j1[  
    \~>7n'd ]  
    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: R9~c: A4G  
    镜头品牌规格 &^F'ME  
    得分 (ZD~Q_O-  
    MTF侧重平均值 p $,ZYF~  
    Leica 80~200/4 *V@t]d$=#  
    4.2 %Lfy!]Ru  
    0.83 @`rC2-V  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D " 8g\UR"[  
    4.1 g_(O7  
    0.82 }^*m0`H  
    Canon EF 70~200/2.8 L A1aN<!ehB  
    4.1 < _ <?p&  
    0.82 S2~im?^21  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX slG%o5|m  
    3.9 207h$a,  
    0.81 /9 |BAQ:v;  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo fa(-&;q  
    3.9 \`>f?}4  
    0.81 ,egbU (:l  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED :eR\0cn  
    3.9 En YEAjX  
    0.80 srd\Mf_Ej  
    Contax 80~200/4  ^J& }C  
    3.8 $8NM[R.8^4  
    0.79 O?qM=W  
    Tokina AF 80~200/2.8 OCWyp  
    3.4 bMN ]co  
    0.76 wl%I(Cw{]  
    Leica 70~210/4 /k=k rAz.  
    3.3  y7.oy"  
    0.75 NV;T*I8O  
    Pentax FA 80~200/2.8 )xYGJq4  
    3.2 g,\O}jT\'  
    0.74 NxN~"bfh  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 r<_qU3Eaj  
    lQ?_1H~4=  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: O+ J0X*&x  
    镜头品牌规格 W-4R;!42  
    得分 a} :2lL%  
    MTF侧重平均值 v=?/c-J*  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U (6X{ &  
    3.3 ryt`yO  
    0.75 Md>9Daa~  
    Pentax FA 28~70/4 AL Kq}-)  
    3.3 3U[:N &Jb  
    0.75 ~Da-|FKa>  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U GBGna3  
    3.2 r.v.y[u  
    0.74 3F{R$M}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U >$;,1N $bd  
    3.1 9]^NAlno  
    0.73 D]+@pK b  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 X="]q|Z  
    3.1 v)LSH;<  
    0.73 Q `z2SYz>  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ~f?brQ?  
    3.0 <l$ vnq  
    0.72 xgZ<. r  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp #e&LyYx4  
    3.0 8l>YpS*S^  
    0.72 X-cP '"  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 =wFl(Q6J  
    2.9 So}pA2[0  
    0.72 ,o [FUi(#@  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 p+^K$w^Cs  
    2.9 !+n'0{  
    0.71 M~g@y$  
    Contax 28~70/3.5-4.5 P B{7u  
    2.8 E^x/v_,$w!  
    0.71 >9X+\eg-  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ZKVM9ofXRi  
    2.8 -5,+gakSk  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro [.nkNda5)v  
    2.7 OTmr-l6  
    0.70 pzxlh(a9  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 MO *7:hI  
    2.7 7}vx]p2  
    0.70 ^2"w5F  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 E{[>j'dwc  
    2.6 ]NY^0SqM  
    0.69 o> yo9n%t  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 Fhs/<w-  
    2.3 BJnysQ  
    0.66 /1?{,Das=  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 G+K`FUNA  
    2.0 oX?~  
    0.64 `6{4?v  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 *N%)+-   
    1.8 1c:/c|shQ_  
    0.62 fILD~  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: %TzdpQp"  
    镜头品牌规格 L+0O=zJF  
    得分 bl4I4RB  
    MTF侧重平均值 HVNX"`]"  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO gflO0$i  
    3.2 6V-JyTcxGI  
    0.74 &}FWpo!  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 6' 9zpe@`  
    3.1 u\=yY.   
    0.74 l/56;f\IA  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 6tup^Rlo;$  
    3.0 (_eM:H=e>  
    0.73 %6TS_IpJ  
    Sigma  70~210/4-5.6 -Vj112 fI  
    2.9 4J$dG l#f  
    0.72 T,v5cc:nO  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 `6o5[2V  
    2.9 }*vO&J@z  
    0.72 57:27d0y  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 FK;2u $:  
    2.9 pYX!l:hk  
    0.72 gHVD,Jr  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 6jz~q~ I  
    2.8 8lF:70wia  
    0.71 r1.OLn?C  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 'PdUSv|lH  
    2.7 r& nE M6  
    0.69 W! GUA<  
    Yashica AF 70~210/4.5 1|5TuljTd  
    2.7 MDfC%2Q  
    0.69 iLf* m~Q  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 [ejl #'*5  
    2.6 G_ 6!w//  
    0.69 (2r808^2  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 -_BjzA|  
    2.6 w/Wd^+I In  
    0.69 |JTDwmR  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U qz|xow/ns@  
    2.4 L7s _3\  
    0.67 DcEGIaW  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 5} 1qo7;  
    2.4 rqhRrG{L|&  
    0.67 CMHg]la  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 0]l9x}  
    镜头品牌规格 Q=#!wWVP  
    得分 Lq{/r+tt/  
    MTF侧重平均值 M.KXDD#O  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 >RKepV(X7  
    3.7 G/V0Yn""  
    0.78 r+}<]?aT>-  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Z/b,aZhB  
    3.6 :47"c3J  
    0.78 #\MkbZc d  
    Canon EF 20~35/2.8 L wW0m}L  
    3.5 $"`e^J9!!  
    0.77 K=!?gd!Vw  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 q:G3y[ P  
    3.5 sW!MVv  
    0.77 A|BN >?.t  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 5!7vD|6  
    3.4 (:|1h@K/R  
    0.76  fG|+ !  
    Pentax FA 20~35/4 AL ]H=P(Z -  
    3.4 SW=%>XKkh  
    0.76 'jBtBFzP-  
    Minolta AF 17~35/2.8 G }r:8w*4 7  
    3.3 ph@2[rUp  
    0.75 A9M/n^61  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Cj# ?Z7}z  
    3.3 #L xfE<^  
    0.75 q4ej7T8  
    Canon 20~35/3.5 L qgsw8O&  
    3.3 s:Z1 ZAxv  
    0.75 <`*v/D7\02  
    Canon EF 17~35/2.8 L i-Ri;E  
    3.2 fDZnC Fa  
    0.74 d4A3DTW  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX kud2O>>  
    3.1 u 9%AK g}~  
    0.73 d$v{oC }  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ;V)94YT  
    2.9 BaE}|4  
    0.72 juBzpQYj  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 X$ 76#x  
    2.8 j'&a)-Wx_  
    0.71 [300F=R  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 }3y Q*<  
    2.7 /n#t.XJY*  
    0.70 4mF=A$Q_/  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro `;#I_R_K  
    2.5 K<7 Db4H  
    0.68 ?XO}6q<tM  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF f`_6X~ p  
    2.4 k{pn~)xg  
    0.67 o1 @. <Q+}  
    }o9(Q8  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 KPs @v@5M  
    gBXJ/BW$y  
    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。 EO \@#",a  
    UQ)7uYQ5  
    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
    299
    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
    1181
    光币
    1774
    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