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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 gE ,j\M*  
    @\"*Z&]8z0  
      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: .vW~(ZuD  
    "^XN"SUw  
      MTF = Vo / Vi 3LXpe8$lJ  
    N"T8 Pt  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 . \d0lJSr  
    '^/E2+  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? p9s~WD/K  
    %I.{umU  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 8^R>y  
    L}21[ N~ky  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 #>- rKv.A  
    <khx%<)P  
      看看photodo的例子: f%|S>(   
    W^Rb~b^?  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 YAPD7hA  
    _yoG<qI  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 QE#$bCw  
    (C3d<a\:  
      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。 O ,>&w5   
    z5vryhX_Z  
    MTF(续) ,Tz ,)rY  
    AN%.LK  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 U3V<ITZI8t  
    :9`1bZ?a  
    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。 b@X@5SJFW  
    (mD]}{>  
    浅谈MTF值的含义 %om7h$D =`  
    B_&PK7vA  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 }fCM_w  
    ('lnQD.Hd  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 !6%G%ZG@3-  
    ZF t^q /pw  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 q@sH@-z4]  
    z<fEJN  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 x$Oz0[  
    M[{Cy[ta  
    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。 Q&#:M>!|  
    (s3%1OC[  
    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。 }dHiW:J>  
    - Q@d  
    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: kC k-  
    镜头品牌规格 >'jM8=o*Ax  
    得分 m2! 7M%]GC  
    MTF侧重平均值 Sy'>JHx  
    Contax 28~85/3.3-4 E\zhxiI  
    4.0 bn`zI~WS  
    0.81 S|J8:-  
    Canon EF 28~70/2.8 L %OtW\T=u  
    3.9 { &'TA  
    0.81 Imw x~eo  
    Nikon AF 35~70/2.8 iN*>Z(b"  
    3.8 kW~F*  
    0.79 sZH7 EK  
    Minolta AF 28~70/2.8 ^pjez+  
    3.7 #K l2K4  
    0.78 mqHt%RX  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp !LJ.L?9qw  
    3.5 AWDjj\Q4  
    0.77 =c,gK8C  
    Leica 28~70/3.5-4.5 [5VUcXGt*\  
    3.2 3DHm9n+/:  
    0.75 SRTpE,  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 6a?y $+pr  
    3.1 "(N HA+s/  
    0.73 j vV8`BQ{  
    Sigma AF 28~70/2.8 &~%@QC/  
    3.0 r$F]e]Ic\  
    0.73 .vv*bx   
    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。 UW*aSZ/?  
    XOCau.#  
    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: %5G BMMn  
    镜头品牌规格 8UIL_nPO  
    得分 RFJ;hh  
    MTF侧重平均值 Tv$7aVi!  
    Leica 80~200/4 Fsf22  
    4.2 _@N)]!\MgP  
    0.83 ~Z]vr6?$h  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D $5b|@  
    4.1 4l''/$P  
    0.82 (L >[,YO9  
    Canon EF 70~200/2.8 L F[ EblJ  
    4.1 Oez}C,0  
    0.82 hU 7fZl%yl  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Xa@wN/"F  
    3.9 7LwS =yP  
    0.81 yj~"C$s  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo `#rfp 9w  
    3.9 (U_Q7hja?  
    0.81 'pY;]^M  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED C._sgO  
    3.9 [M^[61  
    0.80 EYxRw  
    Contax 80~200/4 p'uz2/g  
    3.8 ~(j'a!#Vvk  
    0.79 pRvs;klf  
    Tokina AF 80~200/2.8 HY4E  
    3.4 (nD$%/uK'  
    0.76 } +4Bf+u:  
    Leica 70~210/4 CS\tCw\Y  
    3.3 yCIgxPv|7  
    0.75 c@-K  
    Pentax FA 80~200/2.8 4nH91Z9=  
    3.2 k |3(dXLG  
    0.74 1=Zw=ufqV  
    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。 \( <{)GpBi  
    y8vH?^:%<  
    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: 6b70w @P!  
    镜头品牌规格 Ue#yDTjc  
    得分 q#&#*6 )B  
    MTF侧重平均值 uq4s bkP  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U (VaN\+I:T  
    3.3 J7ekIQgR  
    0.75 5u_4lNJ&  
    Pentax FA 28~70/4 AL 8Wx@[!  
    3.3 g]<Z]R`  
    0.75 CQHp4_  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U O^Vy"8Ji}y  
    3.2 G>,nZ/,A{  
    0.74 $Oe58  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U zI&4k..4  
    3.1 SxZ^ "\H  
    0.73 I?Jii8|W9  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Gr"7w[|+  
    3.1 NhoS7 y(  
    0.73 '}+X,Usm  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D "YzTMKu  
    3.0 I0HY#z%  
    0.72 ab aQJ|  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp boF4d'g"  
    3.0 N9=r#![>,  
    0.72 5Ue^>8-  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 3.<6;?  
    2.9 2]NAs9aZ  
    0.72 RpXs3=9  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ZC5Yve8  
    2.9 0"^oTmQN  
    0.71 j t`p<gI  
    Contax 28~70/3.5-4.5 TFC!u 0Y"$  
    2.8 n E,gQHw  
    0.71 @CaD8%j{  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D C*s0r;  
    2.8 UiK+c30FU  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro -hVv  
    2.7 c,+(FQ9  
    0.70 c_z/At;4  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 KBr5bcm4u  
    2.7 Kcw1uLb  
    0.70 L`\`NNQC  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 "_1-IE  
    2.6 4ljvoJ}xjr  
    0.69 a0?iR5\  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 siRnH(^ J  
    2.3 EK8E  
    0.66 2u~c/JryN  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 V^ fGRA  
    2.0 LN.Bd,  
    0.64 }r~v,KDb  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 /G)KkBC  
    1.8 _ 7BF+*T  
    0.62 X&9^&U=e  
    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: FU5LY XCs  
    镜头品牌规格 ?K4.L?D#J  
    得分 ?79SPp)oo  
    MTF侧重平均值 z[5Y Z~}*  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 17 i<4f#  
    3.2 v#:+n+y\z  
    0.74 ~"JE![XR  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U qP;{3FSkAF  
    3.1 ^fE\S5P  
    0.74 Y|m_qB^_  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 y/X:=d6"  
    3.0 #}/cM2m  
    0.73 k+WO &g*|  
    Sigma  70~210/4-5.6 N;C"X4 rV  
    2.9 _@#uIOcE  
    0.72 iJ`%yg,  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 agU%z:M{  
    2.9 b:FEp'ZS  
    0.72 ;!l*7}5X=  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 'ZGT`'ri  
    2.9 6z9R1&~%  
    0.72 a%Z4_ToLZ  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D `W"a! ,s2  
    2.8 Vq3]7l  
    0.71 ]k'#g Z$  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 4;BW  
    2.7 =E [4H  
    0.69 'w`SBYQ5  
    Yashica AF 70~210/4.5 .Bb$j=  
    2.7 Q$xa  
    0.69 <[Tq7cO0  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 Qb!!J4| !  
    2.6 7oZ@<QP'  
    0.69 lfxuc7Rdla  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ( oQ'4,F  
    2.6 -Q<z1vz  
    0.69 OwG6i|q  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 4 ss&'h  
    2.4 J6)efX)j-p  
    0.67 x[vpoB+c  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Ne &Xf  
    2.4 l5FuMk-  
    0.67 94~"U5oQ:  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): =oo[ Eyr  
    镜头品牌规格 cm@jt\D  
    得分 TpJg-F  
    MTF侧重平均值 cr76cYq"Q  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 rQ`\JE&`  
    3.7 A#v|@sul  
    0.78 ]LEoOdDN"C  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF E:08%4O  
    3.6 Z{Vxr*9oO  
    0.78  EX[B/YH  
    Canon EF 20~35/2.8 L zb"rMzCH  
    3.5 Ho|o,XvLv  
    0.77 XMt u"K  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 !OPSSP]-  
    3.5 44\!PYf7  
    0.77 Sp 7u_Pq{  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U M:R8<.{  
    3.4 O!:QJ ^8 d  
    0.76 7n\ThfH{  
    Pentax FA 20~35/4 AL ~'NX~<m  
    3.4 1S+;ZMk  
    0.76 tRLE,(S,-  
    Minolta AF 17~35/2.8 G rlR !&  
    3.3 {/-y>sm  
    0.75 6D/uo$1Y  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 <KKDu$W|T  
    3.3 L<bYRGz  
    0.75 i~9?:plS  
    Canon 20~35/3.5 L 25aNC;J  
    3.3 t";{1.  
    0.75 bsB},pc  
    Canon EF 17~35/2.8 L *%:@ cbF-M  
    3.2  ci`zR9Ks  
    0.74 J5O.*&  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX @'*eC}\E  
    3.1 T |37#*c  
    0.73 -M6L.gi)oJ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 wAw42{M  
    2.9 8s<^]sFP  
    0.72 A'Gl Cp  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 92ZWU2"  
    2.8 w'A tf  
    0.71 :d.1;st  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 B1E$v(P3M  
    2.7 N*Yy&[  
    0.70 O]t\B *%}  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro {{32jU7<  
    2.5 ,"B?_d6  
    0.68 fO6[!M(  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF im8 -7Xt  
    2.4 /-Wuq`P/ T  
    0.67 _l<mu?"  
    0mTEim  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 )Nbc/nB$  
    {J2#eiF  
    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。 R\*)@[y9l  
    qYK4)JP  
    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