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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 mFg<dTx0c8  
    A9f)tqbc  
      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: ZNf6;%oGG  
    KB%"bqB|  
      MTF = Vo / Vi n1JRDw"e$$  
    d p2F  
      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。 .Si,dc\  
    %70~M_  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? H$@`,{M629  
    N03HQp)g  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 7l'6gg  
    s~>d:'k7|  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 sArhZ[H  
    ,RJtm%w  
      看看photodo的例子: j/>$,   
    V=zi >o`   
    (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 ,8:(OB|a  
    %<E$,w>  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 {p;zuCF1  
     /<HRwG\w  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 v5By:z  
    /4c\K-Z;  
    MTF(续) QrfG^GID  
    vY%d   
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 I|>^1kr8w  
    yHs- h   
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 k *Q<3@S  
    j<u@j+V  
    浅谈MTF值的含义 cc#gEm)3C  
    99}(~B  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 KMU4n-s"o  
    Tsgk/e9K2?  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 q8s0AN'@t'  
    - M[$Zy^  
    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。 ^SxY IFL  
    > ;L6xt3  
    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=hYB}}nu  
    v'VD0+3[H  
    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(2tlZ  
    ,_yh z0.  
    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。 '<rZm=48  
    ,17hGKM  
    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: nX(+s*Y+w  
    镜头品牌规格 zY,r9<I8_x  
    得分 ;k7xMZs  
    MTF侧重平均值 Rniq(FA x  
    Contax 28~85/3.3-4 #tZ4N7  
    4.0 >)spqu]  
    0.81 jJuW-(/4[  
    Canon EF 28~70/2.8 L g{8,Wx,,  
    3.9 "Jt.lL ]5  
    0.81 O>^C4c!  
    Nikon AF 35~70/2.8 sB^<6W!`(  
    3.8 r9 ui|>U"  
    0.79 0BH_'ZW  
    Minolta AF 28~70/2.8 Z$0 uH*h  
    3.7 #bl6sa{E  
    0.78 )=AHf?hn  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp EGZb7:Y?  
    3.5 :cq9f2)  
    0.77 `FYv3w2  
    Leica 28~70/3.5-4.5 L5#P[cHzz  
    3.2 wQwQXNG  
    0.75 s<oNE)xe  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 7PANtCFb&  
    3.1 / C>wd   
    0.73 ^@qvl%j  
    Sigma AF 28~70/2.8 $:  ]o]a  
    3.0 E-I-0h2  
    0.73 >TQH|}|6(y  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 i?fOK_d  
    {_S}H1,  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: 0KGY\,ae:;  
    镜头品牌规格 WAn~ +=Ax  
    得分 r6&5 4f  
    MTF侧重平均值 UEozAY  
    Leica 80~200/4 P?t" jKp'  
    4.2 B x (uRj  
    0.83 [P 06lIO  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D DdVF,  
    4.1 agjv{  
    0.82 L ]w/P|  
    Canon EF 70~200/2.8 L 6xZ=^;H  
    4.1 |b*? qf  
    0.82 iVd.f A  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Y]L9Y9  
    3.9 Y=?yhAw  
    0.81 {K9/H qH  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo qUxRM_7U  
    3.9 xf b]b2  
    0.81 ,(;lIP  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED k'#(1(xj  
    3.9 Hd,p!_  
    0.80 e_/b2"{  
    Contax 80~200/4 LxpuhvIO  
    3.8 ]79:yMD~ba  
    0.79 %K>.lh@  
    Tokina AF 80~200/2.8 mExVYp h  
    3.4 lWqrU1Sjl  
    0.76 I =1+h  
    Leica 70~210/4 l'\pk<V  
    3.3 2Sh  
    0.75 BM(]QUxRd  
    Pentax FA 80~200/2.8 :%sXO  
    3.2 8Goh4T H  
    0.74 jLpc Zb,  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 6e _dJ=_  
    ~t^eiyv  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 2D:fJ~|-[  
    镜头品牌规格 C&6IU8l\  
    得分 i} N8(B(  
    MTF侧重平均值 1.gG^$Jd  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ?}m']4p  
    3.3 5cEcTJL[C  
    0.75 wbe<'/X+  
    Pentax FA 28~70/4 AL &NSY9'N,  
    3.3 j S]><rm  
    0.75 :"l-KQ0  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ^;Sy. W&`  
    3.2 9Ffp2NW`;  
    0.74 Dgx8\~(E'  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U xY$iz)^0&  
    3.1 \TF!S"V  
    0.73 #?XQ7Im  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 E=cwq"  
    3.1 aM{xdTYaU  
    0.73 Ton94:9bZ  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Y;)dct  
    3.0 %/>Y/!;  
    0.72 U-:ieao@  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp MNg^]tpf  
    3.0 qY >{cjo  
    0.72 |=EZ1<KzD  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 H<QT3RF2  
    2.9 BbRBT@  
    0.72 :Dd$i_3=  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 5r?m&28X  
    2.9 XfKo A0  
    0.71 11,!XD*"  
    Contax 28~70/3.5-4.5 8HZs>l  
    2.8 P<Zh XN'  
    0.71 Fh*j#*oe  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 9{$'S 4  
    2.8 M{$j  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 7^M9qTEHp  
    2.7 W,K%c=  
    0.70 ?]rPRV  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 l9Q(xuhv  
    2.7 E7Ulnvd  
    0.70 p2N:;lXM  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 R@wjccu  
    2.6 FVKW9"AyW  
    0.69 f"( X(1F  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 Hk7q{`:N  
    2.3 8v7 1e>  
    0.66 c)Ic#<e(  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 qiZO _=0  
    2.0 S=xA[%5  
    0.64 kEO7PK/  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 gaf$uT2  
    1.8 ZbT/$\0(6  
    0.62 fRfn2jA)d  
    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: gt\MS;jMa  
    镜头品牌规格 oxj3[</'k  
    得分 zvvP81$W  
    MTF侧重平均值 >I<r)w]  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO up2+ s#  
    3.2 r|*&GHo L  
    0.74 UYA_jpIP  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U zFQ&5@43  
    3.1 fgj^bcp-  
    0.74 bT6sb#"W  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 j Y6MjZI  
    3.0 NjE</Empb%  
    0.73 QW_agm  
    Sigma  70~210/4-5.6 5`]UE7gT  
    2.9 dtPoo\@  
    0.72 O,<IGO  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 yIb,,!y9{  
    2.9 cV-1?h63  
    0.72 hfcIvs/!  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 -AYA~O(&  
    2.9 cE iu)2*e  
    0.72 E`j-6:  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D F/1#l@qN  
    2.8 Ke-)vPc  
    0.71 `mH %!{P  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 L'i-fM[#  
    2.7 [~\PQYm'  
    0.69 muW!xY  
    Yashica AF 70~210/4.5 B$KwkhMe  
    2.7 WhBpv(q}.  
    0.69 (]*H[)F/  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 fn CItK~y  
    2.6 O9(r{Vu7u  
    0.69 as+GbstN  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 zNSu  
    2.6 K1?Gmue#I  
    0.69 %g]vxm5?  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U l$*=<tV  
    2.4 q EUT90  
    0.67 ]v G{kAnH  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 "Dy'Kd%,%/  
    2.4 YYg)  
    0.67 k#}g,0@  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ]=73-ywn]  
    镜头品牌规格 IgL_5A  
    得分 #(LfYw.P1V  
    MTF侧重平均值 `A/j1UWJ  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 'z=:[#b  
    3.7 'j%F]CK  
    0.78 V2|3i}V"  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF M!M!Ni  
    3.6 ?R Fg$Z'^  
    0.78 vQ@2FZzu>  
    Canon EF 20~35/2.8 L <uP^-bv;(  
    3.5 DZ ^1s~  
    0.77 fR-C0"c  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 EA<}[4#jS  
    3.5 :Zw @yt  
    0.77 f!t69nd%L  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 1+y"i<3)  
    3.4 ^] p  
    0.76 M~6@20$oW  
    Pentax FA 20~35/4 AL w-N1.^  
    3.4 ;P?q2jI  
    0.76 2_QN&o ~h  
    Minolta AF 17~35/2.8 G m:Go-tk  
    3.3 zGcqzYbuA  
    0.75 w8~K/>!f  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 O';ew)tI  
    3.3 +$z]w(lbT  
    0.75 *j)M]  
    Canon 20~35/3.5 L ;eB ~H[S/  
    3.3 }UyQ#U  
    0.75 b1^n KB  
    Canon EF 17~35/2.8 L Y\/gU8w/  
    3.2 ?T: jk4+  
    0.74 nw'-`*'rj  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX "u' )g&   
    3.1 +zOOdSFk.  
    0.73 w5~i^x  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ? S=W&  
    2.9 {6vEEU  
    0.72 ,35&G"JK5  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 5a8>g [2U  
    2.8 vrl[BPI  
    0.71 ,WTTJN  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 KAA3iA@>+  
    2.7 q{4|Kpx@  
    0.70 t)1phg4H)  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ~0tdfK0c  
    2.5 F#q&(  
    0.68 CVKnTEs  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF =LH}YUmd  
    2.4 o#i ]"  
    0.67 Re:T9K'e  
    +GNWF% zN  
    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。 )q?$p9  
    7t(Y;4<2  
    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。 E)'8U  
    X}JWf<=q  
    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