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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 )]C]KB  
    ,EEAxmf  
      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: WBWW7HK  
    n o<$=(11i  
      MTF = Vo / Vi B=d< L^  
    qF~9:`  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 ;9z|rWsF  
    <Tgy$Hm  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? J "I,]  
    >b2!&dm  
      (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。 `r1}:`.m,  
    gP QOv  
      (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)。 vz4( k/  
    >M2~p& Si  
      看看photodo的例子: BQ Pmo1B  
    ;"Gy5  
    (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 ~7ZZb*].(  
    N0w?c 5>  
      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。 %9>w|%+;U+  
    ,A`|jF  
      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。 95'+8*YCY  
    =8 @DYz'  
    MTF(续) 8HKv_vl  
    e& `"}^X;I  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 j ^j"w(a  
    N0S^{j,i  
    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。 bfA>kn0C  
    &233QRYM  
    浅谈MTF值的含义 DehjV6t  
    B%\&Q @X  
    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。 ;iiCay37F  
    q3#[6!  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 H};1>G4  
    >)M1X?HI5  
    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。 E \/[hT  
    6Pl|FI JF  
    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。 M584dMM  
    5/nL[4Z  
    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。 2om:S+3)2  
    zk{d*gN  
    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。 ."ZG0Zg  
    ppz3"5  
    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: kfnh1|D=aY  
    镜头品牌规格 hdw.S`~}%  
    得分 \#%GVru!  
    MTF侧重平均值 =?C <@  
    Contax 28~85/3.3-4 "Y<;R+z  
    4.0 }MOXJb @  
    0.81 5 I_ :7$8  
    Canon EF 28~70/2.8 L F6sQeU  
    3.9 s\ C ,5  
    0.81 D@&xj_#\}  
    Nikon AF 35~70/2.8 4o}{3 ! m  
    3.8 *xxk70Cb  
    0.79 @LOfqQ$FE  
    Minolta AF 28~70/2.8 m"~ddqSMT  
    3.7 }=EJM7sM|k  
    0.78 nPvys~D  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp >niv >+!N  
    3.5 \ 86 g y/  
    0.77 Ee}|!n>  
    Leica 28~70/3.5-4.5 _3%$E.Q  
    3.2 PMTrG78p*  
    0.75 Zy7kPL;b  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro d;dT4vx$[M  
    3.1 wuXQa wo  
    0.73 q<3La(^/  
    Sigma AF 28~70/2.8 [w<_Wj  
    3.0 [z!m  
    0.73 -crMO57/  
    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。 w =F9>  
    {g nl6+j  
    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: PpFQoY7M  
    镜头品牌规格 |v7Je?yh  
    得分 5!A:xV]6]  
    MTF侧重平均值 E\D,=|Mul  
    Leica 80~200/4 pv0|6X?J"  
    4.2 RTlC]`IGT  
    0.83 b|AjB:G  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D >/\TG8t,f  
    4.1 T`@brL  
    0.82 1P"7.{  
    Canon EF 70~200/2.8 L AsE77AUA  
    4.1 /#T{0GBXe  
    0.82 424iFc[  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 3A ^AEO  
    3.9 `5- ;'nX  
    0.81 b * \ oQ  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ~9o@1TO:v  
    3.9 c&bhb[  
    0.81 *-=/"m  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED * ;sz/.  
    3.9 <k8WnA ~Fl  
    0.80 bp'%UgA)1  
    Contax 80~200/4 ZB1%Kn#zo4  
    3.8 ]R\L~Kr  
    0.79 EE]xZz>o  
    Tokina AF 80~200/2.8 1p~ORQ  
    3.4 nmn/4>  
    0.76 9~=zD9,|iA  
    Leica 70~210/4 rPy,PQG2w  
    3.3 JZ`u?ZaJ/s  
    0.75 1.@{5f3T  
    Pentax FA 80~200/2.8 G HQ~{  
    3.2 8Kl&_-l{b  
    0.74 .*6NqX$  
    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。 {i=V:$_#  
    bK}ZR*)  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: ;/V])4=  
    镜头品牌规格 <;#gcF[7>  
    得分 "Ai\NC  
    MTF侧重平均值 -flcB|I`  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U i?d545. u  
    3.3 tH; 6 Mp;f  
    0.75 ^! h3#4  
    Pentax FA 28~70/4 AL *VXx\&  
    3.3 bx2<WdLyT  
    0.75 PdVY tK%  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Q'jGNWep  
    3.2 ~rI2 RJ  
    0.74 lFf>z}eLy  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U -ewR:Y@j  
    3.1 Xk!{UxQKQ  
    0.73 *6<4ECa7C  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 k;<@ 2C  
    3.1 lE%KzX?&  
    0.73 .!^OmT,u  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D @VHstjos^V  
    3.0 6K7lQ!#}Q  
    0.72 sa<\nH$_X  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp #l+Rs3T:  
    3.0 eQyc<  
    0.72 lAG@nh^  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 28M^ F~0  
    2.9 eu)""l  
    0.72 id+EBVHAd  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8  l #]#_  
    2.9 s\~j,$Mm2  
    0.71 3%Q<K=jy  
    Contax 28~70/3.5-4.5 9G6ZKqum  
    2.8 e/x 9@1s#  
    0.71 J"h2"$v,  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D IDpLf*vSG  
    2.8 !|V_DsP  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Iao?9,NL9O  
    2.7 wAu]U6!  
    0.70 dm_Pz\ *  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 4W2.K0Ca  
    2.7 9MJ:]F5+  
    0.70 *1-0s*T  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ^o>WCU=  
    2.6 mHW%^R=  
    0.69 . WJ  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 " +{2!  
    2.3 )gU:Up24|"  
    0.66 {=Ji2k0U'  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 sqF.,A,  
    2.0 =Gj~:|;$  
    0.64 pHoxw|'Y  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 |;aZi?Ek[  
    1.8 w AdaP9h  
    0.62 N0$ uB"  
    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: -sf[o"T,j  
    镜头品牌规格 (6H 7?nv  
    得分 8?'=Aeo  
    MTF侧重平均值 !.iFU+?V  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO |'o<w ]hc  
    3.2 o*d(;  
    0.74 l| \ -d  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U FncP,F$8   
    3.1 E.N>,N  
    0.74 ub1~+T'O  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 #/9Y}2G|]  
    3.0 <jFov`^  
    0.73 ['>r tV  
    Sigma  70~210/4-5.6 A=ez,87  
    2.9 1W0[|Hf2v*  
    0.72 qKeR}&b  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 sGiK S,.K  
    2.9 8eh3K8tL#  
    0.72 N5#j}tT  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ghkV^ [  
    2.9 x6\VIP"9L  
    0.72 ,0nrSJED  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D m4~~q[t  
    2.8 JX>`N5s  
    0.71 .W;cz8te  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 @3b@]l5  
    2.7 &>Y.$eW_  
    0.69 &0ymAf5R  
    Yashica AF 70~210/4.5  cFjD*r-  
    2.7 ^*y 1Fn0  
    0.69 +#UawYLJ  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 lFA-T I&  
    2.6 ?mVSc/  
    0.69  9,tk  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 PbxQ \.  
    2.6 qM Qu!%o  
    0.69 nD 4C $  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U VggSDb  
    2.4 V=>]&95-f  
    0.67 NVom6K  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 g^=Ruh+  
    2.4  0,#n_"  
    0.67 AEFd,;GF  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): wYS r.T8Q  
    镜头品牌规格 3F6A.Ny  
    得分 B'y)bY'_dS  
    MTF侧重平均值 K1;b4Sl?A  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 [oXr6M:  
    3.7 YoQQ ,  
    0.78 )#? K2E  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF |w>b0aY  
    3.6 nI73E  
    0.78 ~Kt+j  
    Canon EF 20~35/2.8 L o=lZl_5/u;  
    3.5 SFEDR?s   
    0.77 ]R09-s 0$7  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 5VVU%STP  
    3.5 uXA}" f2  
    0.77 &I{5f-o*  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U $RC)e 7  
    3.4 -" r4  
    0.76 NQOf\.#g  
    Pentax FA 20~35/4 AL ,x3< a}J  
    3.4 (II#9 n)  
    0.76 PyQ\O*  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ^`$-c9M?'  
    3.3 an Kflt3  
    0.75 J'&K  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 bXM&VW?OP  
    3.3 ! bwy/A  
    0.75 XZTH[#MqeI  
    Canon 20~35/3.5 L \2Q#'  
    3.3 W_ ;b e  
    0.75 ).tTDZ   
    Canon EF 17~35/2.8 L &< FKcrZ,  
    3.2 G 40  
    0.74  z' 5  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ,a0RI<D  
    3.1 i DsY 5l  
    0.73 {"N:2  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 @c>MROlrlF  
    2.9 {uqP+Cs  
    0.72 S[l z>I  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 G}]'}FUp  
    2.8 *iSE)[W  
    0.71  T#Z#YMk  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 }n,LvA@[0  
    2.7 AZ\f6r{  
    0.70 W6u(+P]("  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ,o3`O|PiK  
    2.5 0yb9R/3.  
    0.68 A(+V{1 L'  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF W$z^U) |t  
    2.4 wjKc!iB  
    0.67 +.u HY`A  
    530Kk<%^}8  
    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。 sr<\fW  
    \M Av's4b@  
    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。 4Le{|B  
    kWC xc0  
    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