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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 2bnYYQ14:  
    ~z kzuh  
      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:  ;H4s[#K  
    f|'0FI  
      MTF = Vo / Vi )Ggv_mc h  
    Vm*E^ v  
      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。 o}p^q:T*  
    gWu<5Y=C  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? KPrH1 [VU  
    WbWEgd%8.  
      (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。 QG=K^g  
    z}a9%Fb  
      (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)。 >\o._?xSA  
    xep8CimP'  
      看看photodo的例子: a_3w/9L4r  
    i,B<k 0W9  
    (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 &~a S24c  
    Rz#q68  
      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。 vk4Q2P  
    G`Df'Yy  
      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。 |Zk2]eUO+  
    nCS" l5  
    MTF(续) 3`TD>6rs  
    (2Z k fN  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 < 2SWfH1>  
    %X BMi ~  
    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。 3c=>;g  
    +P=Ikbx AO  
    浅谈MTF值的含义 >/4N:=.h  
    v{X<6^g  
    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。 }0Ie Kpu5  
    x']Fe7nv  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 E 1`TQA  
    b+CJRB1  
    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。 v&qL r+_7  
     :Y Ki  
    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。 c`@";+|r  
    $Jo4n>/  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。  tE#;$Ss  
    kMx)G]  
    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。 3yrb7Rn3  
    4a=QTq0p  
    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: E)`:sSd9  
    镜头品牌规格 5P{[8PZxbV  
    得分 s o1hC  
    MTF侧重平均值 5ZX  
    Contax 28~85/3.3-4 v5F+@ug  
    4.0 3rY\y+m  
    0.81 suS[P?4  
    Canon EF 28~70/2.8 L M@z_tR'3\  
    3.9 3 "iBcsLn  
    0.81 ?<` ;lu/eL  
    Nikon AF 35~70/2.8 nTl2F1(sV7  
    3.8 IZLBv2m  
    0.79 PthgxB^  
    Minolta AF 28~70/2.8 S Rk%BJ? ~  
    3.7 pm=m~  
    0.78 \zc R7 5  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp *M)M!jTv  
    3.5 =I aWf  
    0.77 la}cGZ; p.  
    Leica 28~70/3.5-4.5 +n<W#O %  
    3.2 2qot(Zs1i  
    0.75 84!Hd.H  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro pC]XbokES  
    3.1 $A`m8?bY  
    0.73 Gj?$HFa  
    Sigma AF 28~70/2.8 zW\s{  
    3.0 Y1ks'=c>  
    0.73 Cs(sar:7  
    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。 T%;V_iW-  
    JA*+F1s  
    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: z-qbe97  
    镜头品牌规格 pztfm'  
    得分 Y]7503J  
    MTF侧重平均值 I tb_ H  
    Leica 80~200/4 =P%&]5ts  
    4.2 Q:|W/RD~  
    0.83 3FtL<7B '.  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Vm[F~2+HX  
    4.1 L+*:VP6WD  
    0.82 8ok=&Gq4  
    Canon EF 70~200/2.8 L OIJT~Z}  
    4.1 'zbvg0T  
    0.82 |;7mDhj=  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX qvLh7]sbK:  
    3.9 "X^<g{]  
    0.81 "g)V&Lx#X  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo *:Rs\QH   
    3.9 3@qv[yOE  
    0.81 9|lLce$  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED lKB9n}P  
    3.9 co~NXpqg  
    0.80 T@=C2 1  
    Contax 80~200/4 y|)VNnWM  
    3.8 Aj|->Y  
    0.79 k qL.ZR  
    Tokina AF 80~200/2.8 f9 \$,7F  
    3.4 x\U[5d   
    0.76 - om9 Z0e  
    Leica 70~210/4 hPUAm6 b;  
    3.3 p20JU zy  
    0.75 1*yxSU@uY  
    Pentax FA 80~200/2.8 ccrWk*tr  
    3.2 +]nIr'V  
    0.74 [8a(4]4  
    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。 0F@~[W|2  
    rD~/]y)t  
    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: GdcXU:J /  
    镜头品牌规格 q~b# ml2QS  
    得分 IJ&Lk=2E]  
    MTF侧重平均值 L7Hv)  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U NJQ)Ttt  
    3.3 8W{M}>;[9  
    0.75 O-X(8<~H=  
    Pentax FA 28~70/4 AL |~e"i<G#  
    3.3 ,puoq {  
    0.75 7;o:r$08&}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U F5qA!jZ1]  
    3.2 P*A+k"DU1  
    0.74 *{vH9TO  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U Ig t*8px  
    3.1 Cd_@<  
    0.73 UuWIT3W>%  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Yr/$92(  
    3.1 .s9E +1  
    0.73 @T~XwJ~  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D X7huc*  
    3.0 r=5 S0  
    0.72 oj - `G  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 9L:wfg}8s  
    3.0 lG\uJxV  
    0.72 V ml 6\X  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ZK8)FmT_<O  
    2.9 <rj'xv  
    0.72 }bv+^#  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 } +}nrJv  
    2.9 % -!%n= P  
    0.71 ~ tA ^K  
    Contax 28~70/3.5-4.5 1~c\J0h)d  
    2.8 ng3ZK  
    0.71 "00j]e.  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D PGJh>[ s  
    2.8 SYY x>1;8`  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Y7.+ Ma#|  
    2.7 bO\++zOF  
    0.70 5G}4z>-]F)  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 =O }^2OARo  
    2.7 V|MHDMD=  
    0.70 F<,pAxl~@  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Nn[*ox#i  
    2.6 EwzR4,r\M  
    0.69 k9}8xpH  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 k~8-E u1  
    2.3 |@X^_L.!  
    0.66 (N9-YP?qm  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 wuH*a3(  
    2.0 + +}!Gfc?s  
    0.64 R.rc h2  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 %^@l5h.lqB  
    1.8 Wlhh0uy  
    0.62 u2oS Ci  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: r >'tE7W9  
    镜头品牌规格 e"t0 rScA  
    得分 EfEgY|V0  
    MTF侧重平均值 -wXeue},>  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO +>#SNZ[  
    3.2 rkjnw@x\  
    0.74 A3a//e  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ~.W]x~X$  
    3.1 l;iU9<~  
    0.74 eL}w{Hlk T  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ?:\/-y)Sp  
    3.0 ty,oj33  
    0.73 +-j-)WU?,  
    Sigma  70~210/4-5.6 G ?$ @6  
    2.9 .yj@hpJM  
    0.72 sG`x |%t  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 D.a>i?W  
    2.9 y0d=  
    0.72 L+8ar9es  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 9-;-jnDy  
    2.9 s(=wG|   
    0.72 (bb!VVA  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D vh a9,5_  
    2.8 |(.\J`_e  
    0.71 /}m)FaAi  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Te-p0x?G.  
    2.7 4H#-2LV`  
    0.69 s* (a  
    Yashica AF 70~210/4.5 Iq + N0G<j  
    2.7 RsZj  
    0.69 FH=2, "A  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 KW .4 9  
    2.6 FgH7YkKrD  
    0.69 J~2SGXH)^?  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 '0HOL)cIz  
    2.6 N{v)pu.  
    0.69 !/}3/iU  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U I\Op/`_=E  
    2.4 B7 s{yb  
    0.67 WWunS|B!  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 jKq*@o~}  
    2.4 uV5uZ  
    0.67 )=5 &Q  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 'S_i6K  
    镜头品牌规格 Ixa0;nxj  
    得分 ;QBS0x\f@  
    MTF侧重平均值 DG;7+2U  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 8%9 C<+.R  
    3.7 O%EA ,5U.  
    0.78 N9w"Lb  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF %>m.Z#R(  
    3.6 f!'i5I]  
    0.78 ]DNPG"  
    Canon EF 20~35/2.8 L q_b!+Y  
    3.5 PT~htG<Fw  
    0.77 y#GHmHeh  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 FP=B/!g  
    3.5 ;XN|dq  
    0.77 Af _4Z]F  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U IXy6Yn9l  
    3.4 1&dtq,|N  
    0.76 5NhFjPETr  
    Pentax FA 20~35/4 AL h1_Z&VJ  
    3.4  i;O_B5 d  
    0.76 *{ rorir  
    Minolta AF 17~35/2.8 G F rc  kA  
    3.3 (tg.]q_=u  
    0.75 2z-Nw <bA  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 :{%[6lE^G  
    3.3 ]E/0iM5  
    0.75 ;iKLf~a a  
    Canon 20~35/3.5 L aw*]b.f  
    3.3 9B0ON*`  
    0.75 4}H+hk8-  
    Canon EF 17~35/2.8 L PeJ#9hI~rQ  
    3.2 #gC [L=01  
    0.74 R l ]x:  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX wK(]E%\  
    3.1 9#z$GO|<  
    0.73 @ VWED  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 c1Ks{%iA  
    2.9 7P<VtS  
    0.72 `DYhGk  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 jqaX|)8|$  
    2.8 Pe@# 6N`  
    0.71 b?}mQ!  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 QY;(Ny/(y  
    2.7 cUR :a @  
    0.70 ?#z$(upQ  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro <\#'o}  
    2.5 \GL] I.  
    0.68 ^\ [p6>  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF V ?Jy  
    2.4 ozRO:*51  
    0.67 vfkF@^D  
    HP8J\`  
    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。 m!xvWqY+  
    cr!8Tp;2A  
    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。 ;^ME  
    MH.+pqIv^  
    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