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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 ;M.Q=#;E  
    q@wD@_  
      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: F-s{#V1=  
    DKj iooD  
      MTF = Vo / Vi _8.TPB]no  
    #%[;v K  
      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。 K;6#v%  
    Q'n+K5&p  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ],weqs  
    zpwoK&T+  
      (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。 A;L ]=J  
    A&M_ J  
      (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)。  2 q4p-  
    t)&U'^  
      看看photodo的例子: a>OYJe  
    Br!;Ac&N  
    (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 <mFDC?j  
    ;0Z-  
      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。 8H4NNj Oy  
    :Dt y([  
      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。 &za }TH m  
    %4nf(|8n  
    MTF(续) |N`0G.#  
    *,z/q6  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 TO.b- ;  
    b WNa6x  
    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。 (c[u_~ ;  
    dM;\)jm  
    浅谈MTF值的含义 VFf;|PHS  
    L ?/AKg  
    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。 >8"(go+02  
    S a +Y/  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 3*<@PXpK&  
    F- -g?Q^  
    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。 m FTuqujO  
    7n#-3#_mG  
    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。 $0 .6No_|  
    !K(  
    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。 nook/7]  
    U3N d\b'0  
    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。 $_F_%m"\  
    IVPN=jg?  
    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: |~5cN m  
    镜头品牌规格 "d)Yq Q  
    得分 -rU_bnm  
    MTF侧重平均值 r2SZC`Z}-M  
    Contax 28~85/3.3-4 DujVV(+I  
    4.0 1Of(O!  
    0.81 =H)]HxEEM  
    Canon EF 28~70/2.8 L :"Xnu%1  
    3.9 uaO.7QSwN  
    0.81 q%x i>H.:{  
    Nikon AF 35~70/2.8 2L&c91=wE  
    3.8 aM $2lR])J  
    0.79 =p4n @C  
    Minolta AF 28~70/2.8 xmnBG4,f  
    3.7 c ?CD;Pk  
    0.78 Ibz9j uY  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp _$R=F/88  
    3.5 o6A$)m5V  
    0.77 Nqj@p<y/q  
    Leica 28~70/3.5-4.5 UK,bfLPt~  
    3.2 T!,5dt8L  
    0.75 MJiVFfYW  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 6#Z] yk+p  
    3.1 {?:]'c  
    0.73 oW^x=pS9  
    Sigma AF 28~70/2.8 ~+1mH  
    3.0 XnP?hw%  
    0.73 T!]rdN!  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 =J1V?x=l@  
    X[$h &]  
    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: KNmU2-%l  
    镜头品牌规格 _6fy'%J=U  
    得分 4tkT\.  
    MTF侧重平均值 KD A8x W  
    Leica 80~200/4 HK :K~h  
    4.2 /!0&b?  
    0.83 -m}'I8  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D @K!JE w\  
    4.1 </;e$fh`  
    0.82 Lan|(!aW  
    Canon EF 70~200/2.8 L l8?C[, K%  
    4.1 4}DFCF%B  
    0.82 8;pY-j #  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX s/hgWW$  
    3.9 R{c~jjd  
    0.81 I8!>7`L  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ,G0"T~  
    3.9 6MM\nIU)/  
    0.81 1av#u:jy~>  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED f5F-h0HF`[  
    3.9 JL G!;sov  
    0.80 Tl yyJ{~  
    Contax 80~200/4 8TpYt)]S  
    3.8 =)Hu(;Yv  
    0.79 >bWpj8Kv  
    Tokina AF 80~200/2.8 ;@S'8  
    3.4 WD\Yx~o  
    0.76 $B?8\>_?  
    Leica 70~210/4 ]*=!lfrV  
    3.3 HTQTDbhV^  
    0.75 4*Hzys[{  
    Pentax FA 80~200/2.8 F)~>4>hPr  
    3.2 lF64g  
    0.74 G0!6rDu2,  
    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。 !4Zy$69R  
    *Zg=cI@)(  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: B?&0NpVD  
    镜头品牌规格 d:iJUVpr  
    得分 ;+ C$EJw-  
    MTF侧重平均值 >"IG\//I  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ASov/<D_q  
    3.3 Q&PWW#D  
    0.75 6h5g!GQD  
    Pentax FA 28~70/4 AL 41=H&G&  
    3.3 'qEw]l  
    0.75 r'nPP6`  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U z*.G0DFw  
    3.2 cQ<|Of  
    0.74 ;UXV!8SM  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U u(3 uZ:  
    3.1 !pU^?Hy=  
    0.73 B.4e4%BBS  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 v/xlb&Xx  
    3.1 i 1w ]j  
    0.73 p#w8$Qjp  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D B&B4 P  
    3.0 ,<+:xl   
    0.72 p=UW ^95  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp e;~(7/1  
    3.0 ,7cw%mQA  
    0.72 Z] r9lC  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 $X;OK  
    2.9 ^!exH(g  
    0.72 \nP79F0%2  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 2k=|p@V n~  
    2.9  1H.;r(c  
    0.71 [<d ~b*/  
    Contax 28~70/3.5-4.5 O[$X36z  
    2.8 kD+#|f  
    0.71 Q)4[zStR#  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D NUb$PT  
    2.8 y|B HSc3  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro %"c;kvw  
    2.7 Uu+ibVM$  
    0.70 ; Yc\O:Qq  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 indbg d  
    2.7 ~0024B[G  
    0.70 X&aQR[X  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 VJ'-"8tY&  
    2.6 ([a;id  
    0.69 82r{V:NCK)  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 c"k nzB vy  
    2.3 rZ.=Lq  
    0.66 )CoFRqz<h  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 ubZuvWZ  
    2.0 =>>Dnp  
    0.64 `0W"[BY  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Y:+:>[F  
    1.8  h8p{  
    0.62 ZTqt4H  
    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: H/[(T%]o  
    镜头品牌规格 S.iUiS"  
    得分 kz1Z K  
    MTF侧重平均值 wp8-(E^  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO X`v6gv5qj  
    3.2 :-+][ [  
    0.74 gjK: a@{  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U t3}_mJ  
    3.1 l0yflFGr  
    0.74 yTbtS-  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ( Ygy%O%  
    3.0 ;>>:7rdYt  
    0.73 j&.JAQ*2;  
    Sigma  70~210/4-5.6 .'+JA:3R  
    2.9 Yx. t+a-  
    0.72 k-*k'S_  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 >>R)?24,<  
    2.9 V^.Z&7+E`_  
    0.72 Cu$`-b^y  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 WH $*\IGJL  
    2.9 Z^mIGy}  
    0.72 |%X_<Cpk  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D vcy+p]6KE-  
    2.8 <;b  
    0.71 gi@&Mr)fS  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 U!"RfRD.<  
    2.7 yYk?K<ou  
    0.69 @ohJ'  
    Yashica AF 70~210/4.5 )086u8w )y  
    2.7 bDw\;bnG  
    0.69 [sPLu)q2  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 S +73 /Vs  
    2.6 |SJ%Myy  
    0.69 Y'6P ~C;v  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ONcS,oHW  
    2.6 j\.pS^+  
    0.69 JK XIxw>q  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U sh<JB`^$(?  
    2.4 ER]C;DYX  
    0.67 =o"sBVj  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 y(K:,CI  
    2.4 #eI` l`}  
    0.67 5= MM^$QG  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 2)^T[zHe  
    镜头品牌规格 aJNsJIY+  
    得分 xdsF! Zb  
    MTF侧重平均值 ^&c|z35F  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 OHF:E44k  
    3.7 7.^1I7O  
    0.78 EX3;|z@5;  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF IP 1{gMG  
    3.6 R&R{I/;i*.  
    0.78 T:j!a{_|  
    Canon EF 20~35/2.8 L CBx5:}t  
    3.5 UB;~Rf(.  
    0.77 Zf\It<zT5  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 9VTE?,  
    3.5 oP<E)  
    0.77 v[ y|E;B  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 5Ul=Nv]  
    3.4 f=MR.\  
    0.76 TlBu3z'P  
    Pentax FA 20~35/4 AL q/tC/V%@(  
    3.4 dG]s_lb9H  
    0.76 hRN>]e,!  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 5adB5)`  
    3.3 _{?/4ZhA\+  
    0.75 &_c5C  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 k{$Mlt?&-  
    3.3 ?jBh=X\]:  
    0.75 ;6zp,t0  
    Canon 20~35/3.5 L 9_S>G$9D  
    3.3 nxYp9,c"  
    0.75 =gr3a,2  
    Canon EF 17~35/2.8 L 2KmPZ&r  
    3.2 .hXdXY  
    0.74 I:#Es.  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX bPdbKi{j@  
    3.1 ]O;Rzq{D(  
    0.73 al\ R(\p|  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 QI2T G,  
    2.9 IC7S +v  
    0.72 YVLaO*( f  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 'roZ:NE  
    2.8 |2~fOyA+  
    0.71 KEj-y+  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 u kKp,1xz  
    2.7 [P_1a`b  
    0.70 7[ra#>e8'  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 7e-l`]  
    2.5 Y|iALrx  
    0.68 $r=Ud >  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF FVcoo V  
    2.4 ^^Tu/YC9x  
    0.67 Ot} E  
    pYs"Y;%  
    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。 ojitBo~  
    ~m56t5+uw  
    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。 zZ=.riK  
    ='cr@[~i  
    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