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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 I}!Er V  
    [(d))(M$|  
      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: a*T=;P3(I  
    (imaL,M-D  
      MTF = Vo / Vi \[CPI`yQe  
    ]A]EED.ZH  
      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。 um}%<Cy[  
    i p"LoCE  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 'G|M_ e  
    2*5]6B-(  
      (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。 rd\:.  
    =,HxtPJ  
      (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)。 LagHzCB  
    []#>r k~  
      看看photodo的例子: fvH4<c5x  
    f?[0I\V[$  
    (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 dF#`_!4pbf  
    w15Qqh lK  
      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。 -,Y[`(q  
    k&dLg5O  
      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。 qwd7vYBc,  
    Kb icP<  
    MTF(续) ?mME^?x Mu  
    {%! >0@7  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 g)/#gyT4Y  
    Dmq_jt  
    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。 eCfy'US;@3  
    a"Q>K7K  
    浅谈MTF值的含义 `rQDX<?  
    !8ch&cr)o+  
    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。 $6Az\Iu *  
    =|Vm69  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 4n 9c  
    : l&g5  
    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。 9s9_a4t5  
    |OarE2  
    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。 Ee0}Xv  
    x } X1 O)  
    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}(D^rGP3  
    C#3K.0a  
    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。 1:Dm, d;  
    PS\n0  
    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: }(-2a*Z;Y  
    镜头品牌规格 898=9`7e  
    得分 $ytlj1.  
    MTF侧重平均值 ?K>=>bS^h  
    Contax 28~85/3.3-4 ,2*x4Gycb  
    4.0 M s5L7S  
    0.81 ;:l>Kac  
    Canon EF 28~70/2.8 L S1&Df%Ra  
    3.9 l<"Z?z  
    0.81 q?TI(J+/  
    Nikon AF 35~70/2.8 1.6Y=Mh=i[  
    3.8 9@{=2 k  
    0.79 PZB_6!}2[F  
    Minolta AF 28~70/2.8 uu`G<n  
    3.7 '3'*VcL(  
    0.78 eJ2$DgB}t  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp cE SSSH!m  
    3.5 lQ!)0F  
    0.77 azT@S=,  
    Leica 28~70/3.5-4.5 @b2JR^  
    3.2 ^`< %Pk  
    0.75 =, WW#tD  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro !^m,v19Ds<  
    3.1 +w(>UBy-  
    0.73 ![}q9aeT  
    Sigma AF 28~70/2.8 ^}\!Sn  
    3.0 p^/6Rb"e  
    0.73 ;VlA~tv  
    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。 jJU9~5i?  
    !y 7SCz g  
    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: )cUFb:D*"  
    镜头品牌规格 ^Ox|q_E w}  
    得分 %"{jNC?  
    MTF侧重平均值 5L%\rH&N  
    Leica 80~200/4 ujH ^ML  
    4.2 10`]&v]T  
    0.83 )xPfz  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D yL.Z{wd  
    4.1 +D&aE$<  
    0.82 -Uu65m~:{k  
    Canon EF 70~200/2.8 L Qe,aIh  
    4.1 W2 p&LP  
    0.82 yWkg4  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Cg4l*"_  
    3.9 !T3b ]0z  
    0.81 //W7$DYEG  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo L28DBjE)A  
    3.9 i<ug("/  
    0.81 [<H'JsJl  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED !caY  
    3.9 CpG]g>]L&[  
    0.80 <1xs ya[e  
    Contax 80~200/4 /Q*o6G ys0  
    3.8 gdKn!; ,w#  
    0.79 E Qn4+  
    Tokina AF 80~200/2.8 $T%~t@Cv1  
    3.4 *W&}}iL  
    0.76 Yj-JB  
    Leica 70~210/4 G:k]tZ*`  
    3.3 (s?Rbd  
    0.75 c"H59 jE  
    Pentax FA 80~200/2.8 7%g8&d  
    3.2 |2'u@<(Z/  
    0.74 d=~-8]%\  
    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。 F\lnG  
    34e> R?J  
    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: I(2qXOG  
    镜头品牌规格 'L1=:g.\i  
    得分 }>T$2"pf  
    MTF侧重平均值 07FS|>DM'Z  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U g$P<`.  
    3.3 :e|[gEA  
    0.75 `$hna{e^n  
    Pentax FA 28~70/4 AL ecg>_%.>  
    3.3 n9p_D  
    0.75 byrK``f  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ~8#Ku,vEy  
    3.2 F!yr};@^p  
    0.74 9+!1jTGSkf  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U fVJsVZ"6v`  
    3.1 njoU0f1`  
    0.73 6~#$bp^-  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 '1u!@=.\G  
    3.1 I]dt1iXu_{  
    0.73 Eh{]so  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D #;*0 Pwe`  
    3.0 S="teH[  
    0.72 GI ~<clhf  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp yi-S^  
    3.0 "B 9aJo  
    0.72 P}dhpU  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 A"$UU6Z4  
    2.9 N%:)MT,&g  
    0.72 .NOh[68'  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 <R%]9#re  
    2.9 4PsJs<u  
    0.71 ]`S35b  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Ny oRp  
    2.8 P*M$^p  
    0.71 nGvWlx  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D O,>`#?  
    2.8 E,fG<X{  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro H7=[sL^  
    2.7 (sHvoE^q-  
    0.70 `VB]4i}u  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 a`:ag~op@&  
    2.7 c(tX761qz  
    0.70 Q, 1TD 2)h  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 \4B2%H  
    2.6 AnUOv 2  
    0.69 eC71;"  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 _r6aLm2n  
    2.3 |i-d#x8  
    0.66 9iWs'M  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 G"~%[k  
    2.0 nKP[U=ac  
    0.64 !VF.=\iH/  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 O_n) 2t(c?  
    1.8 #UO#kC<2(B  
    0.62 ~SWR|[  
    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$j`75#u?-  
    镜头品牌规格 j![;;  
    得分 p? q~.YY  
    MTF侧重平均值 :mpR}.^hv  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ND3(oes+;K  
    3.2 S<+/Ep 2  
    0.74 tCw.wDq3=  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 0VOj,)K=  
    3.1 $Bd13%>)  
    0.74 < mb.F-8  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 B< `'h  
    3.0 iHp@R-g  
    0.73 Xw|t.0  
    Sigma  70~210/4-5.6 D8b~-#  
    2.9 &$!'Cw`,  
    0.72 pu"`*NL  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ?\eq!bu  
    2.9 w=r3QKm#K  
    0.72 D m|_;iO,  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ]B;\?Tim  
    2.9 JMnk~8O  
    0.72 v@6TC1M,  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D .Y?/J,Ch  
    2.8 [ NSsT>C  
    0.71 7xmyjy%c  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 d_0r  
    2.7 w# t[sI"IT  
    0.69 7:Jyu/*]  
    Yashica AF 70~210/4.5 h7EKb-@  
    2.7 c]y"5;V8  
    0.69 <N Lor55.]  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 +:s]>R eDa  
    2.6 XuQ7nlbnq  
    0.69 E27N1J+1  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 I^5T9}>Q  
    2.6 T%%+v#+  
    0.69 `@Q%}J  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U rY 0kzD/  
    2.4 q=M\#MlL0'  
    0.67 i&r56m<  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 NbD"O8dL~E  
    2.4 t5%\`Yo?  
    0.67 1-Fz#v7p  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 31w9$H N  
    镜头品牌规格 0]F'k8yLN  
    得分 09f:%!^u  
    MTF侧重平均值 ?:Y0#Btj  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 :y?xS  
    3.7 b9ON[qOMN  
    0.78 X[frL)k]  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Fb<r~2  
    3.6 b6IYo!3  
    0.78 ZWC-<QO"<  
    Canon EF 20~35/2.8 L Fh XR!x^  
    3.5 Y* #'Gh,  
    0.77 <&7KcvBn"4  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 +\`D1d@  
    3.5 *0 ;DCUv  
    0.77 +F &,,s"&  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ^y?7B_%:B#  
    3.4 |g5B==KI  
    0.76 Q0K4_iN)&  
    Pentax FA 20~35/4 AL Lx-ofN\  
    3.4 \dyJ=tg  
    0.76 rz]0i@ehv'  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Hev S}L  
    3.3 >IW0YIQy,  
    0.75 Gs*FbrY  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 zMfr`&%e  
    3.3 UFxQ-GV4  
    0.75 P@Wi^svj  
    Canon 20~35/3.5 L g)*[W>M  
    3.3 pV#~$e  
    0.75 +Y!9)~f}7X  
    Canon EF 17~35/2.8 L ,x| 4nk_  
    3.2 u,:GJU  
    0.74 Zho d%n3  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX / r#.BXP  
    3.1 DnA}!s  
    0.73 G: FP9  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 })Og sBk  
    2.9 3K2`1+kBVG  
    0.72 pYo]lO  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 .:tAZZ  
    2.8 =J0X{Ovn4z  
    0.71 ^$):Xz  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ^CUeq"GYoZ  
    2.7 AZ)H/#be  
    0.70 mie<jha  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro !>B|z=  
    2.5 ;z;O}<8s  
    0.68 LL5n{#)N  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 8(UUc>g  
    2.4 7:U^Ki  
    0.67 +tL]qO BP  
    } h|1H  
    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。 #C1u~db  
    8kQ >M  
    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。 YEoQIR  
    `7qZ6Z3z@  
    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