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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 #!?jxfsFa  
    !B|Aq- n,  
      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: (w[#h9j  
    b'r</ncZ  
      MTF = Vo / Vi p+7G  
    5-*hAOThg  
      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。 yxk:5L \A  
    ahICx{hK  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? F+@/"1c  
    |#(KP  
      (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。 C GN=kQ  
    }uR[H2D`L  
      (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)。 ^Y%'"QwJS  
    (/gv U80  
      看看photodo的例子: P aD6||1F  
    ]y0bgKTK  
    (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 ,ArHS  
    )fy-]Ky *  
      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。 <?Ln`,Duk  
    8NnGN(a*D  
      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。 O:E0htdWr  
    {'8td^JEE  
    MTF(续) |E?PQ?P  
    XQ3"+M_KG  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 t]IHQ8  
    #7Fdmnu`  
    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。 ej,)< *  
    mO=A50_&,Q  
    浅谈MTF值的含义 Z)&!ZlM  
    ' kOkwGf!  
    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。 _jb' HP  
    .} O@<t  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 dzQs7D}  
    8TBv~Q u  
    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。 d88Dyzz  
    38GkV.e}$  
    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。 f@@7?5fW  
    /8#e < p  
    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。 u{-@,-{  
    Ct][B{  
    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。 3Ofh#|qc&  
    C: AD ZJL  
    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: B[ .$<$}G  
    镜头品牌规格 "4IrW6B $9  
    得分 .C\2f+(U  
    MTF侧重平均值 GaCRo7  
    Contax 28~85/3.3-4 `# U<'$  
    4.0 b>-h4{B[  
    0.81 (#?O3z1@"  
    Canon EF 28~70/2.8 L gvFJ~lL  
    3.9 BOOb{kcg  
    0.81 K0WX($z~;  
    Nikon AF 35~70/2.8 o|$r;<o3R  
    3.8 0q28Ulv9  
    0.79 q`'m:{8  
    Minolta AF 28~70/2.8 Gf +>Aj U'  
    3.7 KE.O>M ,I.  
    0.78 fig~z=m  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp /Y=_EOS  
    3.5 -%Rw2@vU  
    0.77 6B|OKwL  
    Leica 28~70/3.5-4.5 o~<jayqU  
    3.2 IL`LI J:O  
    0.75 znB+RiV8  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro \gu8 ~zK  
    3.1 7}I';>QH  
    0.73 :>}7^1I  
    Sigma AF 28~70/2.8 XuWX@cK  
    3.0 [+d~He  
    0.73 !</U"P:L  
    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。 Y<IuwS  
    *LMzq9n3o  
    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: pIV |hb!G  
    镜头品牌规格 g(auB/0s  
    得分 w/ ^_w5  
    MTF侧重平均值 k')H5h+Q=  
    Leica 80~200/4 %K+hG=3O  
    4.2 d~MY z6"  
    0.83 GSs?!BIC  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D ub!l Hl  
    4.1 Nd]RbX  
    0.82 (t){o> l  
    Canon EF 70~200/2.8 L ;HBKOe_3  
    4.1 zB`J+r;LU  
    0.82 ZeY|JH1  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX E,F^!4 rJ$  
    3.9 *o5[P\'6  
    0.81 qRgFVX+vc  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo '4 It>50b  
    3.9  _X  
    0.81 {Mj- $G"  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED Yn$: |$  
    3.9 E=8GSl/Jx  
    0.80 \crh`~?>  
    Contax 80~200/4 Qn|8Ic` *  
    3.8 "N ">RjJ"  
    0.79 sPb}A$'  
    Tokina AF 80~200/2.8 /NjBC[P  
    3.4 </Y(4Xwf=  
    0.76 *P5\T4!+d  
    Leica 70~210/4 k]C k%[d  
    3.3 8KN 3|)  
    0.75 s?s ,wdp  
    Pentax FA 80~200/2.8 ,;hpqu|  
    3.2 g-jg;Ri  
    0.74 JU;`c>8=)  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 BeLqk3'/  
    B|V!=r1%  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: Tt9cX}&&  
    镜头品牌规格 .#Nf0  
    得分 e`U 6JzC  
    MTF侧重平均值 "+4Jmf9  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U WO{7/h</  
    3.3 :/%Y"0  
    0.75 Kxa1F,dZ  
    Pentax FA 28~70/4 AL l.]wBH#RS  
    3.3 3UmkFK<  
    0.75 FfxD=\  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ]b]J)dDI  
    3.2 n_rpT .[  
    0.74 %~k>$(u6  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 2z" <m2 a  
    3.1  @;KYvDY  
    0.73 3bXfR,U  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ?9O#b1f N  
    3.1 b{,v?7^4  
    0.73 !s^XWsb8  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D pZK 1G  
    3.0 ;du},>T$n  
    0.72 X`EVjK  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp &o7PB` (l  
    3.0  ^|zag  
    0.72 lyFlJmi,r  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 jUKMDl H  
    2.9 AX%}ip[PC  
    0.72 rNJU & .]  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 j1qU 4#Y  
    2.9 tFc<f7k  
    0.71 !ht2*8$lQ  
    Contax 28~70/3.5-4.5 9d^m 7}2  
    2.8 ykJ+LS{+  
    0.71 YmFg#eS  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D =H8FV09x}  
    2.8 v4Rci^8  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro F .Zk};lb  
    2.7 ;+(_stxqV9  
    0.70 J5F@<vi  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 5,oLl {S'  
    2.7 +ctU7 rVy  
    0.70 QEbf]U=  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 mD.6cV  
    2.6 3Mm_xYDud  
    0.69 OI6Mx$  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 (yi zM  
    2.3 b/qK/O8J  
    0.66 6;:D!},'c  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 ~GX ]K H  
    2.0 ; U7P{e05  
    0.64 )-1e} VF(U  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 c1i:m'b_5  
    1.8 1goRO  
    0.62 f OR9N/  
    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: mRC3w(W  
    镜头品牌规格 ?Y -;781  
    得分 1U.X[}e  
    MTF侧重平均值 ]S]W|m7=.Z  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO svDnw cl  
    3.2 F)X`CG ;t  
    0.74 Kw;gQk~R!  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U <z2.A/L  
    3.1 / [49iIzC  
    0.74 x:~XZX\mwH  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 `?R{sNr.  
    3.0 0M&n3s{5I  
    0.73 $V`1<>4  
    Sigma  70~210/4-5.6 P2f^]z  
    2.9 UP)< (3YA  
    0.72 >KP,67  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 &PL=nI\)  
    2.9 Mb[4_Dc  
    0.72 *_YR*e0^nN  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 F.aG7  
    2.9 1aIGC9xQ`  
    0.72 t7u*j-YE  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D $ -<(geI  
    2.8 <_t]?XHB[  
    0.71 "&f|<g5  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 l#T %N@X  
    2.7 '6){~ee S  
    0.69 U`EOun ,  
    Yashica AF 70~210/4.5 xrBM`Bj0@  
    2.7 bcy  
    0.69 X)iI]   
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 sCY  
    2.6 k*6"!J%A  
    0.69 y7!&  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 )h 6w@TF  
    2.6 :;hg :Q:  
    0.69 ,4'y(X<R  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U M\k[?i  
    2.4 ohx$;j  
    0.67 @J 5TDq @  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 U _A'/p^D  
    2.4 xSM1b5=Pu  
    0.67 ge?or]T1S  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): w0j'>4  
    镜头品牌规格 h x5M)8#+  
    得分 286reeN/e  
    MTF侧重平均值 EZ"i0u  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 [QQM/?  
    3.7 /*BU5  
    0.78 11#b%dT  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF TW(X#T@Z6I  
    3.6 /Ta-3Eh!  
    0.78 /({oN1X>i  
    Canon EF 20~35/2.8 L N;-%:nC  
    3.5 J %A=  
    0.77 )7+z/y+[n  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 {Y2 J:x  
    3.5 ]u-bJ  
    0.77 0L32sF y  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U wL:7G  
    3.4 O>nMeU  
    0.76 iJoYxx  
    Pentax FA 20~35/4 AL "?aI  
    3.4 )i:*r8*~  
    0.76 W*_c*  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 6E1~dK0t  
    3.3 y5aPs z  
    0.75 <+ [N*  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 R6Md_t\  
    3.3 (=WYi~2v  
    0.75 OS<GAA0  
    Canon 20~35/3.5 L n!8W@qhew  
    3.3 vuY X0&  
    0.75 ~&ns?z>x  
    Canon EF 17~35/2.8 L 0`WFuFi^o  
    3.2 pRE^; 4}z  
    0.74 w nQy   
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX JtMl/h  
    3.1 NhNd+SCZ@  
    0.73 Qt>kythi  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 5+oY c-  
    2.9 oO3 ^9?Z  
    0.72 )h0>e9z>Y  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 4t%Lo2v!X%  
    2.8 I9xu3izAmR  
    0.71 LQ%QFfC  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 9__Q-J  
    2.7 TTa3DbFp%  
    0.70 [!3cWJCt  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro <=6F=u3PtU  
    2.5 }TZM@{;  
    0.68 {2Tu_2>  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF yN`&oya  
    2.4 c C) <Y#1  
    0.67 Aep](je  
    b~* iL!<  
    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。 N Czabl  
    h~qvd--p0  
    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。 nr&|  
    ;3& wO~lW  
    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