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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 L-  -  
    Dl kHE8r\  
      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: qV%t[>  
    +X4O.6Mn  
      MTF = Vo / Vi Fg3VD(D^U  
    >9o(84AxIH  
      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。 Im;8Abf  
    'sCj\N  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ;* vVucx  
    LLn,pI2fL{  
      (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。 Jl^Rz;bQ-  
    etX &o5A  
      (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)。 =(f+geA"hm  
    [TAW68f'  
      看看photodo的例子: 8*nl Wl9qo  
    =v4;t'_^  
    (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 EK^B=)q6:W  
    o0Z(BTO  
      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。 =)Cqjp  
    ceakTAB[  
      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。 3"O)"/"Q.  
    03ol!|X "9  
    MTF(续) ~+1t3M e  
    &TqY\l  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 $EjM )  
    ~c~$2Xo  
    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。 :"+/M{qz  
    7 tOOruiC  
    浅谈MTF值的含义 8Wn;U!qT  
    Ca[H<nyj  
    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。 4Gl0h'!(  
    \atztC{-L>  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Vy;f4;I{  
    2IgTB|2  
    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。 OI3UC=G  
    bI)ItC_wf!  
    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。 0h~Iua5  
    ?@U7tNI  
    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。 xjHOrr OQ  
    Byf5~OC  
    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。 u<x2"0f  
    oVPtA@  
    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: d'~sy>  
    镜头品牌规格 3V]B|^S  
    得分 49%qBO$R  
    MTF侧重平均值 >hcA:\UPk  
    Contax 28~85/3.3-4 GzJLG=M  
    4.0 zGrUl|j  
    0.81 ze!S4&B  
    Canon EF 28~70/2.8 L t.sbfLu  
    3.9 2c>eMfa  
    0.81 i)nb^  
    Nikon AF 35~70/2.8 YNc] x>  
    3.8 pK=$)<I"6  
    0.79 ?{s!.U[T@  
    Minolta AF 28~70/2.8 &61;v@  
    3.7 VUXG%511T  
    0.78 fsU6o4  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp mzuf l:-=  
    3.5 <3dmY=  
    0.77 (pBOv:6  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Txkmt$h  
    3.2 ZMmaM "9  
    0.75 bWzv7#dd=  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro v,Lv4)  
    3.1 _3UH"9g{  
    0.73 Nx~9Ug  
    Sigma AF 28~70/2.8 (are2!Oq  
    3.0 -%]O-'  
    0.73 <rUH\z5cP  
    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。 lWS @<j  
    l6Hu(.Ls;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: 8$O=HE*  
    镜头品牌规格 H=E`4E#k  
    得分 yjZ]_.  
    MTF侧重平均值 uU v yZ  
    Leica 80~200/4 BKDs3?&  
    4.2 +TW9BU'a^  
    0.83 c$),/0td|  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D E"l&<U  
    4.1 y,&UST  
    0.82 7a_pO1MBL  
    Canon EF 70~200/2.8 L L/1zG/@  
    4.1 0z) 8i P  
    0.82 qd*3| O^  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ji(W+tQ2Y'  
    3.9 &V7@ TZ  
    0.81 F&US-ce:M  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo :TU;%@7  
    3.9 ,]?Xf >  
    0.81 \\F^uM7,  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED c"BFkw  
    3.9 3V:{_~~  
    0.80 ~_WsjD0O  
    Contax 80~200/4 GOJ*>GpS  
    3.8 [r'PGx  
    0.79 ' uvTOgP,  
    Tokina AF 80~200/2.8 7%?2>t3~  
    3.4 9{{QdN8  
    0.76 0yW#).D^b  
    Leica 70~210/4 w~J 7|8Y  
    3.3 "&jA CI  
    0.75 V@gweci  
    Pentax FA 80~200/2.8 ,"?h _NbF  
    3.2 @y%4BU&>0  
    0.74 Df;EemCh  
    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。 L/Cp\|~ O  
    4Q2=\-KFj  
    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 oX [g  
    镜头品牌规格 l`9<mL  
    得分 *,$cW ,LN  
    MTF侧重平均值 1iWo* +5  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U )N[9r{3  
    3.3 6?y<F4  
    0.75 [{.e1s<EK  
    Pentax FA 28~70/4 AL +We_[Re`<  
    3.3 W.OcmA>x  
    0.75 >hqev-   
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ^Rr0)4ns  
    3.2 yZup4#>8  
    0.74 :^7P. lhK  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ""cnZZ5)  
    3.1 shjc`Tqm  
    0.73 [fF0Qa-  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 2NS(;tBB0  
    3.1 ACQc 0:q  
    0.73 \lj.vzD-A  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D DG& ({vy  
    3.0 X0<qG  
    0.72 C9^[A4O@X!  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp [J0f:&7\  
    3.0 Ewjzm,2  
    0.72 ,&>LBdG`  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 GE;S5 X]X  
    2.9 O$QtZE61  
    0.72 USgZ%xk2  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 [ kI|Thx  
    2.9 f681i(q"  
    0.71 p=F!)TnJN  
    Contax 28~70/3.5-4.5 +O`3eP`u  
    2.8 B|%(0j8  
    0.71 V<X[>C'  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 8<BYAHY^  
    2.8 p;;4b@  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro #_]/Mr1  
    2.7 [ j'L *j  
    0.70 L$R"?O7  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 l=EnK"aU  
    2.7 aYTVYg  
    0.70 3khsGD@  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 q-7C7q  
    2.6 ODvlix  
    0.69 iuxI$  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 Ziclw)   
    2.3 W5C8$Bqm  
    0.66 UC3&:aQ!  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 f3,qDbQyJ  
    2.0 ?`9XFE~a!  
    0.64 yV{&x  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ,1xX`:  
    1.8 .3xpDVW^e  
    0.62 x`7Ch3`4}  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: EPEy60Rx5  
    镜头品牌规格 X`-7: !+  
    得分 }XmrfegF  
    MTF侧重平均值 Eb 8vnB#  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO OS$}ej\  
    3.2 Ynn:,  
    0.74 JONfNb+  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U @#HB6B  
    3.1 ;Fo%R$y  
    0.74 G =`-w  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 xIt'o(jQH  
    3.0 O} #Ic$38  
    0.73 %"<|u)E  
    Sigma  70~210/4-5.6 _*&I[%I5  
    2.9 p\;\hHai  
    0.72 hc"l^a!7ic  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 TJYup%q  
    2.9 )FLDCer  
    0.72 MP/@Mf\<E  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 3H^0v$S  
    2.9 ^)J2tpr;]=  
    0.72 RIC\f_Dv  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 'SW%EVB  
    2.8 }-Ds%L  
    0.71 e0s*  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 H1bHQB  
    2.7 ON(OYXj  
    0.69 WdWMZh  
    Yashica AF 70~210/4.5 <v=$A]K  
    2.7 3!l+) g  
    0.69 &7\=J w7w  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 X| !VjUH  
    2.6 !+UU[uM  
    0.69 ^`~s#L7  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 /gX=79  
    2.6 h+gaKh=k+  
    0.69 y ;/T.W9!  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U f-.dL  
    2.4 7`s* {  
    0.67 f 7R/i  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ]iU8n (5f  
    2.4 Fe[)-_%G  
    0.67 T\ *#9a  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): uI9eUO  
    镜头品牌规格 #r|qi tL3  
    得分 bIXudE[8zq  
    MTF侧重平均值 6N49q -.Lg  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 X!b+Dk  
    3.7 t)kc`3i<A  
    0.78 K N Y  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF { 4 n  
    3.6 zAW+!C.  
    0.78 C6?({ QB@  
    Canon EF 20~35/2.8 L f7lt|.p  
    3.5 $+k|\+iJ  
    0.77 vh$If0  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 /~(T[\E<  
    3.5 oW5Ov  
    0.77 %jE0Z4\  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U pqCp>BO?O  
    3.4 sck.2-f"  
    0.76 HUFm@?  
    Pentax FA 20~35/4 AL :[:*kbWN-  
    3.4 @*16agGg  
    0.76 dO1h1yJJ  
    Minolta AF 17~35/2.8 G {X\%7Zef+  
    3.3 2/iBk'd  
    0.75 .GSK!1{@  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 .rw a=IW  
    3.3 {'-^CoR  
    0.75 S`Xx('!/|  
    Canon 20~35/3.5 L b$eN]L   
    3.3 ~eyZH8&  
    0.75 p)qM{`]G\  
    Canon EF 17~35/2.8 L h ^.jK2I  
    3.2 HdR TdV  
    0.74 d4m@u$^1B  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX x MFo  
    3.1 N;HG@B!m  
    0.73 }Ip1|Gj  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5  nb\pBl  
    2.9 F-X L  
    0.72 TFNB %|  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 +gyGA/5:d$  
    2.8 h:AB`E1  
    0.71 ?{;7\1 [4  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 *=}\cw\A  
    2.7 <74r  
    0.70 b&*)C#7/T  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro K8JshF Ie  
    2.5 g5;Ig  
    0.68 w.(?O;  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ;lQ>>[*  
    2.4 M1q_gHA  
    0.67 #Ibpf ,  
    -uN M_|MO  
    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。 NdmwQJ7e"  
    z?Cez*.h>  
    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。 6VtN4c .Q  
    )&$mFwf  
    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