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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 {Wr5F9q  
    rV*Ri~Vx  
      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: p>+Q6o9O  
    qmNG|U&  
      MTF = Vo / Vi R#rfnP >  
    %"|W qxv  
      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。 Tv|i CYB?  
    P"[{s^mb  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? SI=7$8T5=5  
    '+*'sQvH[  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 ]L3MIaO2T  
    &,\my-4c>  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 X3~@U7DU  
    ws$kwSHq  
      看看photodo的例子: fOP3`G^\  
    y3P4]sq  
    (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 B f.- 5  
    8RS@YO  
      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。 VLfKN)g  
    Y+0GJuBf  
      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。 Q0g^%  
    CWb*bw0  
    MTF(续) KvO5-g  
    J M;WCV%NM  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 d9l2mJzW  
    tNYuuC%N  
    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。 [&lH[:Y#  
    "}S6a?]V  
    浅谈MTF值的含义 &&zsUAkS  
    j&q%@%Gm  
    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。 \]3[Xw-$  
    E+$D$a  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ~CHVU3  
    0u +_D8G  
    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@",Zr `f=  
    {9cjitl  
    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。 %Vk77(  
    P]2V~I/X  
    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。 5!Ovd O}g  
    )`mBvS.}  
    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。 Tz&h[+6`  
    '*<I<? z;  
    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: x]IJ;  
    镜头品牌规格 s|k&@jH)  
    得分 zu 7Fq]zD  
    MTF侧重平均值 a.a ,_  
    Contax 28~85/3.3-4 W< $!H V$  
    4.0 cNye@}$lu  
    0.81 {T DZDH  
    Canon EF 28~70/2.8 L Zb:Z,O(vn  
    3.9 ryb81.|  
    0.81 |<MSV KW  
    Nikon AF 35~70/2.8 /. >%IcK  
    3.8 dfh 1^Go  
    0.79 ,}NTV ~  
    Minolta AF 28~70/2.8 bL5u;iy)  
    3.7 Q(x/&]7=V  
    0.78 bHQ) :W  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp W>'(MB$3  
    3.5 "/%o'Fq  
    0.77 I__ a}|T%  
    Leica 28~70/3.5-4.5 &q#. >  
    3.2 MSB/O.  
    0.75 m^w{:\p  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ,;f5OUl?[  
    3.1 ,wngS=  
    0.73 AHHV\r  
    Sigma AF 28~70/2.8 yR"mRy1  
    3.0 bCiyz+VyJn  
    0.73 .Ad9(s  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 xqQK-?k  
    Vlge*4q  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: x~K79Mya  
    镜头品牌规格 o'8nQ Tao  
    得分 7xfS%'=y"  
    MTF侧重平均值 LjIkZ'HuF  
    Leica 80~200/4 bD-OEB  
    4.2 5=R]1YI~$  
    0.83 R`B} T<*  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Pz 0TAb  
    4.1 8s %YudW  
    0.82 3eB)X2~   
    Canon EF 70~200/2.8 L z[y  
    4.1 p|@#IoA/e  
    0.82 &xp]9$  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ?Cx=!k.  
    3.9 ae](=OQ  
    0.81 = |2F?  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo fK2r6D9  
    3.9 A 6 `a  
    0.81 :6/$/`I0W  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED Ty#sY'%  
    3.9 hDQk z qW  
    0.80 ZB} A^X  
    Contax 80~200/4 J~50#vHY  
    3.8 _ {6l}  
    0.79 )uMv]  
    Tokina AF 80~200/2.8 !~V^GlY  
    3.4  V^rL  
    0.76 ;>S|?M4GZ  
    Leica 70~210/4 *||Q_tlz  
    3.3 9ExI,  
    0.75 *z.rOY= 8  
    Pentax FA 80~200/2.8 \jmZ t*c  
    3.2 ` U-vXP  
    0.74 @;N(3| n7  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 ;cZp$ xb3  
    w'E?L`c  
    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: $cU7)vmK`  
    镜头品牌规格 rm-;Z<  
    得分 tGzp= PyA  
    MTF侧重平均值 e m0 hTxb  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U Hsd76z#8  
    3.3 o8v,17 8  
    0.75 ~>P(nI  
    Pentax FA 28~70/4 AL j; R20xf0  
    3.3 Eggu-i(rD  
    0.75 f1;@a>X  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U "_&c[VptWi  
    3.2 =;E0PB_w  
    0.74 *M_^I)*L  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ect$g#  
    3.1 [J(b"c6  
    0.73 h=JW^\?\]  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 3:xKq4?  
    3.1 F ^aD#  
    0.73 7(a1@VH  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D "z;R"sv\  
    3.0 9NNXj^7  
    0.72 ]>Gi_20*.  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp I)s_f5'  
    3.0 TdT`V f  
    0.72 x+;y0`oL  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 y)a)VvU":  
    2.9 @65xn)CD{  
    0.72 y n_.  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 - ZyY95E<  
    2.9  m l@% H  
    0.71 8FZC0j.^DH  
    Contax 28~70/3.5-4.5 MLg{Y?@  
    2.8 f-ceDn  
    0.71 x<' $  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D cza_LO(  
    2.8 72.Msnn  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro {?2|rv)  
    2.7 ewHs ]V+U  
    0.70 r| )45@  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 DdU w~n,  
    2.7 6EO@ Xf7,  
    0.70 SMJRoK3  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 }P-C-L{yE(  
    2.6 }6<5mq)%  
    0.69 I%GQ3D"=  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 9 wbQ$>G9  
    2.3 ZS;V?]\(  
    0.66 K"&^/[vMB  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 /f Q}Ls\  
    2.0 >cg)Nq D  
    0.64 }f14# y;  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 dUt4] ar  
    1.8 x[&<e<6  
    0.62 4>LaA7)v  
    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: X!mJUDzh]  
    镜头品牌规格 '3Q~y"C+4  
    得分 &5${k'  
    MTF侧重平均值 vt^7:! r  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO -aS@y.z  
    3.2 @"1Z;.S8V  
    0.74 u' Q82l&Y  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U v9Sk\9}S  
    3.1 <\O8D0.d  
    0.74 bt_c$TN  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 eEP{?F^I[  
    3.0 .{*l,  
    0.73 (GC5r#AnS  
    Sigma  70~210/4-5.6 II|;_j  
    2.9 @ =~k[o  
    0.72 N N1}P'6Ha  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 J:gC1g^  
    2.9 _ SOwiz  
    0.72 #+V4<o  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 VltM{-k^  
    2.9 cs.t#C  
    0.72 R@s7s%y=  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D OKK Ko`RN  
    2.8 w,vnpdT  
    0.71 *PV"&cx  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 9_iwikD  
    2.7 VjNr<~|d  
    0.69 j BBl{  
    Yashica AF 70~210/4.5 kp*!  
    2.7 yiI oqvP  
    0.69 czpu^BT;;T  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 <FBBR2  
    2.6 8.N`^Nj 1  
    0.69 ?[m1?  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 PpBptsb^|J  
    2.6 %;v~MC @  
    0.69 K: $mEB[c<  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U Skg/iH"(  
    2.4 =E%@8ZbK  
    0.67 3di;lzGq  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 %=9o'Y,4  
    2.4 njg0MZBqA  
    0.67 WysWg7,r  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): D"$Y, d  
    镜头品牌规格 :{iH(ae;  
    得分 +~aIT=i3  
    MTF侧重平均值 <I tS_/z  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 5[jS(1a`c  
    3.7 l&U$L N$*e  
    0.78 0m4M@94  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF { +w.Z,D"  
    3.6 4:NMZ `~  
    0.78 l5Ko9CG  
    Canon EF 20~35/2.8 L 8a)Brl}u  
    3.5 ?HZ^V  
    0.77 LO)!Fj4|  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 `N.:3]B t  
    3.5 Z'y&11  
    0.77 =<p=?16 x  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U R2a99#J  
    3.4 av|T|J/(  
    0.76 OObAn^bt  
    Pentax FA 20~35/4 AL uGb+ *tD  
    3.4 X5VNj|IE  
    0.76 |C z7_Rn  
    Minolta AF 17~35/2.8 G EYj~Xj8_  
    3.3 F I[BZZW  
    0.75 + c3pe4  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ?{aJ#w   
    3.3 b3R( O|  
    0.75 d]O:VghY\  
    Canon 20~35/3.5 L gveJ1P  
    3.3 Aipm=C8  
    0.75 ;5[ OS8  
    Canon EF 17~35/2.8 L m!w|~ Rk  
    3.2 76@W:L*J$J  
    0.74 Z^%a 1>`  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX nCWoco.xy  
    3.1  6d;}mhH  
    0.73 "IzAvKPM  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 p{LbTjdNc  
    2.9 n:/!{.  
    0.72  d9k`  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 X5/fy"g&  
    2.8 xcWR#z{z  
    0.71 SN ?Z7  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Z+y'w#MZL  
    2.7 WVpx  
    0.70 /kK*%TP  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ~^a>C  
    2.5 !"qT2<A  
    0.68 W g7 eY'FE  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF iY07lvG<  
    2.4 T\.(e*hC  
    0.67 9G SpDc  
    EMO {u  
    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。  EG`AkWy  
    5wx~QV=Hh  
    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。 9AhA"+?  
    I]W7FZ=o  
    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