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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 *7nlel  
    B2 Tp;)  
      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: oVb6,Pn  
    h?bm1e5kE  
      MTF = Vo / Vi Jmf&&)p  
    Pf]6'?kQ  
      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。 V\PGk<VO  
    D"bLJ j/!  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? m-5Dbx!j  
    )+N%!(ki  
      (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。 8> T '  
    syv6" 2Z'B  
      (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)。 @/`b:sv&*  
    kE UfQLbn  
      看看photodo的例子: p/cVQ  
    {#zJx(2yG  
    (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 87>\wUJ  
    N#6&t8;kTC  
      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=x]'3}^  
    #8%Lc3n  
      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。 Pd%o6~_*  
    +<"sC+2  
    MTF(续) }a'8lwF%I  
    8D;>]>  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 x>!#8?-h  
    H^B/ '#mO  
    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。 ,N< xyx.  
    ^E{~{  
    浅谈MTF值的含义 ;I:jd")  
    PE]jYyyHtU  
    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。 #Ji&.T^U/  
    7 H.2]X  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 D5]T.8kX(7  
    elJLTG  
    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。 &f|LjpMCf  
    L@ql)Lc);  
    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。 [q?{e1  
    +'N?`l6<  
    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。 <nvz*s  
    /V2Ih  
    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。 U9y[b82  
    Mf<P ms\F  
    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: H`9E_[  
    镜头品牌规格 <I&X[Sqp  
    得分 J3oH^  
    MTF侧重平均值 -Z-|49I/mN  
    Contax 28~85/3.3-4 (m|p|rL  
    4.0 4Bd[r7  
    0.81 KaauX m  
    Canon EF 28~70/2.8 L }<[@)g.h.  
    3.9 2x"&8Bg3  
    0.81 ido'<;4>  
    Nikon AF 35~70/2.8 W+cmn)8  
    3.8 }~:`9PV)Z%  
    0.79 MIsjTKE  
    Minolta AF 28~70/2.8 ^}a..@|%W  
    3.7 BB.^-0up  
    0.78 MQG(n+c  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp \uc]+nV!o  
    3.5 :Z- = 1b~  
    0.77 :tl* >d~  
    Leica 28~70/3.5-4.5 i ?%;s5<  
    3.2 2>Xgo%  
    0.75 ,_!pUal  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro h rW  
    3.1 ,gVA^]eDh  
    0.73 ,ZHIXylZ  
    Sigma AF 28~70/2.8 -v/1R1$e1  
    3.0 @a'Rn  
    0.73 `1=n H/E  
    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。 N<zD<q  
    .D(H@3qA@  
    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: I% ivY  
    镜头品牌规格 o+*YX!]#L  
    得分 2`9e20  
    MTF侧重平均值 j_H9l,V  
    Leica 80~200/4 j2#RO>`,I  
    4.2 D|9xD  
    0.83 e4fh<0gX  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 7 y5`YJ}!  
    4.1 *P7 H=Yf&  
    0.82 ZP &q7HK\  
    Canon EF 70~200/2.8 L F0qpJM,  
    4.1 [_Fj2nb*  
    0.82 $Ypt /`  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX  l+HmG< P  
    3.9 7hQXGY,q  
    0.81 2Nrb}LH  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo P(a!I{A(  
    3.9 h6Ovl  
    0.81 0/5 a3-3{  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED H*51GxK  
    3.9 R.@I}>  
    0.80 `d2 r5*<  
    Contax 80~200/4 hfE5[  
    3.8 ?41bZ$j  
    0.79 >o9tlO)  
    Tokina AF 80~200/2.8 "m,)3zND3  
    3.4 />Kd w  
    0.76 NOM6},rp  
    Leica 70~210/4 He vZ}.  
    3.3 w%~UuJ#i  
    0.75 )lg>'O  
    Pentax FA 80~200/2.8 /*Iq,"kGz  
    3.2 @( p9}  
    0.74 VUnO&zV{  
    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。 iga.B  
    "'U+T:S  
    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: (SGX|,5X7  
    镜头品牌规格 i ]x_W@h  
    得分 3w!8PPl  
    MTF侧重平均值 RT`.S uN  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U o]/*YaB2>  
    3.3 tf[)Q:|  
    0.75 iOY: a  
    Pentax FA 28~70/4 AL " b3-'/ &  
    3.3 y/i{6P2`,D  
    0.75 eFKF9m  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 8! eYax   
    3.2 RGEgYOO  
    0.74 F3nYMf  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U MTXh-9DA  
    3.1 8k +^jj  
    0.73 !aQb Kp  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Rax]svc  
    3.1 >|zMN$:  
    0.73 (;VlK#rnC  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D sbv2*fno5  
    3.0 | KtI:n4d  
    0.72 XM1; >#kz  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp %9vl  
    3.0 Jlp nR#@  
    0.72 IC"Z.'Ph  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 q"(b}3  
    2.9 lT^/ 8Z<g  
    0.72 /U26IbJ  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 cl04fqX  
    2.9 ibH!bS{  
    0.71 KE[!{O^(a  
    Contax 28~70/3.5-4.5 "hi d3"G  
    2.8 *'w?j)}A9g  
    0.71 _=Z?5{7S >  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D *Xcqnu('  
    2.8 &cGa~#-u  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro x" lcE@(  
    2.7 5(5:5q.A/D  
    0.70 3c%_RI.  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 H2lQ(Y+H  
    2.7 2OVN9_D%  
    0.70 'uC=xG.*}  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 k,eo+qH.Hz  
    2.6 C19}Y4r:  
    0.69 %u}#|+8}  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 j)ME%17  
    2.3 F[(ocxQZ3  
    0.66 .^dtdFZ8,  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 71n3d~!O>  
    2.0 ]!q>@b  
    0.64 EDT9O  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 GXaPfC0-y  
    1.8 hCBre5  
    0.62 40%fOu,u`  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: p$=Z0p4%LL  
    镜头品牌规格 |yl,7m/B-G  
    得分 ?;VsA>PV  
    MTF侧重平均值 iGPrWe@.  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO WEYZ(a|  
    3.2 &@K6;T  
    0.74 FI,K 0sO/|  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U e%s1D  
    3.1 _h+7 KK  
    0.74 nll=Vd[  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 e"y-A&|  
    3.0 ,wf:Fr  
    0.73 /W GD7\G'8  
    Sigma  70~210/4-5.6 U&i#cF   
    2.9 oam$9 q  
    0.72 zLgc j(;  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 L;lu)|b"  
    2.9 X J`*dgJ  
    0.72 Q r\eT}  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 <2d)4@B=  
    2.9 \ZM5J  
    0.72 D6~KLSKm  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D }uNj#Uf  
    2.8 #+QJ5VI :  
    0.71 (gnN </%  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 _Pno9|  
    2.7 IQ$!y,VJ  
    0.69 AyWdJ<OU  
    Yashica AF 70~210/4.5 uh2 F r  
    2.7 :zX^H9'E<(  
    0.69 |sI@m@  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 i=L 86Ks  
    2.6 tm/=Oc1p  
    0.69 8 :WN@  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 vf zC2  
    2.6 Nyt*mbd5 {  
    0.69 ^vxx]Hji  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U fF(AvMsO  
    2.4 _CPj] m{  
    0.67 gg.]\#3g  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 @ <3E `j'p  
    2.4 L pq)TE#  
    0.67 dG7d}0Ou'  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ,ss"s3  
    镜头品牌规格 1d~d1Rd  
    得分 A@Q6}ESD  
    MTF侧重平均值 BYu(a  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 r95 ,X!  
    3.7 JNY?] |=  
    0.78 *v%gNq  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF <o9AjASv\,  
    3.6 [ :)F-  
    0.78 TE;f*!  
    Canon EF 20~35/2.8 L 1$1>cuu  
    3.5 >-\^)z  
    0.77 etT9}RbQ  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 cpl Ny?UIC  
    3.5 ysZ(*K n(?  
    0.77 lX%-oRQ/os  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U wm^1Fn--  
    3.4 VXiU5n^  
    0.76 c]Gs{V]\  
    Pentax FA 20~35/4 AL T*mR9 8i  
    3.4 |$6Ten[B#  
    0.76 Xq )7Im}?  
    Minolta AF 17~35/2.8 G _h4]gZ  
    3.3 [<5/s$,i  
    0.75 w&f>VB~,1  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5  ZB |s/  
    3.3 A9N8Hav  
    0.75 V,rR*a&p  
    Canon 20~35/3.5 L C[<{>fl)  
    3.3 fPHV]8Ft|  
    0.75 nBd]rak'  
    Canon EF 17~35/2.8 L V dvj*I  
    3.2 ,"5HJA4  
    0.74 R<gAxO%8  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX .wp[uLE  
    3.1 T59FRX  
    0.73 ppRA%mhZ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ~Er0$+q=Y;  
    2.9 cWyf04-?  
    0.72 lwfM>%%N  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 A4|7^Ay  
    2.8 (1q(6!  
    0.71 50|nQ:u,  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 (SQGl!Lai0  
    2.7 b$0;fEvIJn  
    0.70 X.>~DT%0Lm  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro %z.V$2  
    2.5 y`8U0TE3R  
    0.68 *z6A ~U  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF $[b}r#P  
    2.4 Z2@e~&L  
    0.67 L~e0^X?  
    F WU >WHX  
    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。 8RuW[T?  
    'v^shGI%Ht  
    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。 >r C*.  
    #tpz74O  
    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