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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 ({Yfsf,  
    JkR%o #>5  
      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: yU(}1ZID  
    Lm!]m\LRZD  
      MTF = Vo / Vi _Cf:\Xs m  
    k"7ZA>5jk  
      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。 c{`!$Z'k<  
    C&@'oLr  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? '/D2d  
    )M.g<[= ^  
      (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。 `tO t+>YWn  
    x_8sV?F  
      (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)。  [A,!3BN  
    V4u4{wU]  
      看看photodo的例子: '%_K"rb  
    (' %Y3z;  
    (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 "Cvr("'O  
    5KbPpKpd  
      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。 _&G_SNa  
    jB9~'>JY  
      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。 bCTN^  
    LIJ#nb  
    MTF(续) e6J>qwD?  
    V*?QZ;hCP  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 z+M{z r  
    g~|vmVBua  
    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。 [Ous|a[)o  
    $uwz` N:  
    浅谈MTF值的含义 5s%e9x|kP  
    TUGD!b{  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 EGFP$nvq  
    :SwA) (1  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ,6^Xn=o #  
    VNz? e&>  
    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。 7uUq+dp  
    O.Te"=^"F  
    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。 g"!cO^GkT  
    TXd6o=  
    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。  EAr;  
    {[bpvK  
    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。 F&CvqPI  
    K)1Lg? j  
    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: Q|VBH5}1O  
    镜头品牌规格 X16O9qsh  
    得分 Nv0a]Am  
    MTF侧重平均值 DIP%*b#l$\  
    Contax 28~85/3.3-4 T.QJ#vKO0  
    4.0 (-;(wCEE  
    0.81 5D-as9k*  
    Canon EF 28~70/2.8 L it>Bf;  
    3.9 ~Sf'bj;(  
    0.81 sAjUX.c  
    Nikon AF 35~70/2.8 xz} CqPJ#  
    3.8 %WP[V{,F  
    0.79 mJ[_q >  
    Minolta AF 28~70/2.8 `CL\-  
    3.7 E@Ewx;P5  
    0.78 b{<$OVc  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp J_XkQR[Y  
    3.5 ?|`n&HrP  
    0.77 wmMn1q0F  
    Leica 28~70/3.5-4.5 PktnjdFV  
    3.2 KqBiF]Q  
    0.75 !Dc;R+Ir0!  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro zLxuxf~4@  
    3.1 DHhty qm  
    0.73 e<8KZ  
    Sigma AF 28~70/2.8 Mx# P >.  
    3.0 Zu~t )W  
    0.73 sVnq|[ /  
    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。 Hit )mwfYE  
    xudZ7   
    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: ^[+2P?^K  
    镜头品牌规格 8t7r^[T  
    得分 -IDhK}C&T  
    MTF侧重平均值 " :[;}f;  
    Leica 80~200/4 A;^{%S  
    4.2 @QYCoEU8J  
    0.83 q+;lxR5D  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D &P*r66  
    4.1 YXF^4||j.c  
    0.82 gH"a MEC  
    Canon EF 70~200/2.8 L \O~WMN  
    4.1 U(~Nmo'  
    0.82 +,T}x+D  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX |1<B(iB'{/  
    3.9 KAT"!b   
    0.81 +,i_G?eX  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 5yW}#W>  
    3.9 gId :IR  
    0.81 ,>kXn1 ,  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ?<OyJ|;V  
    3.9 wk=s3^  
    0.80 DU5rB\!.~  
    Contax 80~200/4 ;?-{Uk  
    3.8 plzwk>b_  
    0.79 t`Xx\  
    Tokina AF 80~200/2.8 |\C.il7  
    3.4 ds2xl7jg  
    0.76 sAK&^g  
    Leica 70~210/4 jC-`u-_'j  
    3.3 SM<qb0  
    0.75 nAsc^ Yh  
    Pentax FA 80~200/2.8 f?@M"p@T  
    3.2 -O@/S9]S)  
    0.74 '1G0YfG}n  
    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。 ~jWpD7px  
    mndEB!b  
    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: 6Tq2WZ}<'  
    镜头品牌规格 5mZ9rLn  
    得分 :X1Y  
    MTF侧重平均值 D{+D.4\  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U {D]I[7f8Ev  
    3.3 (5RZLRn  
    0.75 lZ,$lZg9Z  
    Pentax FA 28~70/4 AL h`tf!MD]  
    3.3 Z#GR)jb+  
    0.75 R^K:hKQ  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U TP`"x}ACa?  
    3.2 ])zpx-  
    0.74 )_ l( WF.  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U m .En!~t  
    3.1 1u* (=!  
    0.73 b#S-u }1PE  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 g(F2IpUm/  
    3.1 v1NFz>Hx  
    0.73 8nSw7:z  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D AUaupNN  
    3.0 U71A#OD^U  
    0.72 +J !1z  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp N VDvd6  
    3.0 hSk  
    0.72 hLyV'*}  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 t.7_7`bin~  
    2.9 _`9WNJiL  
    0.72 <@v|~ AO4~  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 q(5  
    2.9 "N=q>jaX  
    0.71 _<)HFg6  
    Contax 28~70/3.5-4.5 49B6|!&I  
    2.8 KeC&a=HL  
    0.71 ZZ].h2= K  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D %bhFl,tL  
    2.8 &Qv%~dvW  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro x=1Sbs w{  
    2.7 ;:Y/"5h  
    0.70 zOL*XZ0c  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 T%2%*oa  
    2.7 :-b-)*TC;  
    0.70 9kas]zQ%=P  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 GS!1K(7  
    2.6 []H0{a2{<  
    0.69 XP@&I[J3sI  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 vLcOZ^iK  
    2.3 A~wyn5:_  
    0.66 c=IjR3F  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 /^ [K  
    2.0 N*Xl0m(Q  
    0.64 jx];=IC3tt  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Ozc9yy!%  
    1.8 TfA;4 ^  
    0.62 fH_Xm :%  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: 7+J<N@.d  
    镜头品牌规格 ~#JX 0J=  
    得分 <kWNx.eci  
    MTF侧重平均值 2ZQ|nwb7  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO d%ncI0f`  
    3.2 `b[@GGv  
    0.74 FVoKNaK-  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U + oNr c.  
    3.1 bKPjxN?!9  
    0.74 tqOx8%  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1  W o$UV  
    3.0 q%Lw#f  
    0.73 "I45=nf  
    Sigma  70~210/4-5.6 >  ,P,{"  
    2.9 (FNX>2Mv  
    0.72 RS  Vt  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ~fly6j|u  
    2.9 S L~5[f  
    0.72 S >\\n^SbT  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 x/#.%Ga#T  
    2.9 v7D3aWoe  
    0.72 _v=zFpR  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D <+; cgF!+  
    2.8 &}lRij&`  
    0.71 3_c4+u"6  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Zq\ p%AU9  
    2.7 |>=\ VX17  
    0.69 x!9bvQT  
    Yashica AF 70~210/4.5 Wi!$bL`l  
    2.7 P, SI0$Z  
    0.69 vjXCArS  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 `k'Dm:*`u4  
    2.6 8HH\wu$$e  
    0.69 W:=CpbwENX  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 +P"u1q*+p  
    2.6 %{";RfSVX%  
    0.69 ^NOy: >  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U |#(g 8ua7  
    2.4 *", BP]]  
    0.67 h>jp.%oOu  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 bR|1* <  
    2.4 AV["%$ :  
    0.67 VufG7%S{  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ? 1b*9G%i  
    镜头品牌规格 \b|Q`)TK  
    得分 pB0Do6+{  
    MTF侧重平均值 !fG`xZ~  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 :vy./83W  
    3.7 h5m6 )0"  
    0.78 d0@czNWIC  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF q e;O Ox  
    3.6 %c,CfhEV%&  
    0.78 m3iB`  
    Canon EF 20~35/2.8 L qy~@cPT  
    3.5 JQWW's}  
    0.77 |oJ R+  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 'O]Ja-  
    3.5 Kkz2N  
    0.77 p` LPO  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U pNR69/wGi  
    3.4 &T/}|3S  
    0.76 h\$juIQa  
    Pentax FA 20~35/4 AL QCk(qlN'h9  
    3.4 +S>}<OE  
    0.76 X~Vr}  
    Minolta AF 17~35/2.8 G wa4(tM2  
    3.3 /2PsC*y  
    0.75 SB`"%6  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Z8Il3b*)  
    3.3 M 4TFWOC1  
    0.75 }]?U. ]-  
    Canon 20~35/3.5 L o+Kh2;$)  
    3.3 lw"5p)aB  
    0.75 $C !Mk  
    Canon EF 17~35/2.8 L *Ad7GG1/u  
    3.2 `m Tc  
    0.74 -#?p16qz5  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ec` $2u  
    3.1 ew cgg  
    0.73 #ZRplA~C7]  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 y:+s*x6Vg  
    2.9 g$ oe00b  
    0.72 4?^t=7N  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 tcxs%yWO1  
    2.8 ,o)U9 <  
    0.71 )vFZl]  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 NTtRz(   
    2.7 {1ic* cZS  
    0.70 35[8XD  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 2 <@27 C5  
    2.5 .%4{zaB  
    0.68 _}B:SM  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF B:\TvWbu  
    2.4 KGm"-W  
    0.67 -f-2!1&<3h  
    ;|LS$O1c  
    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。 \o j#*aL^  
    J12 ZdC'O  
    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。 S qQqG3F  
    o[!g,Gmoh  
    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