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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 gGr^@=;YC  
    H(bs$C4F  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: plUZ"Tr  
    E^QlJ8  
      MTF = Vo / Vi ,u!*2cWN  
    |rJ=Ksc  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 =o Xsb  
    K&nE_.kbl  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? _jJPbKz  
    #1`-*.u  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 P\w\N2  
    >SML"+>  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 OZx W?wnd  
    ]e^c=O`$  
      看看photodo的例子: bu |a0h7e  
    8dZ0rPd?  
    (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 gg[WlRQK4A  
    :A1{d?B  
      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。 '$|[R98  
    ?3*l{[@J  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 3AQZRul  
    ~;1l9^N|  
    MTF(续) P/c&@_b  
    Av"R[)  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义  Jd%H2`  
    }2(,K[?  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 VTG9$rQZ  
    94+KdHAo^M  
    浅谈MTF值的含义 dQ_!)f&w1  
    3D` YZ#M  
    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。 vg D77  
    k%D+Y(WGz8  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ux_Mrh'  
    gUxP>hB  
    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。 @n(Z$)8tR  
    *$p2*%7Ne  
    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。 0}$Hi  
    w S4.8iJ  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 nyBJb(5"B  
    J13>i7]L%  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 L%Ow#.[C2  
    c%&: 6QniZ  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: LM}Ib.  
    镜头品牌规格 sA'6ty  
    得分 )+}]+xRWGj  
    MTF侧重平均值 T(e!_VY|m  
    Contax 28~85/3.3-4 c}y [[EX  
    4.0 I3,= 0z  
    0.81 Z2TL#@  
    Canon EF 28~70/2.8 L U7oo$gW%|T  
    3.9 sYjpU  
    0.81 ^;/b+ /B0  
    Nikon AF 35~70/2.8 :|Ad:fEs  
    3.8 um4yF*3b9  
    0.79 D+]a.& {p  
    Minolta AF 28~70/2.8 zY|t0H  
    3.7 mH Ic f{RG  
    0.78 SILQ  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp b!sRk@LGZ  
    3.5 2_zp:v  
    0.77 ZJwrLV  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ,!dh2xNH^  
    3.2 >p.O0G gg  
    0.75 #$c Rkw  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 6`v7c!7  
    3.1 NR -!VJQ  
    0.73 :E>HE,1b+  
    Sigma AF 28~70/2.8 CAcS~ "  
    3.0 e'0{?B  
    0.73 AgFVv5  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ve% xxn:  
    gF$V$cU  
    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: Xlb0/T<g!  
    镜头品牌规格 ADpmvW f?  
    得分 Dh5X/y  
    MTF侧重平均值 hir4ZO%Zt  
    Leica 80~200/4 kAu+zX>S+  
    4.2 d4nH_?  
    0.83 ;PjQt=4K  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Yc,7tUz#  
    4.1 6(G?MW.  
    0.82 %*&UJpbA  
    Canon EF 70~200/2.8 L )hk   
    4.1 *e-A6S h  
    0.82 (;q\}u  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX wg0 \_@3  
    3.9 |b-]n"}c>  
    0.81 nWMmna.5  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 9nH?l{As   
    3.9 *,Za6.=  
    0.81 OtGb<v<_H  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 'JNElXqrv  
    3.9 >2]JXLq  
    0.80 VY)9|JJCO  
    Contax 80~200/4 q*2N{  
    3.8 1qf!DMcdZ  
    0.79 Fd#m<"  
    Tokina AF 80~200/2.8 ppFe-wY  
    3.4 1[jb)j1  
    0.76 NMww>80  
    Leica 70~210/4 +reor@h  
    3.3 v>Mnl  
    0.75 9:e YU =  
    Pentax FA 80~200/2.8 {; .T7dL  
    3.2 X`fn8~5  
    0.74 [-)r5Dsdq  
    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。  +QE^\a  
    *P#WDXRwd  
    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: Tp0bS  
    镜头品牌规格 ,}:G\u*Fu  
    得分 bd<m%OM""  
    MTF侧重平均值 dlG=Vq&Y  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U jiYmb8Q4D  
    3.3 bzvh%RsW  
    0.75 D`xHD#j h  
    Pentax FA 28~70/4 AL !w H'b  
    3.3 y| Ir._bt  
    0.75 z8 [yt282  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U #vzEu )Ul  
    3.2 L*Me."*  
    0.74 0 s 70r  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U |U_]vMq  
    3.1 V=lfl1Ev0J  
    0.73 5* 0y7K/D  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ;L,mBQB?0b  
    3.1 ixV0|P8,c  
    0.73 JR@.R ,rII  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D QjC22lW-  
    3.0 <ERB.d!  
    0.72 +Y V|ij  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp JMVNmq&0  
    3.0 MSV2ip3  
    0.72 hRq3C1 mR  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 .S%0   
    2.9 lhi_6&&[8  
    0.72 e5OsI Vtjr  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ]IL;`>Gp  
    2.9 VL[kJi   
    0.71 3 E3qd'  
    Contax 28~70/3.5-4.5 YOrrkbJ(  
    2.8 ?h0X,fl3  
    0.71 $ -c!W!H  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D I(S)n+E  
    2.8 W;1|+6x  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro FVKW9"AyW  
    2.7 ncSFj.}w]  
    0.70 *#TYqCc+g  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 w ~ dk#=  
    2.7 c)Ic#<e(  
    0.70 0Hs|*:Y1D  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 6O@J7P  
    2.6 IQ!\w-  
    0.69 5'Q|EIL  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 )~V4+*<  
    2.3 !I\!;b  
    0.66 Nk[2nyeO>  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 \@>b;4Fb+N  
    2.0 o0ZM[0@j  
    0.64 k/03ZxC-  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 tV9L D>3  
    1.8 )9S>Z ZF  
    0.62 kqb0>rYa   
    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: fA=#Fzk2  
    镜头品牌规格 c!hwmy;  
    得分 X]loJoM9  
    MTF侧重平均值 5*\\J&H  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ~w</!s  
    3.2 f,z P*  
    0.74 W[[bV  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U zd]D(qeX  
    3.1 UA~RK2k?  
    0.74 )>7%pz  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 azP+GM=i7  
    3.0 7n o5b] \  
    0.73 WU4UZpz  
    Sigma  70~210/4-5.6 n}mR~YqD  
    2.9 j$da8] !  
    0.72 ,&Wn [G<2  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ]MtFf6&  
    2.9 $^ 'aCU0C  
    0.72 dx,=Rd5'  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 $ \*` }Y  
    2.9 |BZDhd9<{  
    0.72 D^U: ih  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D z^nvMTC  
    2.8 3K@@D B6  
    0.71 `d2,*KR  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 f&4,?E;6%  
    2.7 zciCcrJ  
    0.69 ,&HR(jTo  
    Yashica AF 70~210/4.5 ^O^:$nXhYy  
    2.7 a4gi,pz$]  
    0.69 ( #Z`  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 $XBAZ<"hd  
    2.6 GO! uwo:  
    0.69 3E^M?N2oc  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 IgL_5A  
    2.6 qP*}.Sqk7  
    0.69 ?yXAu0  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ~n!!jM:N  
    2.4 iP3Z  
    0.67 9H]_4?aX  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 aH_6s4+:  
    2.4 I/x iT  
    0.67 (/ " &  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): V+wH?H=  
    镜头品牌规格 IB9%QW"0  
    得分 Z< b"`ty.  
    MTF侧重平均值 T_<BVM  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 pN[0YmY#  
    3.7 UFn8kBk  
    0.78 K,xW6DiH  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF P`1EPF  
    3.6 S\NL+V?7h  
    0.78 RBGlzk  
    Canon EF 20~35/2.8 L Ix DWJ#k  
    3.5 ^ons:$0h  
    0.77 CPazEe1S  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 |`yZIY_  
    3.5 O,V9R rG  
    0.77 1D([@)^  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U x;BbTBc>  
    3.4 '3l$al:H^  
    0.76 mZ0J!QYk  
    Pentax FA 20~35/4 AL 10sK]XI  
    3.4 farDaS[\VY  
    0.76 QYE7p\  
    Minolta AF 17~35/2.8 G w3*-^: ?j  
    3.3 i&+w _hD  
    0.75 _EYB 8e  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 IvBGpT"(I  
    3.3 V`a+Hi<P\  
    0.75 73NZ:h%=  
    Canon 20~35/3.5 L @O3/3vi1  
    3.3 0^!Gib  
    0.75 q@#BPu"\l  
    Canon EF 17~35/2.8 L +S{  
    3.2 sroGER .  
    0.74 K!8zwb=fq  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX j^u[F"  
    3.1 ?KN:r E  
    0.73 &,W$-[  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 @] .VQ<X|0  
    2.9 7t(Y;4<2  
    0.72 I ,FqN}  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 \gKdD S  
    2.8 X}JWf<=q  
    0.71 w^VSj%XH!  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Xza4iV  
    2.7 XdIah<F2  
    0.70 8cr NOZS6  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro N7.  @FK  
    2.5 T[Q"}&bB  
    0.68 ]O{_O&w  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF #Q6w+"  
    2.4 0^<,(]!  
    0.67 LDX*<(  
    :I/  
    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。 (wL3 +  
    =:5<{J OG  
    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。 Zq?_dIX %  
    ?V+wjw  
    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