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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 .S[M: <<*  
    +<bvh<]Od  
      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: c!N#nt_<  
    @]etW>F_  
      MTF = Vo / Vi eI98J"h%?  
    z&yVU<;  
      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。 ?-JW2 E"uT  
    `*3;sq%`  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 31cZ6[  
    9XmbHS[0V  
      (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。 U#:N/ts*(  
    yVWt%o/  
      (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)。 i,,mt_/,  
    UJ><B"  
      看看photodo的例子: |k#EYf#Y  
    B]I*ymc#  
    (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 SB,#y>Zv?  
    \%_sL#?  
      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。 l ;S_J^S  
    E Q]>^VE2B  
      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。 wRg[Mu,Q5  
    IV~5Y{(l  
    MTF(续) gfiFRwC`v  
    dF7`V J2  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 39A|6>-?  
    +I+RNXR/{  
    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。 q"Sja!-;|  
    ]e$n;tuW  
    浅谈MTF值的含义 a:KL{e[   
    9M-W 1prb  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 #'. '|z  
    2 SU  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 `>=@Kc  
    r,q.RWuII  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 #vc!SI  
    H(kxRPH4@]  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 lQxEiDIL  
    *Ag3qnY  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 *ZIX76y<!A  
    Nz:p(X!  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 \H 5t-w=  
    !Wj`U$];  
    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: /#j)GlNp:  
    镜头品牌规格 xl Q]"sm1  
    得分 @u`m6``T  
    MTF侧重平均值 58R.`5B  
    Contax 28~85/3.3-4 zb s7G  
    4.0 b>]UNf"-  
    0.81 u Yc}eMb  
    Canon EF 28~70/2.8 L ZCA= n  
    3.9 }{mS"  
    0.81 EyHL&  
    Nikon AF 35~70/2.8 u+c2 m  
    3.8 KN&|&51p}  
    0.79 T8^l}Y B  
    Minolta AF 28~70/2.8 [E/. r{S  
    3.7 Kd\d>&b  
    0.78 PP]7_h^ 2  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp )1 QOA  
    3.5 PKd'lo  
    0.77 V9cj  
    Leica 28~70/3.5-4.5 /N,\st  
    3.2 GC_c.|'6[  
    0.75 Pa"Kk9!o36  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro v^ v \6uEP  
    3.1 u95D0S  
    0.73 M"-.D;sa1  
    Sigma AF 28~70/2.8 ]YOWCFAQot  
    3.0 [zSt+K;  
    0.73 /. H(&  
    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。 <U8w#dc  
     bDD29  
    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: m -0EcA/  
    镜头品牌规格  SiJ{  
    得分 bfYVA2=Z  
    MTF侧重平均值 d%K{JkD-  
    Leica 80~200/4 %*RZxR):  
    4.2 b1G6'~U-  
    0.83 qyh]v[  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D FF0~i+5  
    4.1 |:,`dQfw  
    0.82 G<]@nP{P  
    Canon EF 70~200/2.8 L riRG9c |  
    4.1 .v-2A);I  
    0.82 /1uGsE+[  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX &VcO,7 A|  
    3.9 L(9AcP  
    0.81 fPstS ez   
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ^ > ?C  
    3.9 s#8T46?  
    0.81 43<i3O  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED  kq([c r  
    3.9 :^`WrcOJ  
    0.80 #K iqV6E  
    Contax 80~200/4 p#3G=FV  
    3.8 )*Wz5x  
    0.79 #%L_wJB-  
    Tokina AF 80~200/2.8 DghqSL ^s  
    3.4 HrMbp  
    0.76 _;:_ !`  
    Leica 70~210/4 s,l*=<  
    3.3 R<%{I)  
    0.75 KC%&or  
    Pentax FA 80~200/2.8 "z= ~7g  
    3.2 RD;A  
    0.74 D-O{/  
    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。 -Owb@Nw  
    ] mK{E~Zll  
    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: K@/dQV%Z  
    镜头品牌规格 Kaaz,C.$^  
    得分 LabI5+g  
    MTF侧重平均值 l.Z+.<@  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U d/awQXKe7  
    3.3 oel?we6  
    0.75 ^NM>x Ienf  
    Pentax FA 28~70/4 AL 5 +j):_  
    3.3 !|z!e>0  
    0.75 ed`7GZB  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U kuq&; uk$Q  
    3.2 g>`D!n::n  
    0.74 1]vDM&9  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U c?aOX/C'  
    3.1 Ekh)l0 l  
    0.73 S,f#g?V  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 q'IMt7}  
    3.1 H+@?K6{h  
    0.73 DF-.|-^9I  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Xg\unUHa  
    3.0 %?F$3YN,  
    0.72 " BLJh)i  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp $vn)(zn+  
    3.0 y{~tMpo<  
    0.72  =WEDQ\ c  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 |`fuu2W!  
    2.9 oZdY0nh4  
    0.72 lhf5[Rp  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 "9N;&^ I  
    2.9 MmFtG-  
    0.71 =}Q|#C  
    Contax 28~70/3.5-4.5 S@y?E}  
    2.8 jE8}Ho_#)  
    0.71 qv |}>wU  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 77wod}h!:  
    2.8 +At0V(  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro n-,mC /4  
    2.7 P\QbMj1U  
    0.70 OI3j!L2f  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 a=vH:D  
    2.7 !DHfw-1K  
    0.70 Lf%}\0:  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 }([}A`@  
    2.6 &5[+p{2  
    0.69 BxZ7Bk  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 q]*jTb  
    2.3 F IB)cpo  
    0.66 !XM*y  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 QXO~DR1  
    2.0 >;VZB/ d  
    0.64 Q ;5A~n  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 uyWw3>  
    1.8 rfzzMV  
    0.62 3\C+g{}e  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: {+3g*s/HI  
    镜头品牌规格 9E0x\%2K  
    得分 iOL/u)   
    MTF侧重平均值 _A0X[}^K  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO *O\lR-z!k  
    3.2 >+>N/`BG  
    0.74 "=JE12=u  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U \~t!M~H  
    3.1 hTcU %Nc  
    0.74 Kb1@+  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ?IoA;GBg  
    3.0 4gUx#_AaG  
    0.73 u0g"x_3  
    Sigma  70~210/4-5.6 j |o&T41  
    2.9 4^d).{&X  
    0.72 )r)ZmS5O  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 !,]c}Y{i  
    2.9 ;18u02z^  
    0.72 */K]sQZa  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 BQ70<m2D$  
    2.9 ELG9ts+5Uj  
    0.72 BMV\@Sg  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D H0.A;`  
    2.8 5r~hs6H  
    0.71 s#")hMJQ  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 rw0s$~'  
    2.7 W"CG&.  
    0.69 iM6(bmc.  
    Yashica AF 70~210/4.5 ^62I 5k/u  
    2.7 r6:e 423  
    0.69 ]<r.{EJ  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 -w5sXnS  
    2.6 !@ y/{~Gu  
    0.69 6:`[Fi  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 J+N -+,,  
    2.6 s B^ejH  
    0.69 'iDkAmvD  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 6\-u:dvGI?  
    2.4 ' ~fP#y  
    0.67 w|*D{`O  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 WW!-,d{{@  
    2.4 D]|{xKC}  
    0.67 vg _PMy\  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): yF|+oTp  
    镜头品牌规格 -%{+\x2  
    得分 @U1t~f^  
    MTF侧重平均值 9>`dB  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 AE Elaq.B  
    3.7 `VDvxl@1  
    0.78 \~zm_-Hw@Y  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF }n'W0 Sa  
    3.6 &!M6{O=~  
    0.78 E&U_@ bc-  
    Canon EF 20~35/2.8 L GZY:EHuz[  
    3.5 Y4X`(\A  
    0.77 HEhBOER?  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 YIb7y1\UM  
    3.5 )V*`(dn'zm  
    0.77 Uty0mc(  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ;lhW6;oI'  
    3.4 JLjs`oq h  
    0.76 A:pD:}fm}D  
    Pentax FA 20~35/4 AL I{.t-3hp  
    3.4 2k&Voa  
    0.76 >Ad`_g6Wew  
    Minolta AF 17~35/2.8 G WORRF  
    3.3 iWW >]3Q  
    0.75 `gJ$fTi&  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 )a `kL,  
    3.3 3v`@**  
    0.75 *!3qO^b?  
    Canon 20~35/3.5 L G-sQL'L[U  
    3.3 }"v#_vJfz7  
    0.75 yw89*:A6  
    Canon EF 17~35/2.8 L XJ"xMv  
    3.2 4nh0bIN1  
    0.74 \0&$ n  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX "I{Lcn~!@  
    3.1 NZFUCD)  
    0.73 E]^n\bE%  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 !:tr\L {  
    2.9 _?$w8 S%  
    0.72 9JJ6$cLF  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 C^,J 6;'  
    2.8 ~d ~oC$=TC  
    0.71 j8rxhToC  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 roe_H>  
    2.7 LW">9 ;n  
    0.70 CUBL/U\=  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro _x,(576~  
    2.5 %kgT=<E'  
    0.68 r@wE?hK  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF CoWT  
    2.4 :&2% x  
    0.67 0 wDhX  
    9F~5Ht  
    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。 ;4Xx5*E  
    \]\h,Y8  
    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。 lE8_Q*ev  
    'GO *6$/  
    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