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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 3SOrM  
    p*Hf<)}  
      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: }GGH:v  
    j 2Jew  
      MTF = Vo / Vi ?kc,}/4  
    'KNUPi|  
      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。 qI\B;&hr(  
    <UJ5n) }"\  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? `&A-m8X  
    P-\T BS_O  
      (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。 A Rjox`  
    )$FwB6^  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 (K> 4^E8  
    oVnHbvP1X  
      看看photodo的例子: !2]G.|5/A  
    9'\*Ip^  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 )XD$YI  
    uacVF[9|W  
      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。 e&="5.ik  
    " 1$hfs  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 ?u M2|Nk  
    9=MxuBl  
    MTF(续) zQ,ymf T  
    fTA%HsvU:  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 uTUkRqtD!  
    ?s{Pp  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 80O[pf*?  
    6imQjtI  
    浅谈MTF值的含义 U_Va'7  
    I!,FxOM|$  
    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。 \Ot,&Z k2  
    SNf*2~uq)  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Tk0Senq,  
    25`6V>\  
    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。 09rbu\h  
    &r !*Y&  
    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。 Zo36jSrCL  
    9.$k^|~  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 /*{s1Zcb  
    IH '&W  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 . [\S=K|/  
    H!dg(d^  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: q%GlS=o "  
    镜头品牌规格 dJd(m&.|N  
    得分 =P<7tsSuoK  
    MTF侧重平均值 ?i7}d@636  
    Contax 28~85/3.3-4 `+Ojh>"*z*  
    4.0 +&hd3  
    0.81 8;]U:tv  
    Canon EF 28~70/2.8 L ojZvgF  
    3.9 c2<JS:!*  
    0.81 P_ x9:3  
    Nikon AF 35~70/2.8 r%~/y  
    3.8 } ^67HtNQ  
    0.79 J(\f(jh/  
    Minolta AF 28~70/2.8 sKI{AHJ?X  
    3.7 7LY4q/  
    0.78 Qyoly"b@  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp &]Q\@;]Aq  
    3.5 li?RymlF  
    0.77 }_L,Xg:I  
    Leica 28~70/3.5-4.5 IH1 fvW e  
    3.2 A296 f(  
    0.75 @e_<OU  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro nv^nq]4'Dq  
    3.1 !B &%!06  
    0.73 D|p`~(  
    Sigma AF 28~70/2.8 m.A_u7D@  
    3.0 J}cqBk>  
    0.73 kG>d^K  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 Cj x(Z]  
    0]3#3TH  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: %;|^*?!J0  
    镜头品牌规格 {m/h3hjFa  
    得分 co$I htOv  
    MTF侧重平均值 5&\%  
    Leica 80~200/4 xi2!__  
    4.2 OZ6g u$ n*  
    0.83 6Tn.56X  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Oi=c 6n  
    4.1 Hki  
    0.82 fH/J8<  
    Canon EF 70~200/2.8 L 9$pQ|e0tJ  
    4.1 !Z*2X ^  
    0.82 ir%?J&C+t  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ?UlAwxn  
    3.9 bZ.q?Hlfk  
    0.81 OTNcNY  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo { ke}W  
    3.9 QVVR_1Q  
    0.81 CfoT$g  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED "Y Z B@  
    3.9  <V-D  
    0.80 ?,J'3nZ'  
    Contax 80~200/4 INFbj8T  
    3.8 spE(s%dgL  
    0.79 V]V~q ]  
    Tokina AF 80~200/2.8 i,DnXgmz@  
    3.4 +p:#$R)MW  
    0.76 T(E$0a)#  
    Leica 70~210/4 G:HPd.ay  
    3.3 478gl o  
    0.75 n-P)X<\  
    Pentax FA 80~200/2.8 Bg?f}nu7  
    3.2 j~d<n_   
    0.74 Vu3;U  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 kDAPT_Gid  
    G{,X_MZ%  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 2`XG"[@  
    镜头品牌规格 f,'gQ5\ X3  
    得分 IXaF(2>  
    MTF侧重平均值 [/ B$cH  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U hP1H/=~  
    3.3 mT@8(  
    0.75 ^a6c/2K  
    Pentax FA 28~70/4 AL p<w2e  
    3.3 xWv@PqXD  
    0.75 nwOT%@nw  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U A.@S>H'P  
    3.2 {=5Wi|  
    0.74 w^e5"og]  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U lLq:(zMH  
    3.1 ^ gY^I`"e6  
    0.73 sOegR5?;  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 BB&7VSgc-  
    3.1 5E|y5|8fb  
    0.73 uTgvMkO  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D s}NE[Tw  
    3.0 <6_RWtU  
    0.72  F'!pM(+  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp _sEkKh8x  
    3.0 sYQ=nL  
    0.72 IUt/V^  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 W+v7OSd92  
    2.9 K\w:'%>-  
    0.72 ){u/v[O9"  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 \uT2)X( N  
    2.9 ;<j[0~qp:  
    0.71 >}& :y{z~  
    Contax 28~70/3.5-4.5 IQ$cLr-S  
    2.8 hRU.^Fn#%  
    0.71 v{/z`J!JR  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D S?ypka"L  
    2.8 oa4{s&db-  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro C,2k W`[V  
    2.7 nH6Ny  
    0.70 x4$#x70?  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 P4&3jQ[o  
    2.7 mBQA~@ }  
    0.70 ;L <D-=  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 `eD70h`XK  
    2.6 &:K!$W  
    0.69 !p&[:+qN  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 LHQ$0LVt>T  
    2.3 f6\`eLGi1  
    0.66 ! ^~ ^D<  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 U3R;'80 f  
    2.0 = ;hz,+  
    0.64 4f)B@A-  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 k0@b"y*  
    1.8 Oz3JMZe  
    0.62 3PmM+}j3  
    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: )Z.v fc  
    镜头品牌规格 +7<W.Zii  
    得分 [{}Hk%wlX  
    MTF侧重平均值 (KHO'QNMt^  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO `%%/`Qpj;  
    3.2 Zb p+b;  
    0.74 ku8C#%.m3  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U Y (a0*fh  
    3.1 c#-o@`Po  
    0.74 {`-f<>N3  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 'AU:[eyUV  
    3.0 XfYMv38(  
    0.73 -rn%ASye  
    Sigma  70~210/4-5.6 $,@PY5r  
    2.9 ECZ`I Z.  
    0.72 <D_UF1Pk  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 5]-q.A5m  
    2.9 [:CV5k~xc  
    0.72 @N tiT,3k  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ? Zhnb0/  
    2.9 uWtj?Q+M|  
    0.72 e-Pn,j  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ;hz;|\ko5  
    2.8 *Y:;fl +v  
    0.71 F,[GdE;P  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 zwLJ|>  
    2.7 K:<j=j@51  
    0.69 ] I&l0Fx  
    Yashica AF 70~210/4.5 n+'gVEBA  
    2.7 tL>c@w#Pv  
    0.69 "j2th.  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 [3@Pu.-I+M  
    2.6 bgk+PQ#S-  
    0.69 ;2k!KW@  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 _A>?@3La9  
    2.6 8q}955Nl  
    0.69 fk6`DUBV  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U V_x8 Q+~?  
    2.4 HQy:,_f@  
    0.67 a3f- 9LN  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Wx:He8N] H  
    2.4 6E)emFkQ  
    0.67  @mD$Z09~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): }xA Eu,n^  
    镜头品牌规格 rGn6S &-  
    得分 ?LwBF;Y  
    MTF侧重平均值 Sc.@u3  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 >z"\l  
    3.7 PxvD0GTW  
    0.78 ;%ng])w=;  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF B - 1Kfc  
    3.6 _{ Np _ (g  
    0.78 2]UwIxzR  
    Canon EF 20~35/2.8 L _k|k$qxE  
    3.5 t+l{D#?a  
    0.77 Q"Pl)Q\  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Qq|c%FZ  
    3.5 Fd1t/B,  
    0.77 KHT RoXt  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U K_Q-9j  
    3.4 .FdzEauVc  
    0.76 VE $Kdo^  
    Pentax FA 20~35/4 AL H "; !A=0  
    3.4 0^25uAD=  
    0.76 hWz/PK,  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Y(/y,bJ?jp  
    3.3 Xt%y>'.  
    0.75 4}r.g0L  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 /* G-\|  
    3.3 o'KBe%@/  
    0.75 Y(<(!TJ-  
    Canon 20~35/3.5 L = j!nt8]8  
    3.3 s}93nv*ez  
    0.75 TB%NHq-!  
    Canon EF 17~35/2.8 L  84g8$~M  
    3.2 X 2Zp @q(  
    0.74 NtDxwzj  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX |I2~@RfpO:  
    3.1 0-~F%:x  
    0.73 0PdX>h.t  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 Yma-$ytp  
    2.9 ,GY K3+}Z  
    0.72 (RBB0CE  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 [KW9J}]  
    2.8 ,7n8_pU  
    0.71 = tY%k!R  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 \!Wph5wA  
    2.7 l|S_10x5  
    0.70 5@nv cCp  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro (,j ~s{  
    2.5 Jz@2?wSp  
    0.68 aE2Yl  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF C>*1f|<  
    2.4 lhBu?q  
    0.67 5`FPv4   
    J] )gXVRM  
    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。 AkEt=vI  
    Z&6*8#wn  
    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。 XNr8,[c  
    rebWXz7  
    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