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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 lJE93rXU  
    pBETA'fY  
      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: +;#Y]xy:  
    DRc)iE>@  
      MTF = Vo / Vi 89wU-Aggq  
    K)\M5id]  
      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。 IGtl\b=  
    = Wu *+paQ  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? =u+d_'P7-R  
    _g~qu [1  
      (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。 ?zQA  
    7D!u1?]d{  
      (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)。 xYhrO  
    p TeOW9  
      看看photodo的例子: l PK +$f$  
    /C4^<k\  
    (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 Vv8jEZ8  
    unBy&?&p  
      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。 iv>SsW'p_  
    Q)LM-ZJKQ  
      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。 dO4{|(z  
    lhw()u  
    MTF(续) XwlbJ=mf  
    e(I =^#u6  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 DBT&DS  
    ui@2s;1t  
    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。 ~R &;v3  
    kn>$lTHQ  
    浅谈MTF值的含义 86\S?=J-b  
    uvV;Mlo]  
    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。 RW}"2  
    ~Q>_uw}g#  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 !X<~-G2)l  
    j'BMAn ?  
    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。 iTV) NsC}  
    "sl1vzRN  
    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。 dVFf.  
    aOiR l,  
    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。 )J NSZB  
    "B8"_D&  
    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。 ,iv|Pq $!  
    6+KHQFb&N  
    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: Hx\H $Y  
    镜头品牌规格 ~I799Xi  
    得分 a\:VREKj,  
    MTF侧重平均值 Vw&HVo  
    Contax 28~85/3.3-4 D*YM[sN`  
    4.0 ^>N]H>0'S  
    0.81 [g Z"a*  
    Canon EF 28~70/2.8 L d R]Q$CJ  
    3.9 mBG=jI "xh  
    0.81 3neIR@W  
    Nikon AF 35~70/2.8 ZJ 77[  
    3.8 lME)?LOI  
    0.79 hwI Mn33  
    Minolta AF 28~70/2.8 ]Wq?H-B{  
    3.7 E)9yH\$6  
    0.78 DANw1 _X\  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 1[t=XDz/e  
    3.5 ;XDz)`c  
    0.77 Zt&6Ua[Y}  
    Leica 28~70/3.5-4.5 D.1J_Y=9  
    3.2 8-Hsgf.*  
    0.75 wj1{M.EF\  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 3,Q^& 1  
    3.1 sqS=qC  
    0.73 B-T/V-c7  
    Sigma AF 28~70/2.8 |-CnT:|o  
    3.0 ?l$Nf@-  
    0.73 YTjkPj:  
    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。 $Tb G+Eb8  
    PGARXw+  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: ZZ.m(A TR  
    镜头品牌规格 @j4U^"_QB  
    得分 =07]z@s  
    MTF侧重平均值 XbZ*&  
    Leica 80~200/4 k~|-gf FP  
    4.2 w1|A5q'M  
    0.83 !xKJE:4/,m  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 5zIAhg@o:q  
    4.1 \J6hI\/4^  
    0.82 a!mf;m  
    Canon EF 70~200/2.8 L vc]cNz:mQ  
    4.1 ZDC9oX @  
    0.82 DtEwW1J  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 4 8{vE3JY  
    3.9 2]c {P\  
    0.81 N*@aDM07  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo MCP "GZK6W  
    3.9 /2RajsK  
    0.81 zA;@@)hwR  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED gn{=%`[  
    3.9 \G2B?>E;  
    0.80 Go&D[#  
    Contax 80~200/4 D>!6,m2  
    3.8 5&f{1M6l>  
    0.79 2PR^:h2  
    Tokina AF 80~200/2.8 ,o7hk{fR*  
    3.4 w?,M}=vg  
    0.76 0K-*WQ*#9  
    Leica 70~210/4 Z^9/v  
    3.3 i#%a-I:M  
    0.75 & ``d  
    Pentax FA 80~200/2.8 QQpP#F|w  
    3.2 x5Z-{"  
    0.74 5eA8niq#  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 IjfxR mV  
    }elH75[64  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: P(>(K{v  
    镜头品牌规格 -OYDe@Wb]  
    得分 K"V:<a  
    MTF侧重平均值 O3.C:?;x  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U G3G6IP  
    3.3 vwr74A.g0  
    0.75 "|m|E/Z-9  
    Pentax FA 28~70/4 AL =D^TK-H  
    3.3 3},Zlu  
    0.75 2Nj9U#A  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U SxjCwX">  
    3.2 ~=Ncp9ej#  
    0.74 #2tCV't  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U @wq#>bm  
    3.1 ? /JBt /b  
    0.73 =_[Z W  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 s(_+!d6  
    3.1 9Z6C8J v  
    0.73 3qQUpm+  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D .]|Zf!>}s  
    3.0 7rHS^8'H&  
    0.72 D0;tcm.$  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp jvVi%k  
    3.0 !D o,>gO  
    0.72 M3zDtN  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 PVa o  
    2.9 fRm}S>Nibb  
    0.72 o/,NGU  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 F pt-V  
    2.9 A{<xc[w;p  
    0.71 nVD Xj  
    Contax 28~70/3.5-4.5 n$2RCQ  
    2.8 w.N,)]h  
    0.71 #yc L'T`X%  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D xiyxr R;  
    2.8 <SVmOmJ-K  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro M@p"y q  
    2.7 !~lW3  
    0.70 e(1k0W4B  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 k:#6^!b1  
    2.7 s T3p>8n  
    0.70 (3*UPZv  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ' 9J|=z9.  
    2.6 Pj7gGf6v  
    0.69 0p fnV%  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 v.W{x?5  
    2.3 ["3df>!f  
    0.66 =z:U~D  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 # X.+  
    2.0 S:Tm23pe  
    0.64 /f1'm@8;  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 !k~z5z'=py  
    1.8 ?kt=z4h9(  
    0.62 he )ulB  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: S*%iiD)  
    镜头品牌规格 l9{#sas  
    得分 .F0]6#(  
    MTF侧重平均值 r9ke,7?  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO  r@T| e  
    3.2 YDiN^q7  
    0.74 \Kd7dK9&]  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U /hdf{4  
    3.1 ] mj v;C  
    0.74 N_C_O$j  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 >uHS[ _`nM  
    3.0 { U <tc4^  
    0.73 6CNS%\A  
    Sigma  70~210/4-5.6 NcL =z o<  
    2.9 8.I9}_  
    0.72 'o\;x"YJ  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 $<e +r$1  
    2.9 {e]NU<G ,  
    0.72 j$eCe< .3  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 +Z? [M1g  
    2.9 xaXV ^ZM3  
    0.72 "@/ba!L+  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D PW_`qP:  
    2.8 _1JmjIH)M  
    0.71 &]nd!N  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 a'[)9:  
    2.7 GhnE>d;i  
    0.69 8wi A  
    Yashica AF 70~210/4.5 KC Xwn  
    2.7 0&`}EXe<f  
    0.69 0~xaUM`  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 @ t@|q  
    2.6 Tkrx7C s(  
    0.69 !cCg/  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ez0\bym  
    2.6 ",Wf uz  
    0.69  b~!om  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ida*]+ ~  
    2.4 ^\YQ_/\~L  
    0.67 N^@ \tg=  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ;4d.)-<No_  
    2.4 N&B>#:  
    0.67 < EXWWrm  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): C MqM;1  
    镜头品牌规格 i$#,XFFp~  
    得分 ct\<;I(H  
    MTF侧重平均值 p#b{xK  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 k E_ky)  
    3.7 r"]Oe$[#  
    0.78 4GTrI@}3  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 2nx8iA  
    3.6 9`&77+|;e  
    0.78 ^@ UjQ9[>  
    Canon EF 20~35/2.8 L {gIEZ{  
    3.5 ew"m!F#  
    0.77 Wy)('EM  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 t/LgHb:)  
    3.5 pU[K%@sC  
    0.77 #! @m y  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U N K"%DU<  
    3.4 gCwt0)  
    0.76 /a%KS3>V*  
    Pentax FA 20~35/4 AL I:/4t^%  
    3.4 *08+\ed"#  
    0.76 ! ZA}b[  
    Minolta AF 17~35/2.8 G #,Bj!'Q'-  
    3.3 Z>HNe9pr  
    0.75 gDc]^K4>  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 RD9Y k  
    3.3 >;.*  
    0.75 mE_iS?1  
    Canon 20~35/3.5 L GsRt5?X/*  
    3.3 ]h!*T{:  
    0.75 -~]^5aa5n  
    Canon EF 17~35/2.8 L PE7t_iSV  
    3.2 `L">"V`$Bj  
    0.74 V"U~Q=`K  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX p(7c33SyF  
    3.1 Q5T(nEA  
    0.73 5z[6rT=a  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 " V/k<HRw  
    2.9 tQ6|PV  
    0.72 k#-[ M.i  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 ;>'SV~F  
    2.8 s3y}Yg  
    0.71 8\u;Wf  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 6%z`)d  
    2.7 DMRs}Yz6  
    0.70 95% :AQLV  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ILIRI[7 (  
    2.5 2PI #ie4  
    0.68 {8W |W2o$!  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF R3cG<MjmK  
    2.4 R =QM;  
    0.67 }K+\8em  
    {vCU^BN,k  
    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。 I BF.&[[S  
    ~v,!n/('  
    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。 7~ILRj5Nq  
    Q,O]x#  
    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