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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 DkIkiw{L  
    r3kI'I|bq  
      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: 71%u|k8|  
    /[s$A?  
      MTF = Vo / Vi 87Kx7CKF"  
    '3Ri/V,  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 jt3SA [cy  
    tFwlx3  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? L:<'TXsRA  
    *v9G#[gG  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 . ~<+  
    qha<.Ro  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 7Tbkti;  
    D H^^$)  
      看看photodo的例子: 8n)Q^z+ K  
    D4\I;M^  
    (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 kD>vQ?  
    KkY22_{ac  
      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。 pr"flRQr#  
    1<83MO;  
      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。 a|NU)mgEI  
    CmTJa5:  
    MTF(续) dUZ&Ty^{  
    |#wz)=mD  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Ba6xkEd  
    Pz 'Hqvd  
    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。 sn( }5;  
    BP6Shc|C  
    浅谈MTF值的含义 Fo#*_y5\  
    gUp0RPs  
    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。 F'I6aE%  
    s__g*%@B b  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 d%hA~E1rR  
    2"O Y]d  
    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。 6,PL zZ5  
    =Ug_1w  
    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=B5 =qyw  
    .yPx'_e  
    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。 i'<1xd(`  
    R 6Em^A/>  
    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。 67x^{u7  
    sYpogFfV  
    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: t3G'x1  
    镜头品牌规格 c &HoS  
    得分 6ZBD$1$A!  
    MTF侧重平均值 BP$#a #  
    Contax 28~85/3.3-4 ]Ho`*$dD  
    4.0 #4M0%rN  
    0.81 _=5ZB_I  
    Canon EF 28~70/2.8 L FS:WbFmc  
    3.9 k6BgY|0gC  
    0.81 <.ky1aex7  
    Nikon AF 35~70/2.8 :(Bi {cw  
    3.8 ^%pwyY\t  
    0.79 Ks(U]G"V  
    Minolta AF 28~70/2.8 ?sYjFiE  
    3.7 0 ,-b %X  
    0.78 ]6 wi  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp W<"\hQI  
    3.5 T"U t).  
    0.77 <h9\A&  
    Leica 28~70/3.5-4.5 W+?[SnHL/  
    3.2 n~j[Pw  
    0.75 q;.]e#wvh  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro K8Zk{on  
    3.1 6^;!9$G|D*  
    0.73 +`-a*U94  
    Sigma AF 28~70/2.8 BtChG] N|  
    3.0 J-F_XKqH  
    0.73 ;0}2@Q2@ZK  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ^<0NIu}  
    }8 _9V|E  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: i&)C,  
    镜头品牌规格 PDng!IQ^  
    得分 79H+~1Az  
    MTF侧重平均值 :'~ gLW>j  
    Leica 80~200/4 VAGMI+ -  
    4.2 ZnLk :6'  
    0.83 [t{ #@X  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D G6{A[O[  
    4.1 E2'e}RQ  
    0.82 J5_Y\@  
    Canon EF 70~200/2.8 L F  t/ x 5  
    4.1 "B3:m-'  
    0.82 Wy*7jB  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX :<k|u!b}y  
    3.9 Eu.qA9,@U  
    0.81 Ml?)Sc"\7  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 2EwWV 0BS  
    3.9 3Lki7QW`  
    0.81 K/v-P <g  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED cE5Zxcn  
    3.9  iLcadX  
    0.80 v9lB k]c  
    Contax 80~200/4 E :=KH\2f  
    3.8 AO$PuzlLh  
    0.79 zN/~a)  
    Tokina AF 80~200/2.8 #UCQiQfP  
    3.4 l~TIFmHkh%  
    0.76 Sx9:$"3.X  
    Leica 70~210/4 N3p 7 0  
    3.3 I7z/GA\x  
    0.75 Fi% W\Y'  
    Pentax FA 80~200/2.8 *jw$d8q2  
    3.2 DPQGh`J  
    0.74 F%Umau*1  
    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。 Tv,.  
    H9Q7({v  
    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: f\_!N "HW  
    镜头品牌规格 8~(+[[TQ@  
    得分 L Yg$M@  
    MTF侧重平均值 *a,.E6C*  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 0$ 9;p zr  
    3.3 ;AGs1j  
    0.75 aU<D$I  
    Pentax FA 28~70/4 AL |+xtFe  
    3.3 =>}.W:=  
    0.75 ->2wrOH|H  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ^x"c0R^  
    3.2 NU&^7[!yl  
    0.74 7M#$: Fdb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U +bc#GzVF  
    3.1 xCp+<|1   
    0.73 z5&%T}$tJ  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 @23R joK  
    3.1 N' $DE  
    0.73 LH/&\k  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D vgA!?P3  
    3.0 Fr3d#kVR  
    0.72 i=X*  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp #"p1Qea$  
    3.0 *JY`.t  
    0.72 ^o6)[_L  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 EOPS? @  
    2.9 SeNF!k% Y  
    0.72 ZCE%38E N  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ,KhMzE8_a  
    2.9 mB^I @oZ*  
    0.71 #S53u?JV8  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ELrZ8&5G  
    2.8 ,hTwNVWI9  
    0.71 N?=qEX|R  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D x<*IF,o  
    2.8 '/u:,ar  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro N[bR&# p  
    2.7 v(Bp1~PPZM  
    0.70 [Zt# c C+  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 "wF ?Hamz  
    2.7 I`"-$99|t1  
    0.70 +\k9w.[:/  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 3Zaq#uA  
    2.6 >FY&-4+v  
    0.69 i{|lsd(+  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ~N{_N95!2@  
    2.3 $d2kHT  
    0.66 ;h,R?mU  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 xgtJl}L  
    2.0 a81!~1A  
    0.64 S)\JWXi~:J  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ?@lx  
    1.8 o%Uu.P  
    0.62 O$"bd~X  
    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: x5fgF;  
    镜头品牌规格 k(-Z@   
    得分 Z{a{HX[Jx  
    MTF侧重平均值 c_ qcb7<~.  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Z:UgozdC  
    3.2 b(|%Gbg@c  
    0.74 VBbUl|X\  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U Tsm1C#6 Y*  
    3.1 YeRcf`  
    0.74 e0v9uQ%F5  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 <TLGfA1bC  
    3.0 [}A_uOGEP  
    0.73 ?jNF6z*M6  
    Sigma  70~210/4-5.6 8/Et&TJ`  
    2.9 FylWbQU9  
    0.72 -GDV[Bg  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 vx\nr8'k  
    2.9 Wj&<"Z6'm(  
    0.72 kZU"Xn  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 JHvFIo   
    2.9 Y]+e  Df  
    0.72  /,1SE(  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D }.fL$,7a  
    2.8 Yl)eh(\&J  
    0.71 TnN^2:cU  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 (j8GiJ]{L,  
    2.7 Ud>`@2  
    0.69 (MgL"8TS  
    Yashica AF 70~210/4.5 tk`: CT *  
    2.7 F-$Z,Q]S  
    0.69 xZ^ywa_  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 ?vZWUWa  
    2.6 7XUhJN3n  
    0.69 4r_!>['`"  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 \3%W_vU_  
    2.6 ZhGh {D[,  
    0.69 I6K7!+;2  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U I$aXnd6)  
    2.4 #'J~Xk   
    0.67 u{g]gA8s  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 * T JBPM,  
    2.4 {[Uti^)m%  
    0.67 DapQ}2'_  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): a<f;\$h]  
    镜头品牌规格 kk 8R  
    得分 m3U+ du  
    MTF侧重平均值 o{9?:*?7  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 e.h~[^zg  
    3.7 `[X6#` <  
    0.78 *mf}bTiS  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 5+y@ ]5&g  
    3.6 Q8 -3RgAw  
    0.78 ^Lsc`<xC  
    Canon EF 20~35/2.8 L (3AYy0J%  
    3.5 d>YmKTk"  
    0.77 x HY+q ;  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 nped  
    3.5 NV&;e[z  
    0.77 v]66.-  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U jVX._bEGX  
    3.4 :L]-'\y  
    0.76 ,`D/sNP ,q  
    Pentax FA 20~35/4 AL vAi"$e  
    3.4 {GUb'J  
    0.76 Lqg] Fd  
    Minolta AF 17~35/2.8 G lxm*;?j`W  
    3.3 ah 4kA LO  
    0.75 3b<: :t  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 A)OdQFet(  
    3.3 Pg7>ce  
    0.75 !)NYW4"  
    Canon 20~35/3.5 L h{\t*U 54'  
    3.3 /CIx$G  
    0.75 : @s8?eg  
    Canon EF 17~35/2.8 L '^hsH1  
    3.2 Dp^"J85}   
    0.74 \$'R+k-57;  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX R_maNfS]Z  
    3.1 !syU]Yk  
    0.73 37#cx)p^f  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 T]^?l  
    2.9 j(&GVy^;?  
    0.72 P2O\!'aEh  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 TS1pR"6l  
    2.8 miwf&b  
    0.71  Kr S  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 I[@ts!YD  
    2.7 :*=Ns[Y  
    0.70 M Z2^@It  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Ocybc%  
    2.5 aUA cR W  
    0.68 </,.K`''W  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF CdZnD#F2  
    2.4 I<sfN'FpT  
    0.67 87pnSj/X"  
    ]Z=Ij gr$  
    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。 ># INEO  
     %W(^6p!  
    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。 b)d^ `J  
    X2LV&oi  
    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