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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 q9 ;\B&  
    ^J RTi'v  
      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: ltrSTH,kL  
    vLS9V/o  
      MTF = Vo / Vi d_,tXV"z&  
    5i^vN"J  
      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。 %f-<ol  
    =a!6EkX *  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? s =5H.q%PV  
    iTt=aQjd  
      (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。 <kSaSW  
    W<LaR,7  
      (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)。 z}8YrVr@  
    "B}08C,?  
      看看photodo的例子: GiZ'IDV  
    YW{V4yW  
    (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 pHvE`s"Ea  
    -7O/ed+  
      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。 d*>k ]X@G  
    2`I;f/S d  
      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。 +lT]s#Fif  
    ^d9raYE`'  
    MTF(续) S <_pGz$V  
    1Q J$yr  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 / 3k\kkv!  
    E)hinH  
    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。 N ACY;XQ%  
    5tU"|10m3  
    浅谈MTF值的含义 FqsjuU@l  
    M=WE^v!b  
    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。 lDU:EJ&DHE  
    W[>TqT63  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 7h]R{_  
    'r n;|K  
    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。 \r%Vgne-g  
    <PN;D#2bh  
    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。 ptv 4v[gQ  
    LQ@|M.$ A  
    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。 aTh%oBrtP  
    OZ;E&IL  
    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。 JX)z<Dz$  
    otSPi7|k  
    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: S.)7u6/_!  
    镜头品牌规格 NoAb}1uae  
    得分 (1,#=e+  
    MTF侧重平均值 gwaC?tf[  
    Contax 28~85/3.3-4 ePRMv  
    4.0 ba9<(0`  
    0.81 !;*2*WuO;  
    Canon EF 28~70/2.8 L U9o*6`"o  
    3.9 m90R8  V  
    0.81 eH!|MHe  
    Nikon AF 35~70/2.8 6&QTVdK'O  
    3.8 m=.7f9  
    0.79 h==GdS4  
    Minolta AF 28~70/2.8 `O=;E`ep  
    3.7 iB3 +KR  
    0.78 ).!14Gjo  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp gZEA;N:H%<  
    3.5 ^1,Eo2yN  
    0.77 [9U srpYi  
    Leica 28~70/3.5-4.5 P>T*:!s;  
    3.2 Eb[H3v48,  
    0.75 /^33 e+j  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro <oaBh)=7  
    3.1 e3={$Ah  
    0.73 inv{dg/2  
    Sigma AF 28~70/2.8 +Q!xEfpO;  
    3.0 y[WYH5 &DJ  
    0.73 TnBGMI,g'  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 vx5o k1UY  
    txfwLqx  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: )]b@eGNGj  
    镜头品牌规格 ua|Z`qUyq  
    得分 _ K+V?-=  
    MTF侧重平均值 {.D2ON  
    Leica 80~200/4 &]yJCzo]  
    4.2 %cr]ZR  
    0.83 aHPSnB&  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D fpK0MS]=b  
    4.1 )Kk(P/s  
    0.82 FX|lhwmc(  
    Canon EF 70~200/2.8 L h GA0F9.U  
    4.1 H=o-ScA  
    0.82 %QsSR'`  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX !:5`im;i  
    3.9 1|EU5<  
    0.81 t2 -nCRXEP  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo y|+~>'^JR  
    3.9 !Ir1qt8 T  
    0.81 [mB(GL  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED `/wq3+?  
    3.9 F%_,]^ n[  
    0.80 }u3H4S<o  
    Contax 80~200/4 @maZlw1q  
    3.8 28Ssb|  
    0.79 22Y!u00D  
    Tokina AF 80~200/2.8 gKs/T'PW  
    3.4 3dxnh,]&@  
    0.76 %is,t<G  
    Leica 70~210/4 _> |R-vQ8  
    3.3 ,+NE:_  
    0.75 \+?,c\x  
    Pentax FA 80~200/2.8 ] EVe@  
    3.2 _Xk03\n6  
    0.74 43u PH1 )  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 PQ&Q71  
    \o62OfF!  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: }KD7 Y  
    镜头品牌规格 tJ h3$K\  
    得分 3!"b guE  
    MTF侧重平均值 YM`:L  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ph8Jn+|E  
    3.3 hP4)8>  
    0.75 (ifqwl62  
    Pentax FA 28~70/4 AL TJyH/ C  
    3.3 ET,0ux9F  
    0.75 ! =\DC,-CB  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U @`IXu$Wm(  
    3.2 .o\;,l2  
    0.74 GTp?)nh^  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U n{.*El>{  
    3.1 rF8W(E_=  
    0.73 }rKJeOo^x?  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 1Es*=zg  
    3.1 3XApY'  
    0.73 <m Ju v  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D *;OJ ~zT  
    3.0 oeu|/\+HW  
    0.72 z\Pe{J  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 2,8/Cb  
    3.0 f%Z;05  
    0.72 TbKP8zw{  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 vgh ^fa!/  
    2.9 KdOh'OrT9.  
    0.72 H})Dcg3  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 }@rg5$W  
    2.9 .g/ARwM}  
    0.71 Xq8uY/j  
    Contax 28~70/3.5-4.5 2YE;m&  
    2.8 '!j #X_;  
    0.71 6?1s`{yy  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D XD $%  
    2.8 QMXD9H0{  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 3d,-3U  
    2.7 9SRfjS{7  
    0.70 "8wf.nZ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ;Pol#0_(  
    2.7 qYgwyj=4  
    0.70 5+e>+$2  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 a,/M'^YyN  
    2.6 :X'*8,]KHH  
    0.69 E;6Y? vJ  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 54 M!Fq -  
    2.3 .-SDo"K.h  
    0.66 !Y ;H(.A/  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 2-vJv+-  
    2.0 '}U_D:o.b  
    0.64 Q!4i_)rM  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 `ir&]jh.A  
    1.8 @k=cN>ZMc  
    0.62 g".d"d{  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: (Oxz'#TX  
    镜头品牌规格 Zi 2o  
    得分 {Oy9RES qc  
    MTF侧重平均值 LYd}w(}  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO E:uReT  
    3.2 dO>k5!ge|:  
    0.74 G{@C"H[$<  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U q*~gWn>T  
    3.1 Uby,Tu  
    0.74 A)\>#Dv  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 jP1$qhp  
    3.0 Sg-g^ dIN1  
    0.73 |ZS 57c:  
    Sigma  70~210/4-5.6 NJn&>/vM  
    2.9 6BDt.bG  
    0.72 u~" siH  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 k4S} #!  
    2.9 cqeR<len  
    0.72 +O)]^"TG  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 @@'nit  
    2.9 1a<]$tZk  
    0.72 M-{*92y& |  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Up<~0  
    2.8 +p13xc?#j  
    0.71 M6J/mOVx5  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6  ;KZrl`  
    2.7 'dkXYtKCB  
    0.69 q.-y)C) ;  
    Yashica AF 70~210/4.5 A:kkCG!~Nf  
    2.7 G7 1U7  
    0.69 D,MyI#  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 .2e1S{9  
    2.6 BR;QY1  
    0.69 } <SNO)h3  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 rFhW^fP/  
    2.6 o>2e !7  
    0.69 _)Qy4[S=d  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U -<_7\09  
    2.4 ?8Et[tFg  
    0.67 L59bu/LfL  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 g]za"U|g  
    2.4 `8,w[o oC2  
    0.67 x ;Gz6|  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): "LOnDa7E^  
    镜头品牌规格 4RhR[  
    得分 z+jh ;!i  
    MTF侧重平均值 4GVNw!V  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 z/S,+!|z  
    3.7 h}avX*Lx_  
    0.78 DR6]-j!FK  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF K'NcTw#f  
    3.6 o w2$o\hC  
    0.78 cqEHYJ;B  
    Canon EF 20~35/2.8 L ,*dzJT$k  
    3.5 <{giHT  
    0.77 BBvZeG $Y  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 yIOLs}!SF  
    3.5 h2% J/69  
    0.77 Yj3P 7k$c  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U $&IpX M]  
    3.4 J/t!- !  
    0.76 Ivsb<qzG  
    Pentax FA 20~35/4 AL "IG+V:{ou  
    3.4 nX._EC  
    0.76 W}h|K:-S  
    Minolta AF 17~35/2.8 G _S"f_W  
    3.3 ET)>#zp+s  
    0.75 2Pp&d>E4  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 a}>Dz 1R  
    3.3 S8%n.<OB  
    0.75 =E y`M#t;  
    Canon 20~35/3.5 L t^.'>RwW|  
    3.3 M-Y0xWs  
    0.75 x5OC;OQc  
    Canon EF 17~35/2.8 L B;!f<"a8  
    3.2 L,~MicgV  
    0.74 y? "@v.  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX [Uli>/%JB  
    3.1 H?uukmZl  
    0.73 ANMYX18M  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 Gy!P,a)z  
    2.9 .Pw%DZ'  
    0.72 PKA }zZ  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 6e.v&f7(  
    2.8 Qw?+!-7TN  
    0.71 .^[_ V  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 HR60   
    2.7 t\r:E2 O  
    0.70 dig~J\  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro kZVm1W1  
    2.5 i"HgvBHx  
    0.68 We}lx{E  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF |)o#|Qo  
    2.4 Q> 8pP\ho  
    0.67 aq Mc6N`z  
    $ [7 Vgs  
    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。 R#(G%66   
    @T&t.|`  
    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。 H{V)g  
    >fzwFNdo  
    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