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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 mssCnr;  
    2,T^L (]  
      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: @ vHj>N  
    R%EpF'[~[  
      MTF = Vo / Vi K."%PdC  
    E=3UaYr  
      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。 S:F8` Gh  
    Aq3.%,X2H  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? u*w'.5l  
    FV~ENpncP  
      (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。 d$ f3 Cre  
    BK *Bw,KQ<  
      (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)。 H 5,rp4H9  
     X<p'&  
      看看photodo的例子: Gq)E,Ln&d  
    fg?4/]*T6  
    (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 -5X*y4#  
    =sFLzAu8  
      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。 |i~Ab!*8n  
    LFwRTY,G  
      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。 hH.X_X?d%  
    L;%_r)  
    MTF(续) )}3!iDA  
    $-*E   
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 D}i_#-^MH  
    (U?*Z/  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 X6Wj,a  
    #)BbW40f6  
    浅谈MTF值的含义 ps@;Z ?Q  
    %G43g#pD  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 Kf>]M|G c  
    X}5}M+'~  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 \g;o9}@3~  
    ud`!X#e~  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 c|hT\1XR,  
    <$+Cd=71\  
    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。 }.S4;#|hw  
    j t6q8  
    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。 5JvrQGvL  
    3*<?'O7I0  
    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。 \2U FJ  
    @!np 0#  
    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: :*<UCn""  
    镜头品牌规格 }<7S% ?TY  
    得分 dd> qy  
    MTF侧重平均值 BXj]]S2  
    Contax 28~85/3.3-4 OA?pBA  
    4.0 bw[s<z|LKA  
    0.81 B\mRH V!  
    Canon EF 28~70/2.8 L b,#lw_U"  
    3.9 r!C#PiT}I  
    0.81 yE{(Ebm  
    Nikon AF 35~70/2.8 fBw"<J{  
    3.8 +#@)C?G,TF  
    0.79 ?ypX``3#s7  
    Minolta AF 28~70/2.8 E(p*B8d  
    3.7 _Yqog/sG  
    0.78 ^$VH~i&  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp =bgu2#%Z  
    3.5 UZDXv=r|  
    0.77 e{RhMjX<D  
    Leica 28~70/3.5-4.5 GFX$vn-/F  
    3.2 \.l8]LH  
    0.75 %K/zVYGm&  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Hsl0|jy(/  
    3.1 H5J1j*P<d  
    0.73 At$[&%}  
    Sigma AF 28~70/2.8 kWW$*d$  
    3.0 +_"AF|  
    0.73 j8[RDiJ  
    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。 +>*! 3x+sE  
    $AyE6j_1gX  
    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: *kM^l!<g  
    镜头品牌规格 +5xVgIk#  
    得分 *%p`Jk-U  
    MTF侧重平均值 1Ax{Y#<  
    Leica 80~200/4 *+rWn*L  
    4.2 D.:6X'hp  
    0.83 kh5VuXpe  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D L[rxs[7~  
    4.1 ra]lC7<H  
    0.82 y c:y}"  
    Canon EF 70~200/2.8 L (5\VOCT>4%  
    4.1 }Y`D^z~  
    0.82 MIx,#]C&  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX P g.j]  
    3.9 ~[ZRE @  
    0.81 0E^6"nt7N  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Nay&cOz  
    3.9 5!V%0EQqw  
    0.81 FofeQ  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED nd3n'b  
    3.9 ve&"x Nz<  
    0.80 C(!A% >  
    Contax 80~200/4 L<H zPg  
    3.8 RIV + _}R  
    0.79 O+ghw1/  
    Tokina AF 80~200/2.8 @F/yc  
    3.4 kC8M2|L  
    0.76 kPvR ,  
    Leica 70~210/4 /]>8V'e\  
    3.3 RTQtXv6mD  
    0.75 ?Jy /]j5fI  
    Pentax FA 80~200/2.8 >p?Vv0*  
    3.2 mO8E-D*3  
    0.74 #BhDC.CcW  
    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。 rF\L}& Sw  
    YQN@;  
    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: ,qu7XFYrY  
    镜头品牌规格 u6MHdCJ0y  
    得分 &OXm^f)K  
    MTF侧重平均值 F!qt=)V@w  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U H_vGa!_  
    3.3 N;mJHr3[F  
    0.75 bx._,G  
    Pentax FA 28~70/4 AL hUP?r/B  
    3.3 3](At%ss  
    0.75 ?)V|L~/  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ./i5VBP5  
    3.2 tYUg%2G  
    0.74 q5#6PYIq  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U =x3T+)qCNX  
    3.1 Nf!WqD*je  
    0.73 FT[of(g^  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 \ IX|{]*D  
    3.1 7?"-:q  
    0.73 ?X^.2+]*&  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D a%*W( 4=Y  
    3.0 hEMS  
    0.72 k, >*.Yoh  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp Dj9ecV`  
    3.0 3 4:Y_*  
    0.72 ZO8r8 [  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ap wA  
    2.9 `;)op3A'  
    0.72 )~be<G( a  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 L2> )HG  
    2.9 7RCVqc"  
    0.71 qlm7eS"sy  
    Contax 28~70/3.5-4.5 THy{r_dx  
    2.8 ]6;G#  
    0.71 $J9/AFzO"  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ;MH_pE/m  
    2.8 ]FEsN6  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro fRK=y+gl@  
    2.7 KMP[Ledr  
    0.70 zn#lFPj12  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 *hlinQKs  
    2.7 9S/X,|i  
    0.70 D!rD-e  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 \2[sUY<W  
    2.6 S N ;1F  
    0.69 Nn{/_QG  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ODCv^4}9  
    2.3 3B5 `Y  
    0.66 0) Q*u  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 UL0n>Wa5  
    2.0 y\XWg`X y  
    0.64 2[I[I*"_d  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 aC#{@t  
    1.8 9E2OCLWrE  
    0.62 A \-r%&.  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: 4XNkto  
    镜头品牌规格 GzjC;+W  
    得分 HY,VJxR[  
    MTF侧重平均值 IPk"{T3  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO qF4=MQm\aE  
    3.2 ,~>u<Wc!S  
    0.74 \OVw  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U o?><(A|  
    3.1 b5?k)s2  
    0.74 5@EX,$h  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Fiaeo0  
    3.0 )NnkoCNeE  
    0.73 x }i'2   
    Sigma  70~210/4-5.6 e_dsBmTh  
    2.9 cdTG ]n  
    0.72 r<pt_Cd  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 q(Zu;ecBN  
    2.9 9&Ny;oy#6  
    0.72 NT<}-^  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 #Ti5G"C  
    2.9 /Y8{?  
    0.72 {jo"@&2S  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D \4n9m  
    2.8 [-h=L Jf#  
    0.71 #Kt5+"+7  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 vjd;*ORB  
    2.7  EHda  
    0.69 S<>u  
    Yashica AF 70~210/4.5 W{nDmG`yp  
    2.7 YQaL)t$0  
    0.69 zfK3$|  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 ,S-zY\XB  
    2.6 7vEZb.~4z  
    0.69 :JCe,1!3@  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 g>H\"cUv  
    2.6 lQ|i Ws  
    0.69 Kbcr-89Gv~  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U  &W? hCr  
    2.4 '/@i} digf  
    0.67 q@}tv =}  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 2$1D+(5;  
    2.4 =EUi| T4:  
    0.67 0ae}!LO  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): y])z,#%ED  
    镜头品牌规格 s3oQ( wC %  
    得分 |1UJKJwX  
    MTF侧重平均值 Rs53R$PIR  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 g BV66L  
    3.7 }bYk#6KX  
    0.78 CxJH)H$  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF RaAvPIJa |  
    3.6 \O+Hmi^  
    0.78  6adXE  
    Canon EF 20~35/2.8 L D]hwG0Chd  
    3.5 *+>QKR7  
    0.77 *Zz hN]1  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 G$CI~0Se:  
    3.5 )}4xmf@g l  
    0.77 @H|3e@5([  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 9pq-"?vHY0  
    3.4 sU;aA0kz  
    0.76 H6i;MQ  
    Pentax FA 20~35/4 AL R2dCp|6A  
    3.4 ]L9$JTGF`w  
    0.76 !KmSLr7xU  
    Minolta AF 17~35/2.8 G j(];b+>  
    3.3 0 A6% !h  
    0.75 K5:>  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 [TX5O\g![  
    3.3 @M8vP H  
    0.75 eC*-/$D  
    Canon 20~35/3.5 L ]B9Ut&mF;  
    3.3 Oh/2$72  
    0.75 8eZ^)9m  
    Canon EF 17~35/2.8 L 4'U #<8  
    3.2 P> i lRb  
    0.74 ys Td'J  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX hT[w" &3  
    3.1 kac]Rh8vO  
    0.73 ^RE("'+  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 UeN+}`!l  
    2.9 P|kfPohI=  
    0.72 0j(/N  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Ah1fcXED  
    2.8 S_Ug=8r4  
    0.71 S$1dXXT  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 t.= 1<Ed  
    2.7 0v'FE35~s  
    0.70 V] 0~BV  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro }pL#C  
    2.5 tU, >EbwO  
    0.68 GN@(!V#/4  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF I-o |~  
    2.4 G5'HrV  
    0.67 ^V;2v? O  
    x /xd  
    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。 6 xAR:  
    "`aLSw75x  
    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。 */E5<DO  
    M_EXA _  
    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