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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 W5PNp%+KE  
    8Y?zxmwn]  
      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: smaPZ^;; j  
    #{KYsDtvx  
      MTF = Vo / Vi kKL'rT6z  
    :@#9P,"  
      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。  "TE F  
    p^QZGu-.W  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? `u6CuH5  
    `Cq&;-u  
      (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。 kT)[<`p  
    2q]y(kW+  
      (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)。 -i93  
    w3l2u1u  
      看看photodo的例子: "i>?Tg^  
    vDI$ QUMD6  
    (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 w]L^)_'Th  
    h [*/Tnr  
      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<E~=  
    wNc.z*+O"H  
      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。 >s dT=6v  
    vYl2_\,Y?  
    MTF(续) r~rftw  
    RW"QUT  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 -t#YL  
    EKu%I~eM  
    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。 ya3k;j2C  
    Q Ev7k  
    浅谈MTF值的含义 j xc^OsYj  
    ;f?suawMv  
    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。 Nyx)&T&I  
    TXL!5, X_  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 `\-<tk9  
    Rf4}((y7Y\  
    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。 gOy;6\/  
    Cer&VMrQK  
    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。 Q{[l1:  
    Xb<>AzEM  
    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。 {gz-w|7  
    3N[Rrxe2  
    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。 q0C%">>1 #  
    do.AesdXaq  
    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: q6'Q-e)  
    镜头品牌规格 OwCbv j0 #  
    得分 QHXA?nBX  
    MTF侧重平均值 (kTu6t*  
    Contax 28~85/3.3-4 p'`?CJq8  
    4.0 j7BLMTF3v  
    0.81 eo*l^7  
    Canon EF 28~70/2.8 L ?$K.*])e  
    3.9 >PzZt8e  
    0.81 {'p < o$(S  
    Nikon AF 35~70/2.8 A$M8w9  
    3.8 |}?H$d  
    0.79 O DEFs?%'  
    Minolta AF 28~70/2.8 f(G1xw]]@Y  
    3.7 WG&! VK  
    0.78 Lf)JO|o  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp [Tl66Eyl  
    3.5 q9wObOS$  
    0.77 OxPl0-]t  
    Leica 28~70/3.5-4.5 d>?C?F  
    3.2 "=w:LRw  
    0.75 ,k_"T.w  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro TQu.jC  
    3.1 !Rc %  
    0.73 C1fd@6  
    Sigma AF 28~70/2.8 -u(,*9]cJ*  
    3.0 DS;\24>H  
    0.73 <(@Z#%O9)  
    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。 {sf ,(.W  
    Qd~z<U l  
    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: L2p?] :-  
    镜头品牌规格 a{ L&RRJ  
    得分 (uDAdE5  
    MTF侧重平均值 tkH]_cH'w  
    Leica 80~200/4 o">~ObR  
    4.2 4#}aLP  
    0.83 qFK.ULgP`  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Y6&v&dA;  
    4.1 2 F>Y{3&  
    0.82 xVw@pR;  
    Canon EF 70~200/2.8 L NTD1QJ  
    4.1 Wlxmp['Bh  
    0.82 J/jkb3  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX vRH^en  
    3.9 I]` RvT  
    0.81 s2"`j-iQ  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo '=vZAV`  
    3.9 5"@>>"3U  
    0.81  u&#>)h  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED eJTU'aX*   
    3.9 jhm/ <=  
    0.80 #?Kw y  
    Contax 80~200/4 |dLr #+'az  
    3.8 S?d<P  
    0.79 k7Bh[ ..!  
    Tokina AF 80~200/2.8 F| eWHw?t  
    3.4 @>Yd6C  
    0.76 RbL?(  
    Leica 70~210/4 X#ttDB  
    3.3  I8?  
    0.75 F*[E28ia&  
    Pentax FA 80~200/2.8 #vBrRHuA#"  
    3.2 Q"dq_8\`U  
    0.74 >O?WRC B  
    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。 |-x-CSN  
    IqYJ  
    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: \1!Q.V  
    镜头品牌规格 u9"yU:1keb  
    得分 d}4NL:=&  
    MTF侧重平均值 ;|WUbc6&g  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U `-uE(qp  
    3.3 ,!l_  
    0.75 \:4*h  
    Pentax FA 28~70/4 AL Qp:I[:Lr;  
    3.3 {!|4JquE_  
    0.75 N1ipK9a  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U f\hMTebma$  
    3.2 `f>!/Zm%9  
    0.74 XLn9NBT4K  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U b]]8Vs)'  
    3.1 2|>\A.I|=  
    0.73 tVRN3fJH  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 3%+ ~"4&  
    3.1 BTkx}KK  
    0.73 rRq60A  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D U=G49 ~E  
    3.0 5*%Gh&)  
    0.72 ]W5*R07  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp >$ZG=&  
    3.0 cj[b^Wv:  
    0.72 dTg`z,^F  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 :.x(( FU  
    2.9 =npE?wK  
    0.72 bTD?uX!^@  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Pzso^^g  
    2.9 x?wvS]EBg  
    0.71 ;R*-cm  
    Contax 28~70/3.5-4.5 L"bJ#0m  
    2.8 Ooz ,?wU6  
    0.71 u<S`"MR:J  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D aN0[6+KP;  
    2.8 !zE{`H a~  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro yzS^8,  
    2.7 *igmi9A  
    0.70 U?0|2hR~  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 kOQ)QX  
    2.7 D^[l~K  
    0.70 Ugri _  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 DsHF9Mn  
    2.6 v}$Q   
    0.69 xvTtA61Vp  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 2)=whnFS  
    2.3 W3.[d->X  
    0.66 #p(gB)o:l  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 D :@W*,  
    2.0 g6Vkns4  
    0.64 ..`c# O&  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 x $LCLP#$H  
    1.8 ^?lpY{aa  
    0.62 b-& rMML  
    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: %p}vX9U')  
    镜头品牌规格 zVE" 6  
    得分 TZgtu+&  
    MTF侧重平均值 5=TgOS]R  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Kki(A 4;7F  
    3.2 ? $B4'wc5  
    0.74 [(n5-#1S  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U {vD$odi  
    3.1 [Hx}#Kds  
    0.74 ?\\wLZ  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 =zn'0g, J4  
    3.0 FS"Ja`>j~  
    0.73 ]xvA2!) Q  
    Sigma  70~210/4-5.6 NO*, }aeG  
    2.9 XIIq0I  
    0.72 12^uu)6Xm,  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 5X0ex.  
    2.9 [4yHXZxza  
    0.72 U 4d7-&U  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 VESvCei  
    2.9 [],[LkS  
    0.72 (%R%UkwP9  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D @JSWqi>  
    2.8 s`x2Go  
    0.71 JlSqTfA  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 \gP?uJ  
    2.7 <~|n}&  
    0.69 KLe6V+ki*  
    Yashica AF 70~210/4.5 HP*)^`6X  
    2.7 +/&rO,Ql  
    0.69 Dml?.-Uv<  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 .yF-<Y  
    2.6 1<9d[N*  
    0.69 ]Z[3 \~?  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 A]"6/Lr9P  
    2.6 Gh_5$@ hF  
    0.69 Rs<S}oeLn  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U N_D=j 6B  
    2.4 v0r:qku  
    0.67 p YCMJK-H  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 !T`g\za/  
    2.4 ';eAaDM  
    0.67 tqA-X[^  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): `mkOjsj &  
    镜头品牌规格 }!g$k $y  
    得分 K{y`Sb~k  
    MTF侧重平均值 x^3K=l;N  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 rDaiA x&  
    3.7 6jr}l  
    0.78 H{P*d=9v  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ]mBlXE:Z  
    3.6 S@\&^1;4Hv  
    0.78 ;|rFP  
    Canon EF 20~35/2.8 L I-s$U T[p  
    3.5  0Ns Po  
    0.77 } 2y"F@{T  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 9MRe?  
    3.5 -?T|1FA,  
    0.77 i+-Y"vRi  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U |b Z 58{}  
    3.4 NnZ_x>R  
    0.76 G* mLb1  
    Pentax FA 20~35/4 AL /4BYH?*  
    3.4 A|L-;P NP  
    0.76 D>#Jh>4  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Re\V<\$J  
    3.3 AK;G_L  
    0.75 Wm58[;%LTw  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 h1_KZ[X  
    3.3 i V%tn{fc  
    0.75 VN4H+9E  
    Canon 20~35/3.5 L ;#D:S6 L  
    3.3 vn5]+-I  
    0.75 "6'# L,  
    Canon EF 17~35/2.8 L @h\u}Ee  
    3.2 ^nL_*+V`f  
    0.74 0Z[8d0  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX h "r)z6Q/  
    3.1 s2+s1%^Ll  
    0.73 78+PG(Q_M  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 oxm3R8 S  
    2.9 Hb *&&  
    0.72 n|iO)L\9aB  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 Pd<>E*>}c.  
    2.8 Hq$?-%4  
    0.71 aV8]?E5G  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 AA,n.;zy<  
    2.7 nz]+G2 h  
    0.70 )Wm:Ilq  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro d1>Nn!m  
    2.5 2V#(1Hc!  
    0.68 JuT~~Z  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF jz;"]k  
    2.4 rt\4We,7  
    0.67 pTJJ.#$CEF  
    }%9A+w}o  
    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。 ON=6w_  
    FCEFg)c5=  
    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。 =sW(2Im  
    4HK#]M>yz  
    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