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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 Wgls+<l8  
    %vJHr!x  
      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: /IUu-/ D  
    OT])t<TF6  
      MTF = Vo / Vi ={:a N)  
    NZq-%bE  
      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。 s7 "xDDV  
    yXR1 NYg  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ]^~}/@  
    N*-tBz  
      (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。 .*zS2 z  
    JnBUW"  
      (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)。 nHm}^.B*+  
    lnZ{Ryo(  
      看看photodo的例子: LlQsc{ Ddf  
    !2LX+*;  
    (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 :X;G]B .  
    G68KoM  
      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。 te+}j7SU  
    m@2E ~m  
      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。 "Lbsq\W>  
    ff#7}9_mh  
    MTF(续) JY0aE  
    uYUFxm  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ~`OX}h/Z  
    +94)BxrY  
    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。 2zBk#c+  
    U6]#RxH  
    浅谈MTF值的含义 XNYA\%:5S  
    3B&A)&pEO  
    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(G..XJQ  
    &uNec( c  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 T`bYidA  
    *4cuWkQ,  
    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。 TrjyU  
    g&Vhu8kNIA  
    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。 ]at$ohS  
    uk):z$ x  
    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。 Vm[Rp, "  
    7>Z|K  
    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。 cI=6zMB  
    ,-pE/3|(  
    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: HGQ</5Z  
    镜头品牌规格 B]rdgjz*  
    得分 }%< ?]  
    MTF侧重平均值 /G||_Hc  
    Contax 28~85/3.3-4 -/Q5?0z  
    4.0 Qd} n4KF\  
    0.81 >ED;_L*_o  
    Canon EF 28~70/2.8 L Y <6|z3  
    3.9 CsO!Y\'FY  
    0.81 7~h3B<  
    Nikon AF 35~70/2.8 "<CM 'R  
    3.8 w 3t,S3!  
    0.79 dAI^P/y%  
    Minolta AF 28~70/2.8 }je<^]a  
    3.7 /UCBoQ$/]  
    0.78 B"^j>SF  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp uF7vba$  
    3.5 uJ% <+I  
    0.77 iM]O  
    Leica 28~70/3.5-4.5 V%,,GmiU]  
    3.2 x5lVb$!G  
    0.75 d<m;Q}/l&h  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro &;BhL%)}  
    3.1 ^{Y,`F  
    0.73 c2E /-n4K@  
    Sigma AF 28~70/2.8 %BI8m|6  
    3.0 >^Nnhnr  
    0.73 Hg#t SE  
    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。 pzF_g- B  
    (}A$4?  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: f1'ByV'2  
    镜头品牌规格 !sT>]e  
    得分 < 5zR-UA>  
    MTF侧重平均值 6{2y$'m8  
    Leica 80~200/4 ;z:Rj}l  
    4.2 SoIK<*J  
    0.83 vXJs.)D7  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D Jf^3nBZ  
    4.1 @2Z|\ojJ  
    0.82 wT@Z|.)  
    Canon EF 70~200/2.8 L 9ihg[k  
    4.1 {j wv+6]U  
    0.82 N.|F8b]v  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX $Itmm/M  
    3.9 Tu vs}  
    0.81 7K"3[.  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo }e7Rpgu  
    3.9 (Jq m9  
    0.81 L$ T2 bul  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED c&c  
    3.9 RXXHg  
    0.80 4 ]oe`yx  
    Contax 80~200/4 `,O7S9]R+  
    3.8 1jC85^1Taq  
    0.79 )<x9t@$  
    Tokina AF 80~200/2.8 F8%^Ed~@  
    3.4 4H 6t" X  
    0.76 @]Q4K%1^"  
    Leica 70~210/4 S^s-md>  
    3.3 !}=eXDn;A_  
    0.75 <"Y>|X  
    Pentax FA 80~200/2.8 cS.@02~f"  
    3.2 G4 7^xR  
    0.74 > ?+Rtg|${  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 o[;P@F  
    |$ PA  
    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: :(q4y-o6  
    镜头品牌规格 -^NW:L$|  
    得分 -Mo4`bN  
    MTF侧重平均值 Uw4iWcC  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U c!@|y E,  
    3.3 {aE[h[=r  
    0.75 EW$drY@  
    Pentax FA 28~70/4 AL O_ #++G  
    3.3 Y%}&eN$r  
    0.75 L,zx\cj?z  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U aT^ $'_ G  
    3.2 ET[5`z  
    0.74 U&"L9o`2  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U +v/y{8Fu  
    3.1 Gs#9'3_U5  
    0.73 |QS|\8g{0V  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 $NCvF'  
    3.1 f@sC~A. 9\  
    0.73 q}i#XQU  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ?g1eW q&  
    3.0 \BBs;z[/  
    0.72 Y6wr}U  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp  %LnLB  
    3.0 B1X&O d  
    0.72 %:C6\4  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ,u@:(G  
    2.9 J_F\cM   
    0.72 /[c_,G" "  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 &pK0>2  
    2.9 +.djC3^:  
    0.71 EG4~[5[YgI  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Jk{SlH3'  
    2.8 )pI( <  
    0.71 3MX#}_7A  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D @zGF9O<3,@  
    2.8 (bm> )U=  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro o2|#_tGNUy  
    2.7 WG,Il/  
    0.70 C32*RNG?U  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 e&ti(Q=  
    2.7 t<Sa ;[+  
    0.70 o4: e1  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ~xzr8 P  
    2.6 &SIf|IX.  
    0.69 0%xb):Ctw  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 [cDkmRV  
    2.3 \<I&utn  
    0.66 bV:<%l]  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 5XT^K)'  
    2.0 7j|CWurvq  
    0.64 2KO`+  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 x7B;\D#`i/  
    1.8 j hRr!  
    0.62 ['>ZC3?"h  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: ^coCsV^CW"  
    镜头品牌规格 NJJ=ch  
    得分 zw'%n+5m  
    MTF侧重平均值 = y^5PjN  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 3LyNi$`f  
    3.2 Z|KDi `S  
    0.74 XFTqt]  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U DhxS@/  
    3.1 xi"ff .  
    0.74 z}}P+P/  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 {KDN|o+%  
    3.0 I[rR-4.F]  
    0.73 /7#MJH5b6  
    Sigma  70~210/4-5.6 6RIbsy  
    2.9 N, u]2,E  
    0.72 z 3[J sE%  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 7Wv.-LD6  
    2.9 ?!m\|'s-  
    0.72 %J'/cmR&  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 qu#xc0?  
    2.9 >r X$E<B\  
    0.72 =x?WZMO  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D .[eC w  
    2.8 S/*\j7cj  
    0.71 bGB$a0  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 XXm7rn  
    2.7 C ]B P}MY<  
    0.69 ^?]-Q*w3Qs  
    Yashica AF 70~210/4.5  7L:Eg  
    2.7 QiA}0q3]0  
    0.69 5'DY)s-K  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 Uufig)6  
    2.6 2\&3x} @  
    0.69 D 9;pjY  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 PI$i_3N  
    2.6 QSzht$ 8  
    0.69 h$sOJs~6h  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 2oc18#iG (  
    2.4 )sQ/$gJ  
    0.67 Nk7=[y#z  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 z80(+ `   
    2.4 C}uzzG6s  
    0.67 y(iq  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ,j{tGj_  
    镜头品牌规格 :!cK?H$+  
    得分 &=S:I!9;;  
    MTF侧重平均值 OpazWcMoo  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ]iW:YNvXA  
    3.7 trjpq{,[U  
    0.78 K2Ro0  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF y:Gn58\o  
    3.6 }^Sk.:;n3  
    0.78 ]8"U)fzmc.  
    Canon EF 20~35/2.8 L aso8,mpZuA  
    3.5 7jxx,#I:  
    0.77 8kcMgCO  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 =rZ'!Pa  
    3.5 wA 7\K~fHV  
    0.77 +-),E.  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Ad,n+%"e  
    3.4 B#IUSHC  
    0.76 Tc"J(GWG  
    Pentax FA 20~35/4 AL wC%qSy'  
    3.4 vw:GNpg'R6  
    0.76 ~a4Y8r  
    Minolta AF 17~35/2.8 G rqp]{?33  
    3.3 \`z%5/@f;  
    0.75 }%PK %/ zI  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 J,?F+Qji&=  
    3.3 WK?5`|1l:x  
    0.75 L58#ri=  
    Canon 20~35/3.5 L ->?tB1}^  
    3.3 g yV>k=B  
    0.75 h*40jZ  
    Canon EF 17~35/2.8 L v,*C>u\3s  
    3.2 SWhzcqp  
    0.74 M:oM(K+  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ~Gh7i>n*  
    3.1 e T;@pc  
    0.73 uh.;Jj;  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 =#pYd~  
    2.9 ~4=*kJ#7  
    0.72 }ssja,;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 7q;`~tbC  
    2.8 - G/qfd|s/  
    0.71 QnP3U  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 4'`P+p"A  
    2.7 9M($_2,44  
    0.70  7 FY2a  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro %GY'pQz  
    2.5 a:l-cZ/!  
    0.68 j%y{d(Q4  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ZB)R4  
    2.4 K,! V _  
    0.67 U/kQwrM  
    u;t~ z  
    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。 JN9>nC!Zy_  
    &wY$G! P  
    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。 }Md;=_TP  
    [PUu9rz#  
    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