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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 ,@ p4HN*  
    DsxNg  
      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: o@ ^^;30  
    `%Kj+^|DS  
      MTF = Vo / Vi ZB$yEW]]~  
    $ SA @ "  
      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。 YwH Fn+  
    mPPB"uQ  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? rVOF  
    mV"F<G; H  
      (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。 KU/QEeqbrp  
    {_4Hsw?s6  
      (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)。 Y@UW\d*'%I  
    Y/m-EL  
      看看photodo的例子: O['[_1n_u]  
    gL| 9hvHr[  
    (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 B&KIM{j\  
    vP'!&}  
      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。 &q-P O  
    #NMQN*J>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。 peS4<MqWu  
    1=>b\"P#E  
    MTF(续) I%[Tosud<  
    Wo9=cYC)  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 `T%nGVl>\  
    96!2 @c{  
    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。 1 Cz}|#U  
    })mD{c/  
    浅谈MTF值的含义 8&+u+@H  
    .}!.: |  
    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。 $_HyE%F#  
    ?)Gb=   
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 9}K K]m6u}  
    rnMi >?  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 meap;p  
    5Em.sz;:8  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 K-.%1d@$y  
    D 7thLqA  
    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。 z+0#H39&  
    & R<K>i  
    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。 "K|':3n|  
    HmsXV_B8[Y  
    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: N/2WUp  
    镜头品牌规格 ND e FY  
    得分 =b6G' O[  
    MTF侧重平均值 %6V=G5+W  
    Contax 28~85/3.3-4 a9 S&n5  
    4.0 .",BLuce  
    0.81 >*l2]3' `  
    Canon EF 28~70/2.8 L fgo3Gy*#  
    3.9 t B}W )Eb  
    0.81 9CIQRc  
    Nikon AF 35~70/2.8 =zp{ ^mC  
    3.8 aiw4J  
    0.79 n34d "l3  
    Minolta AF 28~70/2.8 `B3YP1  
    3.7 0+_;6  
    0.78 ay{]Vqi9  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp .lz= MUR  
    3.5 _$}@hD*R~  
    0.77 PUd/|Rc/}  
    Leica 28~70/3.5-4.5 rb>2l3g*  
    3.2 b!EqYT  
    0.75 3)^ 2X  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro  $iH  
    3.1 'Ze& LQ  
    0.73 Cq\{\!6[  
    Sigma AF 28~70/2.8 WUx2CK2N  
    3.0 fB4zqMSfE  
    0.73 W,t`DMC  
    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。 $nf %<Q  
    8rz ,MsFR  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: TPZ^hL>ao  
    镜头品牌规格 gp{Z]{io  
    得分 MLDAr dvK  
    MTF侧重平均值 |;C;d"JC2  
    Leica 80~200/4 c-?0~A  
    4.2 fL&e^Q  
    0.83 ciPq@kMV  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D y<yU5  
    4.1 :|ytw= 3>  
    0.82 ;Q lb].td  
    Canon EF 70~200/2.8 L #vcQ =%;O  
    4.1 V4gvKWc  
    0.82 E3_ 5~>  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 8PRB_ny  
    3.9 sR$/z9w  
    0.81 vb\R~%@T,  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo +ldgT"  
    3.9 Xu{S4#1  
    0.81 4Rl~7|  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED  OF( tCK  
    3.9 <2w 41QZX  
    0.80 lIatM@gU  
    Contax 80~200/4 5PKdMEK|q  
    3.8 wA%,_s/U  
    0.79 +|O& k  
    Tokina AF 80~200/2.8 wH qbTA  
    3.4 8{-bG8L> 5  
    0.76 7(zY:9|(  
    Leica 70~210/4 04#r'UIF  
    3.3 HD}3mP  
    0.75 g\?7M1~  
    Pentax FA 80~200/2.8 Biy$p6  
    3.2 YYd!/@|N5  
    0.74 /}-LaiS  
    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。 u|&a!tOf2  
    @p7*JLO  
    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!O"n)3r  
    镜头品牌规格 tp+H]H3  
    得分 ::k/hP9.^  
    MTF侧重平均值 ey[+"6Awne  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U +q~dS.  
    3.3 >Co5_sCe  
    0.75 Y/n],(t)  
    Pentax FA 28~70/4 AL \;Q:a /ur9  
    3.3 Bf6\KI<V2  
    0.75 :#spL*FIx  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ^ Hv4t   
    3.2 JVNp= ikK  
    0.74 >z69r0)>  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U G(7WUMjl  
    3.1 GMoE,L  
    0.73 G9a6 $K)b  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 }JBLzk5|  
    3.1 d} ]jw4  
    0.73 t>(}LV.  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D | D,->k  
    3.0 =(>pv,  
    0.72 [e`6gGO  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp BjCg!6`XF  
    3.0 Z"'tJ3Y.~  
    0.72 ,qO2D_  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 A;C)#Q/  
    2.9 G>c:+`KS  
    0.72 0N>R!  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 %u02KmV.  
    2.9 <Yy|.=6 D  
    0.71 4BAG GD2  
    Contax 28~70/3.5-4.5 0:4w@"Q  
    2.8 =GSe$f?  
    0.71 L)j<;{J/Q0  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Mi&jl_&  
    2.8 f 8836<c  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro )Fh5*UC  
    2.7 _V-pr#lP1  
    0.70 YhNO{4D  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 @a}jnl(2  
    2.7 uu+)r  
    0.70 * k ^?L  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ?mJ&zf|B8  
    2.6 I9;,qd%<T  
    0.69 u~q6?*5  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 $:SSm $k  
    2.3 2io~pk>  
    0.66 _iZ_.3 Ip  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 &x<y4ORH|  
    2.0 wW+@3bPl  
    0.64 C(kIj  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 r;c ILS|Xr  
    1.8 jQrw^6C  
    0.62 `5C uH  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: &pZn cm  
    镜头品牌规格 mJL=H  
    得分 !U8n=A#,-  
    MTF侧重平均值 |Y&&g=7  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO .-HwT3  
    3.2 y$C\b\hM  
    0.74 A9\(vxxOpC  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 5>u,Qh  
    3.1 :M _N  
    0.74 @Xg5 E  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 !{%BfZX<&  
    3.0 S{#L7S  
    0.73 ] g]^^  
    Sigma  70~210/4-5.6 FEwPLViso  
    2.9 5Gw B1}q  
    0.72 / U5!]7&gB  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 B EB[K2[9  
    2.9 ^(on"3sG  
    0.72 g?i0WS  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 !$L~/<&0g  
    2.9 y0_z_S#gO  
    0.72 #4BwYj(Sl  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D -"~XI~a@Wo  
    2.8 Z(:q.{"r  
    0.71 r: -,qy  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ^ R7|x+  
    2.7 [H5BIM@{  
    0.69 PEDV9u[A  
    Yashica AF 70~210/4.5 L| K8  
    2.7 Z b}U 4  
    0.69 !THa?U;  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 33z^Q`MTC  
    2.6 !M@jW[s  
    0.69 $@^*lUw  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 g?E8zf `  
    2.6 2D)B%nM[  
    0.69 @P @{%I  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U <@H`5[R  
    2.4 z,xGjS P  
    0.67 :` >bh  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ( we)0AxF'  
    2.4 +*L<"@  
    0.67 Gw-y6e'|Y  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): c$^~7.~{Qy  
    镜头品牌规格 y/>IF|aX  
    得分 v+(-\T\i  
    MTF侧重平均值 Aa4 DJ  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 CWY-}M  
    3.7 yIYQ.-DkS+  
    0.78 ,xI FF-[0  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 8@,8j!$8G  
    3.6 7A"v:e  
    0.78 i62GZe E  
    Canon EF 20~35/2.8 L pc2;2^U_  
    3.5 w8}jmpnI  
    0.77 7!/!a*zg  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 7Fzj&!>ti  
    3.5 t$z 5m<8  
    0.77 bJoP@s  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U #Q` TH<  
    3.4 wA\a ]X.  
    0.76 k&lfxb9pd  
    Pentax FA 20~35/4 AL Ruv`yfQ  
    3.4 pv8vW'G\E  
    0.76 3/V0w|ZgD  
    Minolta AF 17~35/2.8 G >!MRk[@ V-  
    3.3 [\-)c[/  
    0.75 RQYD#4|  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 @{{6Nd5  
    3.3 "7J38Ej\  
    0.75 -% \LW1  
    Canon 20~35/3.5 L ,!dVhG#  
    3.3 J p)I9k,Ez  
    0.75 aGNb  Cm  
    Canon EF 17~35/2.8 L V3(8?Fz.  
    3.2 i}5M'~ F  
    0.74 .iYp9?t  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX zl<D"eP  
    3.1 $Y M(NC  
    0.73 GT,1t=|&V  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 CsEU:v  
    2.9 c 5 `74g  
    0.72 |3mcL'  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 t:"%d9]  
    2.8 35J VF*z  
    0.71 dU-nE5  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 RFPcH8-u7  
    2.7 n0Qp:_2z  
    0.70 DE+k'8\T  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro OwPXQ 3S  
    2.5 Nq1YFI>W  
    0.68 }W0_eQ  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 0#CmB4!<O  
    2.4 3_8W5J3I  
    0.67 ,Xxp]*K2  
    f>|W d;7l:  
    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。 $18?Q+?3  
    rl,i,1t  
    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。 vNju|=Lo  
    /U} )mdFm  
    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