MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 mwyB~,[d+W
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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: V"'PA-z3
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MTF = Vo / Vi uv<_.Jq]
<P'FqQ]
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。 hqlQ-aytS
i;s;:{cn
实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Xx%<rsA>F
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(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。 &6
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(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)。 H0sTL#/L \
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看看photodo的例子: yN0`JI
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(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
-{8K/!
XPD1HN!,LT
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。 EApbaS}Up
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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。 QIlZZ
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MTF(续) 'P" i9j
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浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 l"1D'Hk
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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。 .-/IV^lGv
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浅谈MTF值的含义 N$IA~)
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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。 2 \}J*0
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利用MTF值对镜头统计分析及排列 n*A1x8tn
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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。 Bt(<Xj D
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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。 :?BK A0E
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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。
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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。 5Gy#$'kdf
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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: %K-8DL8|(
镜头品牌规格 h_S>Q
得分 la_c:#ho
MTF侧重平均值 'ScvteQ
Contax 28~85/3.3-4 <Nqbp
4.0 5TB6QLPEwY
0.81 p^k0Rad
Canon EF 28~70/2.8 L X(MS!R V
3.9 y32$b,%Xi,
0.81 xlu4
Nikon AF 35~70/2.8 =gM@[2
3.8 3oMHy5
0.79 D_0Vu/v
Minolta AF 28~70/2.8 C-;w}
3.7 ){"?@1vP
0.78 OQB7C0+ &
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp W_JO~P
3.5 E'DHO2
Y
0.77 T-6<qh
Leica 28~70/3.5-4.5 $=N?[h&4
3.2 =
a60Xv
0.75 ektU,Oo
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 4,c6VCw3+
3.1 oq+w2yR
0.73 +jwHYfAK)
Sigma AF 28~70/2.8 pC>h"Hy
3.0 1VlU'qY
0.73 `>)Ge](oN
腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 :vG0 l\
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在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: -LszaMR}
镜头品牌规格 qE8aX*A1/
得分 *1<kYrB
MTF侧重平均值 {ptHk<K:)
Leica 80~200/4 .E}lAd.Mn
4.2 Gb\PubJ
0.83 qz>R"pj0g
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D .Lna\Bv
4.1 /~ {`!30
0.82 ~BmA!BZV`
Canon EF 70~200/2.8 L yW=+6@A4
4.1 O.( 2
0.82 tj[E!
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX r.\L@Y<
3.9 V)>?[
0.81 ngl +`|u
Minolta AF 80~200/2.8 Apo @i; )`k5b
3.9 uwSSrT
0.81 J4"Fj, FS
Nikon AF 80~200/2.8 D ED R/ZScOW[
3.9 =#S.t:HQ*
0.80 +wmG5!%$|
Contax 80~200/4 ~E7IU<B
3.8 XH$r(@Z\7
0.79 $3g{9)}
Tokina AF 80~200/2.8 lFyDH{!
3.4 S*V}1</L
0.76 |2u=3#Jp
Leica 70~210/4 j,+]tHC-
3.3 I'BhN#GhX
0.75 "a8E0b
Pentax FA 80~200/2.8
K%? g6j
3.2 x1.S+:
0.74 p/HDG
^T:u
佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 ^U*y*l$
p2i?)+z
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: WYUDD_m
镜头品牌规格 Q,&Li+u|
得分 RDp
MTF侧重平均值 akzGJ3g
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U "+ou!YK+
3.3 WR"D7{>tw
0.75 eMJ>gXA]
Pentax FA 28~70/4 AL -V|"T+U
3.3 w#|L8VAh
0.75 rR> X<
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U "s(~k
3.2 E5bVCAz
0.74 20|`jxp
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U xV)[C )6
3.1 tg/UtE`V
0.73 eyCZ[SC
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 tX{yR'Qhu
3.1 <h7cQ
0.73 9Rnypzds
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D {_O!mI*
3.0 _s=H|#l
0.72 ?dgyi4J?=`
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp k2U*dn"9U
3.0 XVYFyza;
0.72 }'$PYAf6
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ZD]1C~)
2.9 EO&Q
0.72 <W"W13*j!
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ^a4z*#IOr
2.9 Pb#M7=J/
0.71 ^}_Ka //k
Contax 28~70/3.5-4.5 >.iF,[.[F<
2.8 M6)
G_-
0.71 j~Aq-8R=
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D h+FM?ct6}
2.8 f2i:I1 p("
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro sS>b}u+v#!
2.7 A9$x8x*Lt
0.70 tJ\
$%
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 /,Xl8<~#
2.7 &]nx^C8V;
0.70 c{1;x)L
Ricoh 35~70/3.5-4.8 K3yQ0k
|
2.6 .,bpFcQ
0.69 H@Z_P p?
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 #).$o~1ht!
2.3 {>f"&I<xw
0.66 cMw<3u\
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 D0D=;k
2.0 ,&P
4%N"
0.64 m\L`$=eO8
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 O
*sU|jeO
1.8 `\kihNkJn3
0.62 s^wm2/Yw
在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: WAa45G
镜头品牌规格 \i%'M%
得分 va6Fp2n<1*
MTF侧重平均值 !_S#8"
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO pHV^Kv#
3.2 YV
O$`W^N
0.74 v/+ <YU
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 2{-29bq
3.1 ?b
(iWq
0.74 `q^#u
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 mci> MEb
3.0 tn]nl!_@
0.73 v"USD<
Sigma 70~210/4-5.6 U\KMeaF5e-
2.9 ]juPm8eF
0.72 2c `m=
Pentax FA 70~200/4-5.6 X?5{2ulrI
2.9 Ar`+x5
0.72 2HE@!*z9H
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 X0/slOT
2.9 77P\:xc
0.72 i}-uK,^
Nikon AF 70~210/4-5.6 D (jT)o,IW&
2.8 5 ~Wg=u<6
0.71 uzYB`H<
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 sy: xA w
2.7 nBh+UT}
0.69 Q_5l.M/9]
Yashica AF 70~210/4.5 z$~x 2<
2.7 LOh2eZ"n
0.69 <DF3!r
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 PTQ#8(_,
2.6 50,'z?-_
0.69 OM86C
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 [h/T IGE\
2.6 B
`(jTL
0.69 Y|>dS8f;4
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U [&)]-2w2
2.4 LgqQr6y"
0.67 r/Y J, 2!
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 akj<*,
2.4 zF1!a
0.67 uo9#(6
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): )(iv#;ByL
镜头品牌规格 VD;*UkapZx
得分 Un?|RF
MTF侧重平均值
aJu&h2G
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 d:=' Xs
3.7 ){^J8]b7#
0.78 ++cS^ Lo
Nikon AF 20~35/2.8 D IF r&gvP|W%
3.6 @X==[gQ
0.78 >jm(2P(R
Canon EF 20~35/2.8 L w#A)B<Y/"
3.5 ~ao:9ynY
0.77 $y(;"hy
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 PX:#+bq1
3.5 djd/QAfSC
0.77 6u[fCGi%
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U w"hd_8cO
3.4 ;%tFi
0.76 7=^{~5#
Pentax FA 20~35/4 AL F/5&:e?( )
3.4 Ji4p6$ .j-
0.76 7^L
Minolta AF 17~35/2.8 G 0At0`Q#
3.3 (3Db}Hnn
0.75 {bj!]j
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 1`cH
E Aa
3.3 9*qwXU_aV
0.75 `#""JTA"
Canon 20~35/3.5 L 9`in
r.:
3.3 56V|=MzX]
0.75 wJp<ZL
Canon EF 17~35/2.8 L %a%xUce&-X
3.2 a"Qf
0.74 ?UnQ?F(+G<
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 7;>|9k
3.1 K;F1'5+=D
0.73 Knwy%5.Z
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 |T:R.=R$~
2.9 Z#[?~P
0.72 JEjxY&
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 $dC`keQM>9
2.8 V_7\VKR
0.71 !KHgHKEW^
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 lY%I("2=
2.7 #QNN;&L]R
0.70 (t&RFzE?G
Tokina AF 20~35/2.8 Pro F*72g)hVh
2.5 %>Kba M1b
0.68 f%G\'q]#F
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF EX,>V,.UV
2.4 q*I*B1p[m
0.67 l\<.*6r
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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。 qO6M5g:
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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。 QiK>]xJ'
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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。