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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 (=:9pbP  
    49b#$Xq  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: a f[<[2pma  
    t,#9i#q#  
      MTF = Vo / Vi ]k~k6#),;  
    KKm &~^c  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 GKf,1kns  
    tRU+6D <w  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? P/;sZo  
    k.nq,  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 6 R}]RuFQ  
    y.6D Z  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 P,y*H_@k  
    "&;>l<V  
      看看photodo的例子: C?6wIdp  
    @, v'V!  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 DiMkcK_e  
    J7:VRf|,?(  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 ZuIr=`"j  
    +4G]!tV6  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 r7w1~z  
    #rSm;'%,  
    MTF(续) * ^R?*vNs  
    _[ml<HW]  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 6Yw;@w\  
    UH=pQm ^W  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 LQ T^1|nq  
    po@=$HK  
    浅谈MTF值的含义 N"d M+  
    ]AoRK=aH  
    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。 xa+=9=<AQ  
    LE^kN<qMK  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ?@"F\Bv<h  
    P]]re,&R  
    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。 !d Ns3d  
    E.V#Bk=  
    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。 H_gY)m  
    m$^Wyk}  
    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。 _ ;baZ-  
    kSJWXNC  
    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。 +"1@ 6,M  
    P|,@En 1!  
    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: $#R@x.=  
    镜头品牌规格  + ]I7]  
    得分 sPMCN's  
    MTF侧重平均值 nrqr p  
    Contax 28~85/3.3-4 $yG>=GN  
    4.0 b1An2 e[  
    0.81 \;&WF1d`ac  
    Canon EF 28~70/2.8 L VF8pH <  
    3.9 A")F7F31c  
    0.81 W"j&':xD  
    Nikon AF 35~70/2.8 m x`QBJ  
    3.8 vv0A5p8H  
    0.79 #{-l(016y  
    Minolta AF 28~70/2.8 X@l>mAk  
    3.7 ^0oOiZs  
    0.78 D#VUx9kugv  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp # .1+-^TQk  
    3.5 }HdibCAOf  
    0.77 }>`rf{T  
    Leica 28~70/3.5-4.5 u-v/`F2wN  
    3.2 'ii5pxeNI  
    0.75 {D6lS j  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro y8oqCe)  
    3.1 alr'If@7  
    0.73 05o +VF;z  
    Sigma AF 28~70/2.8 62L,/?`B$  
    3.0 Rr>nka)U  
    0.73 Sv&_LZ-"P  
    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。 ScN'|Ia.-  
    [wp(s2=  
    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: o$PY0~#  
    镜头品牌规格 rQE:rVKVh  
    得分 bU$4"_eA B  
    MTF侧重平均值 SSCyq#dl$  
    Leica 80~200/4 d v8q&_  
    4.2 2c)Ez?  
    0.83 &E& _Z6#  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D _]oNbcbt(  
    4.1 _x+)Tv  
    0.82 B!J~ t8  
    Canon EF 70~200/2.8 L X ? eCK,  
    4.1 iX]tL:,~i  
    0.82 $, I%g<  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX x-E@[=  
    3.9 SM? rss.=  
    0.81 mz-sazgV  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 0j\} @  
    3.9 (^!$m7  
    0.81 h*X5O h6  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED K9\r2w'T'  
    3.9 ;T-`~  
    0.80 zCz"[9k  
    Contax 80~200/4 3Gk\3iU!  
    3.8 o5h*sQ9  
    0.79 h#:_GNuF  
    Tokina AF 80~200/2.8 xLN$!9t  
    3.4 #(Xv\OE  
    0.76 nO#a|~-))  
    Leica 70~210/4 ~DJILc  
    3.3 !c2<-3e  
    0.75 s:/Wz39SY3  
    Pentax FA 80~200/2.8 NflwmMJ  
    3.2 xR~9|H9a  
    0.74 P 7`RAz  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 BV"l;&F[  
    f%[0}.wp  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: }5b,u6  
    镜头品牌规格 rbw~Ml0  
    得分 /mK."5-cm  
    MTF侧重平均值 RKb{QAK!v  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U xoe/I[P]U  
    3.3 '.gLqm}%  
    0.75 MkK6.qV\z  
    Pentax FA 28~70/4 AL qsG}A  
    3.3 VX6M4<8  
    0.75 Z,_EhEm  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U q;Rhx"x>T  
    3.2 p3Z[-2I  
    0.74 `Lj'2LoER  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U n!?^:5=s  
    3.1 zq Cr'$  
    0.73 v;.w*x8Jw  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 qZ<|A%WQ  
    3.1 eW\C@>Ke  
    0.73 w,zm$s^  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Dzr(Fb  
    3.0 Bk;/>gD  
    0.72 os[i  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 6^QSV@N|  
    3.0 %) /Bl.{}<  
    0.72 ALi3JU  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 l\6.f_  
    2.9  __Egr@  
    0.72 t~V?p'a0ys  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 N"Cd{3  
    2.9 lPA:ho/`:  
    0.71 zbZN-j#  
    Contax 28~70/3.5-4.5 j&l2n2z  
    2.8 }>yQ!3/i  
    0.71 ;mauA#vd  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 7Um3m yXU  
    2.8 ;\54(x}|K  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro S{S.H?{F  
    2.7 k/m-jm_h  
    0.70 S]<%^W'  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 rPx:o}&<  
    2.7 |bX{MF  
    0.70 ]]6  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 H|8i|vbi  
    2.6 ^K?Mq1"Db  
    0.69 "ZR^w5  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 D.,~I^W  
    2.3 yIf>8ed]#  
    0.66 bnxR)b~  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 +"3K)9H  
    2.0 -!-1X7v|Fp  
    0.64 v"V?  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 AkX8v66:  
    1.8 aMO+ y91Y(  
    0.62 NaC}KI`  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: ]cP$aixd  
    镜头品牌规格 *k !zdV  
    得分 icXeB_&cS  
    MTF侧重平均值 @YI- @  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO kWxcB7)uk  
    3.2  c.Do b?5  
    0.74 a3B^RbDP&8  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 8gXf4A(N  
    3.1 x0ICpt{;  
    0.74 b\^9::oY  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 (k<__W c_t  
    3.0 ,7^,\ ,-m  
    0.73 :M\3.7q  
    Sigma  70~210/4-5.6 VN >X/  
    2.9 ]oE:p  
    0.72 A>Xt 5vk+  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 |YK4V(5x  
    2.9 r1AG1Y  
    0.72 (a@}J.lL  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 _-nIy*',=  
    2.9 NSDls@m  
    0.72 $LJCup,1"  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D KO&oT#S  
    2.8 dH+oV`  
    0.71 t'DYT"3  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 $ v~I n  
    2.7 '/ GZ,~q  
    0.69 ~/1eF7  
    Yashica AF 70~210/4.5 BV512+M  
    2.7 5 $:  q  
    0.69 z]0UW\S/  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 A"no!AN  
    2.6 [LrA_N  
    0.69 &46 Ro|XE`  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 .+2@(r  
    2.6 WG(%Pkowv  
    0.69 @ Yzc?+x  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U "&N1$$  
    2.4 QP1 bm]QYA  
    0.67 V8IEfU  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 U(u$5  
    2.4 X8| 0RU@f  
    0.67 WJ m:?,  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): Ilv _.  
    镜头品牌规格 2` j#eB1  
    得分 V;>u()  
    MTF侧重平均值 8VLD yX2-  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 [;8vO=Z  
    3.7 N[8y+2SZ  
    0.78 p'`pO"EO  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Fc.1)yh.  
    3.6 h;`]rK;g  
    0.78 t*cVDA&K  
    Canon EF 20~35/2.8 L EE[JXoke  
    3.5 /6d:l>4  
    0.77 \ws^L, h  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 iJem9XXb  
    3.5 BHEZ<K[U   
    0.77 r4(Cb_  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Tv`-h  
    3.4 #+ 6t|  
    0.76 4KCJ(<p|  
    Pentax FA 20~35/4 AL a~"<lzu|$  
    3.4 (v$$`zh  
    0.76 M}*#{UV2  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Ri&?uCCM  
    3.3 /ng +IC3  
    0.75 PTFe>~vr*  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Fu6~8uDV{{  
    3.3 yHt `kb2  
    0.75 .*+KQ A8  
    Canon 20~35/3.5 L kEpCF:@A  
    3.3  f]JLFg7  
    0.75 |"XxM(Dm  
    Canon EF 17~35/2.8 L )OgQ&,#  
    3.2 Bh*7uNM  
    0.74 #I|jFn9  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX |jwN8@  
    3.1 -L)b;0%  
    0.73 Nq=r404  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 A-XWG9nL  
    2.9 FsyM{LT  
    0.72 Bk9? =  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 .<|.nK`6  
    2.8 r7=r~3)  
    0.71 __N#Y/e ]  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 M,j3z #  
    2.7 e-.s63hm  
    0.70 ?E88y  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro (aa}0r5  
    2.5 eX9Hwq4X44  
    0.68 k yI-nE  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF XK7$Xbd  
    2.4 _>"f&nb O  
    0.67 hB:}0@l6p=  
    ;[>g(W+  
    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。 1__Mf.A  
    pg;y\}  
    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。 |KQkmc  
    v1Wz#oP  
    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