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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 FVw4BUOmi  
    r^2>60q'  
      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: _rmTX.'w  
    vnrP;T=^  
      MTF = Vo / Vi F^xhhz&e  
    ([+u U!  
      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。 jH4'jB  
    }5I+VY7a  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? iFi6,V*PRt  
    %~$P.Zh  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 6(9S'~*'R  
    o;#9$j7QP!  
      (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)。 B>!OW2q0D  
    Oosr`e@S  
      看看photodo的例子: bL)7 /E  
    W ^MF3  
    (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 q!sazVaDp  
    6')pM&`t  
      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。 FK2* O  
    ^#Ruw?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。 (8$; 4q[!  
    7H~J?_  
    MTF(续)  Q9!T@  
    9|}u"jJB%E  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 FU~xKNr  
    $^ wqoW%t  
    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。 HF\|mL  
    M y vyp  
    浅谈MTF值的含义 @S%ogZz*m  
    !MNnau%O  
    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。 0j-- X?-  
    Tw{}Ht_Qq  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 .0[ zZ  
    $}*bZ~  
    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。 ;B,6v P#  
    Vh1R!>XY  
    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。 42{\u08Z  
    +li<y`aw0  
    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。 n&4 4Acs[  
    ^V1iOf:  
    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。 i 1{Lx)  
    {4%B^+}T  
    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: S*5hO) C  
    镜头品牌规格 LrL ZlJf  
    得分 $0f(Gc|  
    MTF侧重平均值 |lnMT)^D  
    Contax 28~85/3.3-4 [nx OGa2  
    4.0 L7}dvdtZ0  
    0.81 VD,p<u{r  
    Canon EF 28~70/2.8 L S>! YBzm&X  
    3.9  dkr[B' n  
    0.81 .o._`"V  
    Nikon AF 35~70/2.8 p,)~w1|  
    3.8 TH%J=1d  
    0.79 lHTW e'  
    Minolta AF 28~70/2.8 =FB[<%  
    3.7 s\CZ os&  
    0.78  ./iC  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 5vfzSJ  
    3.5 S1!X;PP/  
    0.77 Rfk8trD B  
    Leica 28~70/3.5-4.5 jgz}  
    3.2 TVVr<r  
    0.75 re$xeq\1P?  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 9ozK}Cg4  
    3.1 5}pn5iI  
    0.73 uaX#nn?ws  
    Sigma AF 28~70/2.8 "IjCuR;#  
    3.0 ;aY.CgX  
    0.73 )37.H^7  
    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。 pKnM=N1f  
    W`qiPLk  
    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: r&MHww1i  
    镜头品牌规格 ?3 #W7sF  
    得分 Y%i=u:}fm  
    MTF侧重平均值 vq.~8c1  
    Leica 80~200/4 ? 0}M'L  
    4.2 4dB6cg  
    0.83 xYgG  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D l$1z%|I  
    4.1 (D?%(f  
    0.82 "\n,vNk  
    Canon EF 70~200/2.8 L `ZC{<eVJ}=  
    4.1 ek^=Z`  
    0.82 ;j#(%U]Vp  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX o `]o(OP  
    3.9 BJ c'4>  
    0.81 E!,+#%O>  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo V[w Y;wj  
    3.9 w`N|e0G@  
    0.81 cEP!DUo  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED a/n KKhXaM  
    3.9 0L ^WTq  
    0.80 {hXIP`  
    Contax 80~200/4 5Oa`1?C1  
    3.8 9(\eL9^  
    0.79 <3 b|Sk:T  
    Tokina AF 80~200/2.8 tR! !Q  
    3.4  |>Q ] q  
    0.76 DR d|m<Z  
    Leica 70~210/4 9i&(VzY[=  
    3.3 |#&{`3$CG[  
    0.75 \hm;p  
    Pentax FA 80~200/2.8  c"pI+Q  
    3.2 (.CEEWj%{  
    0.74 \NiW(!Z}  
    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。 <~%e{F:[#  
    $,mljJSQv  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: zK Y 9 'y  
    镜头品牌规格  .IO_&^  
    得分 C\Y%FTS:  
    MTF侧重平均值 ??'>kQ4  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U zq:+e5YT?T  
    3.3 &gP/<!#  
    0.75 ];3]/b)&  
    Pentax FA 28~70/4 AL P0Q]Ds|  
    3.3 ,n}h_ct  
    0.75 #:~MtV  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U :RxWHh3O  
    3.2 jHU5>Gt-}  
    0.74 E8Rk b}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U [SJ)4e|)  
    3.1 !XJvhsKXy  
    0.73 y1oQ4|KSI  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 C1x"q9| \`  
    3.1 &n}eF-  
    0.73 4 8}\  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D pX\Y:hCug  
    3.0 DX*eN"z[  
    0.72 &B3[:nS2  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 3pV^Oe^9  
    3.0 cE|Z=}4I7  
    0.72 75^U<Hz-3{  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 _gLj(<^9  
    2.9 LU7ia[T  
    0.72 _3pME9l  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 g }%$VUSA  
    2.9 2!}:h5   
    0.71 z;V Ai=m q  
    Contax 28~70/3.5-4.5 b_'VWd:am  
    2.8 Oi?+Z:lak  
    0.71 %u)niY-g  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ; qQ* p  
    2.8 VbwB<nQl  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Fm|h3.`V  
    2.7 eB]R<a60  
    0.70 T> !Y-e.q  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 _#SCjFz  
    2.7 M9t`w-@_w  
    0.70 0m,3''Q5lO  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 -;i vBR  
    2.6 4P>4d +  
    0.69 @_ZE_n  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 BDO]-y  
    2.3 #},4m  
    0.66 |e]2 >NjQa  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 "u H VX|`  
    2.0 &nRbI:R  
    0.64 cl'#nLPz;  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 =B/Ac0Y  
    1.8 8+?|4'\`  
    0.62 @[s+5_9nk  
    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: 8F;r$i2  
    镜头品牌规格 Jtv~n  
    得分 *!wBn  
    MTF侧重平均值 Hy*_4r  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO }OJ,<!v2pc  
    3.2 kf Xg\6uKc  
    0.74 ^w tr~D|  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U /_?y]Ly[r  
    3.1  av!'UZP  
    0.74 v5/2-<6x  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 -!ARVf *  
    3.0 JDI1l_Ga  
    0.73 [8Yoz1(smA  
    Sigma  70~210/4-5.6 =8p *Ijs  
    2.9 [8h~:.d`  
    0.72 '1Z3MjX  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 X`+8r O[  
    2.9 f\zu7,GU  
    0.72 n{@^ne4 m  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 n6 VX0R  
    2.9 gE}+`w/X  
    0.72 mjI $z3  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D `\]gNn'Q  
    2.8 v?)u1-V0  
    0.71 NmH:/xU?^  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 4Gsbcl{  
    2.7 !L ({i')  
    0.69 |#Q4e51H  
    Yashica AF 70~210/4.5 Rr!oT?6J?  
    2.7 4b}94e@(N  
    0.69 $yi[wwf 4  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 m|%L[h1  
    2.6 5{.g~3"  
    0.69 >~vZ+YO  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 4_i6q u(4  
    2.6 zNo(|;19  
    0.69 ]CnqPLqL  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U EYaX@|)  
    2.4 A $GiO  
    0.67 >+3tOv3:  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 %ylpn7I\6  
    2.4 G#f(oGn :  
    0.67 M6MtE_E  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 7Gs0DwV  
    镜头品牌规格 o<f#Zi  
    得分 h{BO\^6x  
    MTF侧重平均值 F,NS:mE  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 #R#o/@|  
    3.7 Sd\+f6x  
    0.78 '-?t^@  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ]ICBNJ  
    3.6 Kd%>:E*  
    0.78 &58TX[#  
    Canon EF 20~35/2.8 L =I6u*$9<  
    3.5 sP` k{xG  
    0.77 J nzI- y  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ja Ot"iU.B  
    3.5 :{tj5P!S  
    0.77 "?Mf%u1R  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U $At,D.mGkb  
    3.4 1(ud(8?|  
    0.76 6Y-sc*5  
    Pentax FA 20~35/4 AL #2U4}#Mi  
    3.4 Z^?YTykH  
    0.76 |-'.\)7:  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ` g5S  
    3.3 ,TdL-a5  
    0.75 gL-\@4\wc  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 HHMv%H]M  
    3.3 gvi]#|  
    0.75 8g!C'5  
    Canon 20~35/3.5 L |AS`MsbI9  
    3.3 1r-#QuV#  
    0.75 d J;y>_  
    Canon EF 17~35/2.8 L VdfV5"  
    3.2 Z?o?"|o  
    0.74 (qQ|s@O  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX (9X>E+0E  
    3.1 ~?x `f +  
    0.73 4t<l9Ilp  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 {k#RWDespy  
    2.9 9" RGf 1]  
    0.72 ?xgrr7  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 MG G c  
    2.8 61}hB>TT:  
    0.71 |x ~<Dc>0*  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 |n_es)A  
    2.7 "VfV;)]|w  
    0.70 J91O$szA  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro /j`v N  
    2.5 }s7ibm'  
    0.68 zs_^m1t1s  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Nsd7?|@HI  
    2.4 'r2VWavT  
    0.67 F~Z~OqCS  
    G^ 2a<?Di  
    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。 WV8?zB1  
    O(Tdn;1  
    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。 '+Gy)@c  
    [Tq\K ^!^  
    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