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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 b)6D_Az7c  
    %6|nb:Oa  
      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: ui< N[  
    8H%;WU9-  
      MTF = Vo / Vi p)KheLiZ  
    D#_3^Kiawj  
      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。 5#HW2"7  
    "IZa!eUW  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? xs{3pkTYD  
    ()Y~Q(5ji  
      (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。 h0(BO*cy  
    .T}Wdn g  
      (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)。 _~'=C#XI)  
    |)IlMG  
      看看photodo的例子: 1vS#K=sb  
    M92dZ1+6  
    (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 eQ$Y0qH1E  
    KI.q@zO6|  
      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。 j b!x:  
    T`9lV2x*P  
      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。 Xe3U`P7(  
    }fp-pe69z  
    MTF(续) G4Q[Th  
    .eS<Dbku<  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 6Pz4\uE=  
    ncZ+gzK|"  
    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。 ~Q Oe##  
    |-fg j'  
    浅谈MTF值的含义 +>8'mf  
    X1DF*wI  
    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。 E@z<:pG{  
    a4m n*,  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 +! ]zA4x  
    J! AgBF N4  
    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。 RF`.xQ26=  
    9)h"-H;5:  
    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。 Q0)#8Rcm  
    ~IY%  
    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。 B~'vCuE  
    |hKDvH  
    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。 ?U%qPv:  
    |'e^QpU5  
    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='z G*$l  
    镜头品牌规格 #oS<E1  
    得分 8f_l}k$Eg  
    MTF侧重平均值 /,BD#|  
    Contax 28~85/3.3-4 OyU5DoDz1  
    4.0 sG(~^hJ_  
    0.81 IDad9 Bx  
    Canon EF 28~70/2.8 L WEw6He;  
    3.9 %2}-2}[>  
    0.81 5us:adm[pD  
    Nikon AF 35~70/2.8 %@<8<6&q  
    3.8 yjO1 Ol  
    0.79 HSw;^E)1  
    Minolta AF 28~70/2.8  03L]  
    3.7 A9[ F  
    0.78 tl[Uw[  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ZFA`s qT  
    3.5 <]6SN  
    0.77 B*eC3ok3z  
    Leica 28~70/3.5-4.5 $r^GE  
    3.2 cF\;_0u  
    0.75 Oz w.siD  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ^gN6/>]qrY  
    3.1 xI{)6t$`  
    0.73 W 6^5YH%  
    Sigma AF 28~70/2.8 ^8]NxV@l  
    3.0 5A,K6f@:g  
    0.73 el&0}`K  
    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。 bc7/V#W  
    2\)xpOj  
    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: _Ym]Mj' ln  
    镜头品牌规格 <S5BDk  
    得分 L s G\OG  
    MTF侧重平均值 SDC4L <!  
    Leica 80~200/4 }cM}Oavh  
    4.2 2ElJbN#  
    0.83 \9.bt:k@OT  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D |+{)_?  
    4.1 FW;m\vu  
    0.82 vXev$x=w-  
    Canon EF 70~200/2.8 L jxP;>K7O  
    4.1 zp6C3RG(  
    0.82 0!D4pvlt  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX {k(g]#pP  
    3.9 &]Q@7Nl7:l  
    0.81 ['b}QW@Fx  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo {Je[ZQ$  
    3.9 dSLU>E3g  
    0.81 LY+@o<>  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED *}Xf!"I#]N  
    3.9 {5A2&  
    0.80 x!hh"x  
    Contax 80~200/4 Eu0akqZ  
    3.8 @MoKWfc  
    0.79 T!uM+6|Y  
    Tokina AF 80~200/2.8 (|F*vP'  
    3.4 e*sfPHt  
    0.76 f<GhkDPm>?  
    Leica 70~210/4 <g-9T-Ky  
    3.3 "x%Htq@  
    0.75 } F E>|1  
    Pentax FA 80~200/2.8 Qo>b*Ku;  
    3.2 3\AU 72-  
    0.74 Fzm*Pz3  
    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。 evenq$ H  
    } j<)L,  
    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: PoNi "Pv  
    镜头品牌规格  ;i4Q|  
    得分 GeI-\F7b  
    MTF侧重平均值 5sdn[Tt##  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U eFipIn)b  
    3.3 y@1+I ~@  
    0.75 {vs uPY  
    Pentax FA 28~70/4 AL i|c'Lbre`  
    3.3 PYQ;``~x  
    0.75 T=<@]$?  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U K)6rY(x >  
    3.2 8."]//V  
    0.74 Y=%tn8<  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U # q~e^A b  
    3.1 &)2i[X  
    0.73 U] ~$g}!)  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 )S3\,S-.  
    3.1 $yN{-T"  
    0.73 %) /s;Q,  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D &]V.S7LC #  
    3.0 "/yC@VC>  
    0.72 c>,KZ!  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp m&xW6!x  
    3.0 f W!a|?e$  
    0.72 `-.%^eIp  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ?U%QG5/>  
    2.9 ^/)^7\@  
    0.72 ]Gzm^6v  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 b`(}.r?W  
    2.9 B3:ez jj  
    0.71 ^pxX]G]  
    Contax 28~70/3.5-4.5 y?rPlA_  
    2.8 9"NF/)_  
    0.71 oxC[F*mD  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D :uP,f<=)K  
    2.8 ,bXe<L)  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro H=@}=aPf  
    2.7 x%s-+&  
    0.70 t\?ik6  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 >c1!p]&V  
    2.7 >l]Xz*HE  
    0.70 Sw:7pByjI  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 R}'bP  
    2.6 P !AEf#1  
    0.69 nR7d4)  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ;i8g41qjF  
    2.3 yu;+o3WlK  
    0.66 b v G/|U  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 cq5jPZ}  
    2.0 ^b/ Z)3  
    0.64 YO#M/%^j  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 r/4``shg  
    1.8 WM Fb4SUR  
    0.62 !_"@^?,q  
    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: H]P. x!I  
    镜头品牌规格 * ;-*x6  
    得分 _?<|{O  
    MTF侧重平均值 VA WF3  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO < nXL  
    3.2 >5_2_Y$"  
    0.74 qUh2hz:  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 3%l*N&gsg:  
    3.1 s&A} h  
    0.74 RdWRWxTn8+  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 V E#Wb7  
    3.0 _+p4Wvu~0  
    0.73 }e!x5g   
    Sigma  70~210/4-5.6 zxMX Xm;  
    2.9 *Y,x|F  
    0.72 #J@[Wd  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ?u-|>N>  
    2.9 1jCLO}  
    0.72 vo`2\R.  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 >,TUZ  
    2.9 j`oy`78O  
    0.72 b$4"i XSQ  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D $g/SWq  
    2.8 FR$:"  
    0.71 Cf TfL3(J  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 !5.8]v  
    2.7 8?J&`e/  
    0.69 9G9fDG#F\I  
    Yashica AF 70~210/4.5 ahuGq'  
    2.7 `rgn<I"  
    0.69 |s'Po^Sy  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 t=|evOz]  
    2.6 9zZr^{lUl  
    0.69 lH-/L(h2  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ?6yjy<D)$e  
    2.6 lm!.W5-l  
    0.69 o1Ph~|s*8  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U I2TaT(e\  
    2.4 %oq{L]C(rf  
    0.67 yXz*5W_0D  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 p qfUW+>  
    2.4 Ewu O&q  
    0.67 MJOz.=CbhR  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): (mgS"zPS  
    镜头品牌规格 * vflscgt  
    得分 :QpuO1Gu  
    MTF侧重平均值 txW{7+,  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 7{e% u#  
    3.7 xgbJ2Mh  
    0.78 { D^{[I  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Px$/ _`H  
    3.6 H(bs$C4F  
    0.78 b@rVo;  
    Canon EF 20~35/2.8 L M\sN@+  
    3.5 #OIcLEn%  
    0.77 qC}-_u7s  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 87Oad@FOr  
    3.5 V"*O=h  
    0.77 Z9MdD>uwi  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U f%Ns[S~r  
    3.4 } ~h3c|  
    0.76 } E0,z  
    Pentax FA 20~35/4 AL 74H)|Dkx  
    3.4 "{tg8-a4)  
    0.76 0*rQ3Z  
    Minolta AF 17~35/2.8 G [<-  
    3.3 L$9 . 8W  
    0.75 qDv93  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 AB F"~=aL  
    3.3 n1~o1  
    0.75 3 DDML,  
    Canon 20~35/3.5 L hJn%mdx~w|  
    3.3 z8QAo\_I(  
    0.75 1nQWW9i  
    Canon EF 17~35/2.8 L _9JhL:cY  
    3.2 &{>cZh}\  
    0.74 /e7O$L)   
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX P/c&@_b  
    3.1 lLp^Gt^}w(  
    0.73 7N-w eX  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 LA@w:Fg  
    2.9 "SzdDY6  
    0.72 GqWB{$J;"  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 fJ/e(t  
    2.8 Q,p}:e  
    0.71 Q?3Gk%T0[  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 |p><'Q% *  
    2.7 6b+b/>G0  
    0.70 ]Bm/eRy"  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Pdt6nzfr  
    2.5 u:[vaBh91  
    0.68 CACTE  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF w S4.8iJ  
    2.4 (@t(?Js  
    0.67 R(2tlZ  
    ,_yh z0.  
    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。 '<rZm=48  
    ,17hGKM  
    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。 p8Q,@ql.  
    Hj:r[/  
    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