MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 |(V%(_s
53T2w,?
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&AUB`.9~
l1:j/[B=
MTF = Vo / Vi 8r|LFuI
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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。 UF{2Gx
{l6]O
实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? qQ_B[?+W
9BY b{<0tS
(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。 *=
71/&B
LH_ 2oJ\
(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)。 5[R}MhLZ
0I _;?i
看看photodo的例子: j;y|Ys)I
!^7:Rr_
(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 gky_]7Av
~9c9@!RA2
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。 xn@jL;+<-
btYPp0o~
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。 5R Hs
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MTF(续) X"0Q)
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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 h>/ViB@"W|
l}^#kHSyd
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。 |l|]Tw
(NQ[AypMI
浅谈MTF值的含义 3pp
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xr/k.Fz
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。 &zp5do;m
QD<4(@c5|
利用MTF值对镜头统计分析及排列 }:mI6zsNj
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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。 B<R-|-#
t5k&xV=~
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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。 H6O\U2+
vy#(|[pL{
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。 i/~J0qQ
kUt9'|9!
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。 %)D7Dr
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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: $T4PC5.
镜头品牌规格 w(j9[
得分 zT% kx:Fk
MTF侧重平均值 Kv]6 b2HT
Contax 28~85/3.3-4 *LRGfk+h
4.0 q T].,?
0.81 D'h2 DP!
Canon EF 28~70/2.8 L 'dzp@-\
3.9 6`C27
0.81 7N"Bbl
Nikon AF 35~70/2.8 WFd2_oAT
3.8 K*9b `%
0.79 m}9V@@
Minolta AF 28~70/2.8 [}2.CM
3.7 o
FLrSmY)E
0.78 Bkc-iC}F
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ECScx02
3.5 q,DX{:
0.77 $D5U#
Leica 28~70/3.5-4.5 IJ8DN@w9
3.2 7gwZ9Fob
0.75 |^Es6 .~
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro F47n_JV!d
3.1 Z?.*.<"Sj
0.73 ;ZJ,l)BNO
Sigma AF 28~70/2.8 kPH^X}O$
3.0 tZ^;{sM
0.73 `5Btg.
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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。 ugB{2oq i
#P#R~b]
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: X{}#hyYk"
镜头品牌规格 !yX<v%>_0
得分 SN(=e#ljE
MTF侧重平均值 dSVu_*y
Leica 80~200/4 lM,zTNu-z
4.2 iyYY)roB
0.83 V|\A?
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 8>Z$/1Mh
4.1 &8_;:
0.82 Jche79B
Canon EF 70~200/2.8 L rx>Tc#g
4.1 J'yN' 0
0.82 ]7kGHIJ|
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX $
bNe0
3.9 1bg@[YN!;
0.81 1fW4=pF-K
Minolta AF 80~200/2.8 Apo x{>Y$t]
3.9 q7&yb.<KD.
0.81 id+m[']+
Nikon AF 80~200/2.8 D ED df6Ν4L
3.9 M/a/H=J
0.80 =t$mbI
Contax 80~200/4 4 Qel;
3.8 :ECK
$Cu
0.79 Y-q@~vZ]
Tokina AF 80~200/2.8 BhW]Oq&
3.4 x}<G!*3
0.76 &8+6!TN7
Leica 70~210/4 ,{?bM
3.3 d Zz^9:C+
0.75 CY3 \:D0I
Pentax FA 80~200/2.8 &n]Z1e}5
3.2 :Q
?J}N
0.74 OF<n T
佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 o|qeh<2=x
# )mkD4
3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 1mn$Rh&dO
镜头品牌规格 V\K
m% vP
得分 92aDHECo
MTF侧重平均值 RA/ =w&
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U p
(xD/E
3.3 y'!p>/%v
0.75 /-{O\7-D
Pentax FA 28~70/4 AL tw4am.o1]
3.3 [wio/wc
0.75 A,lw-(.z4Z
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U k]$E8[.t
3.2 J4Z<Yt/
0.74 pmW6~%}*
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U udEb/7ZL
3.1 M,\|V3s
0.73 I"Q9W|J_&
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 1s}``1>
3.1 p=-B~:
0.73 h`EH~ W0:z
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 9(^X2L&Z
3.0 /[|}rqX(
0.72 U.pr} hq
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp e(n2+S#N
3.0 TFJ{fLG
0.72 XuFm4DEJ
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 /R(U>pZ
2.9 C`)^~C_]`3
0.72 cB|Cy{%
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 >|_gT%]5
2.9 zfjD b
0.71 vN0L(B
Contax 28~70/3.5-4.5 \9>g;qPg}
2.8 .}$`+h8WT
0.71 L^5&GcHP0
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D b#Fk>j
2.8 Q_dXRBv=n
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro dS3>q<J*a
2.7 do=x9k@Q
0.70 iC\rhHKQ
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ZM-/n>
2.7 [al(>Wr9
0.70 =0s`4Y"+
Ricoh 35~70/3.5-4.8 3Y1TQ;i,wQ
2.6 f0cYvL]
0.69 hpqHllL
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 c?p0#3%L#
2.3 %/tGkS6
0.66 K4?t' dd]
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 Imh2~rw;
2.0 }j5R@I6P
0.64 X|-v0 f
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 OUlxeo/
1.8 T.R>xd`9
"
0.62 V(lK`dY
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: j#LV7@H.e?
镜头品牌规格 m0%iw1OsH%
得分 [Q7->Wo|S:
MTF侧重平均值 Eo7 _v
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO M73VeV3DL
3.2 -+
]T77r
0.74 8`AcS|k
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U %2@ Tj}xa
3.1 ?;:9
W
0.74 `eMrP`
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 KD,^*FkkL
3.0 Ks49$w<
0.73 [0% yJH
Sigma 70~210/4-5.6 f7_\).T
2.9 <?>I\
0.72 2_oK5*j
Pentax FA 70~200/4-5.6 IL+#ynC
2.9 O:`GL1{ve?
0.72 ;S=62_Un
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 ; d, JN
2.9 #[k~RYS3
0.72 u=d`j
Nikon AF 70~210/4-5.6 D 2p$n*|T&c
2.8 dl*_ m3T
0.71 ]/aRc=Gn
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 P|unUW(P
2.7 e/]O<, *
0.69 D_l/Gxdpr
Yashica AF 70~210/4.5 }"%!(rx
2.7 G?Qe"4
.
0.69 '|YtNhWZ?
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 c*S#UD+
2.6 (ZE%tbm2
0.69 T8,k77
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ]6a/0rg:t
2.6 6T^N!3p_
0.69 @K,2mhE~h
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U >Jm-2W5J
2.4 pX>ua5Z
0.67 G]L0eV
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 jHkyF`<+
2.4 [5]R?bQ0q{
0.67 ?dp-}3/G
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): >%iu!H"
镜头品牌规格 D 7Gd%
得分 +l2e[P+qA
MTF侧重平均值 lEO?kn.:z
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ;el]LnV!O
3.7 iyA*JCD
0.78
~hS .\h
Nikon AF 20~35/2.8 D IF w"fCI13
3.6 [=XZza.z
0.78 u~#%P&3_W
Canon EF 20~35/2.8 L pj!k|F9
3.5 + 6x"trC
0.77 IT8B~I\OY
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 2LCc
3.5 _Ct}%-,4
0.77 Q9`s_4
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Nhjle@J<
3.4 y,'FTP9?
0.76 )v${&H
Pentax FA 20~35/4 AL 2B6^]pSk
3.4 /'-:=0a
0.76 umJay/>
Minolta AF 17~35/2.8 G `^O'V}T
3.3 tH-gaDj_
0.75 k
TF z_*6.
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 cj$,ob&DX
3.3 i{<8
hLO
0.75 b cC\
Canon 20~35/3.5 L n
(OjjRm
3.3 X32RZ9y
0.75 b2a'KczV
Canon EF 17~35/2.8 L }=Hf?';m
3.2 Sv.KI{;v$
0.74 r`?&m3IOP
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX u=(H#o<#
3.1 6o$Z0mG
0.73 Zkw J.SuU
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 9 1BY]N
2.9 "\NF
0.72 Xyb8u})p'
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 cYsR0#
2.8 lTn;3'
0.71 )$MS
0[?
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 g<M0|eX@~
2.7 (:ZPt(1
0.70 AdDQWJ^r
Tokina AF 20~35/2.8 Pro Vz%"9`r
2.5 D 5=C^`$2
0.68 O:2 #_
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF a a4$'8s
2.4 *^n^nnCwp
0.67 !>\9t9
@=CLeQG`
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。 bSQ_"
3QH(4N
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。 &Y 'z?N
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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。