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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 ; p\rgam  
    ~,':PUkiV  
      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: GUat~[lUrj  
    , {z$M  
      MTF = Vo / Vi 7\{<AM?*  
    NV9=~c x  
      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。 SCxzT}#J  
    {2Gp+&  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? t4s}w$4  
    %t+V8A  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 , is .{ y  
    ]]%C\Ryy}  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 e1&c_"TOih  
    :X`J1E]Rjd  
      看看photodo的例子: 62vz 'b  
    k_}ICKzw1  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 4\s S  
     XyhO d$)  
      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。 I[t)V*L9  
    8a?V h^  
      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。 H`@x5RjS   
    (Z`Y   
    MTF(续) $ HUCp9  
    >!WJ{M0  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 E?08=$^5%  
    OgfQGGc  
    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。 TR)' I  
    iv;;GW{2  
    浅谈MTF值的含义  pd X9G  
    2! wz#EC  
    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。 )XO2DY1/&  
    $h_@`j  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 g>f(5  
    VCc4nn#  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 Mu:*(P/  
    G0*$&G0nb  
    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。 7?hC t  
    yobi$mnsy!  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 = )(;  
    OB$A"XGAEV  
    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。 q(uu;l[  
    @69q// #B  
    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: 2,_BO6 !d  
    镜头品牌规格  ;\iQZ~   
    得分 ied<1[~S  
    MTF侧重平均值 5Vvy:<.la  
    Contax 28~85/3.3-4 J-,T^Wv  
    4.0 : wn![<`3q  
    0.81 ^Y'>3o21f  
    Canon EF 28~70/2.8 L O>k.sO <  
    3.9 Jn:GqO  
    0.81 Vx#xq#wK  
    Nikon AF 35~70/2.8 zSq+#O1#  
    3.8 %|,j'V$  
    0.79 aX  ?ON  
    Minolta AF 28~70/2.8 ul% q6=f)  
    3.7 X$st{@}ZB  
    0.78 wL%>  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp m*I5 \  
    3.5 }QC: !e,yG  
    0.77 MOOL=Um3  
    Leica 28~70/3.5-4.5 >)VrbPRuA  
    3.2 m Y%PG  
    0.75 Pp.X Du  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ^R2:Z&Iv%  
    3.1 !J6k\$r  
    0.73 -i;#4@^t  
    Sigma AF 28~70/2.8 Wxg|jP$~   
    3.0 #D}NT*w/  
    0.73 n ~ =]/  
    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。 #~ >0Dr  
    &t6L8[#yd  
    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:  kU#$  
    镜头品牌规格 &i!.6M2  
    得分 AalyEn&>  
    MTF侧重平均值 5B@&]-'~  
    Leica 80~200/4 Y#rao:I  
    4.2 ;>YJ}:r"\  
    0.83 61wGIN2,  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D A).wjd(_,  
    4.1 US Q{o  
    0.82 < Gu s9^_  
    Canon EF 70~200/2.8 L O"{NHNG\oT  
    4.1 7, O_'T &  
    0.82 `[`eg<xj  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX EnfSVG8kB8  
    3.9 vmk c]DC  
    0.81 G2em>W_n  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Y%Saz+  
    3.9 o{ U= f6  
    0.81 CaK 0o*D  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED %7hYl'83  
    3.9 * DU86JL`  
    0.80 t/nu/yz5E  
    Contax 80~200/4 XV!P8n  
    3.8 a}=)b#T`  
    0.79 ON !1lS  
    Tokina AF 80~200/2.8 'Z;R!@Dm  
    3.4 zR]l2zL3  
    0.76 (Kx3:gs  
    Leica 70~210/4 jagsV'o2  
    3.3 %"{SGp  
    0.75 ?_ p3^kl  
    Pentax FA 80~200/2.8 M<Eg<*  
    3.2 l$z-'  
    0.74 6R"& !.ZF  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 HbV[L)zYG  
    %/~Sq?f-9@  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: RD,` D!  
    镜头品牌规格 {:!*1L  
    得分 _W&.{ 7  
    MTF侧重平均值 d+z8^$z"  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U * y u|]T  
    3.3 X(N!y"z  
    0.75 3M/kfy  
    Pentax FA 28~70/4 AL 4R}2H>VV%  
    3.3 (LQ*U3J]_  
    0.75 i?||R|>;"'  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U h\:"k_u#  
    3.2 {QJJw}!#  
    0.74 1[mX_ }K  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U $Z$BF  
    3.1 <Y<%=`  
    0.73 PC=b.H8P+W  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 KN_3]-+B  
    3.1 N9idk}T  
    0.73  iCa#OQ  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D <08)G7  
    3.0 sF f@>  
    0.72 '\=aSZVO  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp S0du, A~  
    3.0 =5',obYN>c  
    0.72 Jro)  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 PkMN@JS  
    2.9 oyK'h9Wt1  
    0.72 [Vc8j&:L  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Qne@Vf kA  
    2.9 l*":WzRGvF  
    0.71 |+f@w/+  
    Contax 28~70/3.5-4.5 h b_"E, `F  
    2.8 k_/*> lIZY  
    0.71 =YOq0  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D PFu{OJg&  
    2.8 Ja"?Pb  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro VMXccT9i!  
    2.7 jH({Qc,97  
    0.70 I w~R@,  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 Xq@Bzya  
    2.7 Kejp7 okb  
    0.70 "A6m-xE~  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 +Hgil  
    2.6 of659~EIW  
    0.69 TD!--l*gL  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 <Z5-?wgf9  
    2.3 l|9' M'a  
    0.66 <A^sg?s<'  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 %|AebxB'o  
    2.0 @IhC:Yc  
    0.64 #oW" 3L{,  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 XXPn)kmWR  
    1.8 9sG]Q[:.]  
    0.62 VkdGGY  
    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: ct`j7[  
    镜头品牌规格 %D1 |0v8}  
    得分 70Jx[3vr  
    MTF侧重平均值 :e /*5ix  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO `i`+yh>pc#  
    3.2 p>_Qns7W  
    0.74 sPX&XqWx  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U %|j`z?i|  
    3.1 % b fe_k(  
    0.74 6~c#G{kc  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 v|\3FEu@  
    3.0 v;soJlxF~  
    0.73 ~(nc<M[  
    Sigma  70~210/4-5.6 VKV :U60  
    2.9 VWq]w5oQO  
    0.72 dq,j?~ _}  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 UodBK7y  
    2.9 p<1y$=zS  
    0.72 NNt  n  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 qG@YNc  
    2.9 3ew4QPT'  
    0.72 {ETM >  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D HS[($  
    2.8 ]Hp>~Zvbb  
    0.71 p8Z?R^$9H  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 <O5WY37"q  
    2.7 o?Aj6fNY?  
    0.69 ~8s2p%~  
    Yashica AF 70~210/4.5 ^/_Yk.w  
    2.7 F~q(@.b  
    0.69 4 km^S9  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 KL9k9|!p  
    2.6 * xCY^_  
    0.69 y];-D>jk  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 gk6UV2nE?  
    2.6 ],_+J *  
    0.69  0j_kK  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U P q$0ih  
    2.4 dgL>7X=7  
    0.67 9w$m\nV  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 I)tiXcJw  
    2.4 P#O2MiG  
    0.67 H4s~=iB  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 3 P9ux  
    镜头品牌规格 M?!@L:b[  
    得分 #=t/wAE y:  
    MTF侧重平均值 Q_U.J0  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 y{S8?$dU$:  
    3.7 "$XX4w M  
    0.78 RWc<CQcL"  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF < Hkq  
    3.6 #8|LPfA  
    0.78 ?u|@,tQ[  
    Canon EF 20~35/2.8 L ]I[~0PCSX  
    3.5 z%OKv[/N  
    0.77 XEgJ7h_  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 - 8p!,+Dk  
    3.5 PD)"od  
    0.77 7~SwNt,  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U x2rAB5r6  
    3.4 *!%lBt{2  
    0.76 +{1.kb Zq  
    Pentax FA 20~35/4 AL X/yq<_ g  
    3.4 _p^ "l2%D/  
    0.76 DsejZ&  
    Minolta AF 17~35/2.8 G b, Oh8O;>  
    3.3 P( hGkY=(  
    0.75 ")T\_ME  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 }5-w,m{8/  
    3.3 8.i4QaU  
    0.75 D7;9D*o\  
    Canon 20~35/3.5 L v1TFzcHl<  
    3.3 r-<O'^C  
    0.75 _!nsEG VV  
    Canon EF 17~35/2.8 L ){*+s RBW  
    3.2 u= NLR\  
    0.74 &EfQ%r}C  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX bC/":+s& p  
    3.1 @1MnJP  
    0.73 +!/ATR%Uci  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ]mTBD<3\  
    2.9 98>GHl'lM  
    0.72 [d: u(  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 TmsIyDcD~  
    2.8 ;]u9o}[ 2  
    0.71 +(W1x C0  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 *.DC(2:o!  
    2.7 rm iOeS`:  
    0.70 u^1#9bAW8  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro }yz>(Pq  
    2.5 j]Jgz<  
    0.68 DxJ;C09xNa  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF tAdE<).!  
    2.4 UEU/505  
    0.67 CL|/I:%0  
    Y;"k5 + q  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 CD$#}Id  
    ~HZdIPcC  
    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。 0!T`.UMI  
    o*S_"  
    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