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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 >s )L(DHa"  
    )Cat$)I#,  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: 'rq@9$h1W  
    P#V}l'j(<a  
      MTF = Vo / Vi SE(c_ sX  
    SM1L^M3)  
      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。 4aW[`  
    :, 3S5!(y  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Z:^ S-h  
    ~SmFDg$/m  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 s< Fp17  
    C Sz+cS  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 p 16+(m  
    7u rD  
      看看photodo的例子: Xoha.6$l5  
    ] g8z@r"b  
    (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 Z{/GT7 /  
    KzJJ@D*4M]  
      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。 JcMl*k  
    KUpj.[5 qo  
      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。 m#-&<=  
    A~^x*#q{4  
    MTF(续) $sUn'62JlU  
    ))nTd=  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ,`YIcrya:  
    @sW!g;\T  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 bAy\Sr #/  
    s%8,'3&  
    浅谈MTF值的含义 A-J#$B  
    i29a1nD4Hm  
    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。 i r'C(zD=  
    kB%.i%9\\  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 n&a\mGF  
    &|#,Bsk"@  
    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。 fJ6Q:7  
    U9*< dR  
    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。 ;lS sy  
    7j29wvSp5  
    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。 7#Uzz"^  
    F/[m.!Eo  
    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。 J1Az+m  
    /a9CqK  
    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: NqveL<r`  
    镜头品牌规格 $RunGaX!=N  
    得分 VvT7v]  
    MTF侧重平均值 Z9*@w`x^u  
    Contax 28~85/3.3-4 )vpYVr-  
    4.0 l|iOdKr h  
    0.81 7\ZSXQy1W  
    Canon EF 28~70/2.8 L a*:GCGe  
    3.9 n,LM"N:   
    0.81 `M(st%@n  
    Nikon AF 35~70/2.8 NFC/4  
    3.8 Qpj[]c5  
    0.79 =BJe}AV  
    Minolta AF 28~70/2.8 Koj9]2<0  
    3.7 ^SW9J^9  
    0.78 g/\cN(X  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp uBn35%  
    3.5 M{jq6c  
    0.77 \=`jo$S  
    Leica 28~70/3.5-4.5 ,oPxt  
    3.2 pf+VYZ#)  
    0.75 4sW~7:vU  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 8j :=D!S  
    3.1 z.?slYe[  
    0.73 @A<~bod  
    Sigma AF 28~70/2.8 ^dsj1#3z  
    3.0 EJQT\c  
    0.73 ZU;jz[}  
    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。 L GVy4D  
    %Pj}  
    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: Zb|a\z8?  
    镜头品牌规格 ,nGQVb   
    得分 ^]~!:Ej0  
    MTF侧重平均值 ET 0(/Zz  
    Leica 80~200/4 jA[")RVG  
    4.2 Zm7, O8  
    0.83 g5u4|+70  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D B@VAXmCaoV  
    4.1 %DA`.Z9 #  
    0.82 0 0|!g"E>$  
    Canon EF 70~200/2.8 L AT1{D!b  
    4.1 t 7sEY  
    0.82 ry@p  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX hE$3l+  
    3.9 x25zk4-  
    0.81 Df:/r%  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo zK{}   
    3.9 o;#8=q  
    0.81 uJeJ=7,EO  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED zjSl;ru  
    3.9 -5|el3%)  
    0.80 Q<ia  
    Contax 80~200/4 U@{>+G[  
    3.8 @LDs$"f9=  
    0.79 +DR{aX/ll  
    Tokina AF 80~200/2.8 H*P+>j&  
    3.4 IiE^HgM  
    0.76 (I'{ pF)  
    Leica 70~210/4 inZ0iU9dy  
    3.3 \pTv;(  
    0.75 dK,=9DQy5  
    Pentax FA 80~200/2.8 2;3&&yK2b  
    3.2 9 `q(_\x  
    0.74 JG1q5j##]b  
    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。 qPWf=s7!  
    [p}~M-$V8Y  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: Aayd3Ph0%  
    镜头品牌规格 QD%6K=8Q  
    得分 mH5>50H;  
    MTF侧重平均值 3d7A/7S  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U |$ZS26aYw}  
    3.3 i[{*(Y$L  
    0.75 UQ7La 7"  
    Pentax FA 28~70/4 AL pGy k61  
    3.3 bFlI:R&<  
    0.75 ,:MUf]Ky  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U DIWyv-  
    3.2 pF8:?p['z  
    0.74 OL:hNbw'~T  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ,Mi'NO   
    3.1 TcJJ"[0  
    0.73 F M YcZ+4  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 aI`d  
    3.1 -vk/z+-^!  
    0.73 0Js5 ' 9}H  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D BM)a,fIgo  
    3.0 6c/0OM#  
    0.72 3u^wK  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp \F\7*=xk  
    3.0 /h`gQyGuY  
    0.72 SMRCG"3qwA  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 g 2'K3e?.%  
    2.9 !8W0XUqh+  
    0.72 7^UY%t  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 W[]|Uu/%  
    2.9 =?wDQ:  
    0.71 >1]hR)Ip  
    Contax 28~70/3.5-4.5 OT6Te&  
    2.8 h^`@%g9 S  
    0.71 gSyBoY  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D KM"?l<x0Y  
    2.8 i.?rom  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro qs_cC3"=%=  
    2.7 *8yC6|wL?  
    0.70 A=e1uBGA  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 F{.g05^y  
    2.7 ]~f-8!$$R  
    0.70 xy$aFPH!-  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Gi$\th,  
    2.6 US-f<Wq  
    0.69 +>[zn  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 *`/4KMrq  
    2.3 -ik((qx_  
    0.66 D(dV{^} 9  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 g}a+%Obb  
    2.0 [C~N#S[]  
    0.64 BC1smSlJ  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 lU&2K$`  
    1.8 +u\w4byl  
    0.62 ~HT:BO$  
    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: 'xa EG,P  
    镜头品牌规格 |o(te  
    得分 $M4_"!  
    MTF侧重平均值 R3)ccom  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 6Rq +=X  
    3.2 n:s _2h(u  
    0.74 ^"vmIC.h  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U  :fy,%su  
    3.1 VAyAXN~  
    0.74 N}{V*H^0QU  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 O<Ay`p5  
    3.0 `Jj b4]  
    0.73 wnLpf  
    Sigma  70~210/4-5.6 s+G( N$0U  
    2.9 ^%g 8OP  
    0.72 ybv< 1  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 +#(GU9_i+M  
    2.9 ^U,C])n  
    0.72 <+b~E,  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 _ |HA\!  
    2.9 L/vw7XNrX  
    0.72 WUQa2$.  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D <&)zT#"  
    2.8 9O^~l2`  
    0.71 O]F(vHK\   
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ATmyoN2@>  
    2.7 q%/.+g2-\  
    0.69 ~HtD]|7  
    Yashica AF 70~210/4.5 uOKdb6]r6  
    2.7 1UB.2}/:  
    0.69 [W <j  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 >^<;;8Xh  
    2.6 .6bo  
    0.69 JZ-64OT  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 wp4  .~E  
    2.6 !Ow M-t  
    0.69 h_\W7xt  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U rploQF~OFF  
    2.4 nU#K=e =W  
    0.67 Z*NTF:6c  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 !I91kJt7  
    2.4 8Vt'X2  
    0.67 RgM=g8}M  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): u'Hh||La"  
    镜头品牌规格 g^i\7'  
    得分 {sq:vu@NC  
    MTF侧重平均值 7v.O Lp  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 x&EMg!  
    3.7 L}g#h+GP[  
    0.78 a^O>i#i  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF U2Ky4UFm  
    3.6 7s}F`fjKP  
    0.78 X1V~.k vt)  
    Canon EF 20~35/2.8 L u{l4O1k/c  
    3.5 v&f\ Jv7  
    0.77 !l6ht {  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ps/|^8aGZ  
    3.5 }ZiJHj'<  
    0.77 6IJ;od.\b$  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ?TmVLny  
    3.4 I0^oaccM  
    0.76 {q;_Dd  
    Pentax FA 20~35/4 AL E^pn-rB  
    3.4 [~n |ROo  
    0.76 %S>6Q^B  
    Minolta AF 17~35/2.8 G t [G7&ovj  
    3.3 PklJU:Pu\U  
    0.75 AF{@lDa1h  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 z> N73 u  
    3.3 @;S)j!m`  
    0.75 {?3i^Q=V  
    Canon 20~35/3.5 L 6&2{V? W3  
    3.3 bp}]'NA  
    0.75 h 3  J&  
    Canon EF 17~35/2.8 L OO,%zwgt  
    3.2 rK'O 85)eU  
    0.74 Yb:F,d-Ya  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX cBCC/n  
    3.1 iqsR]mab  
    0.73 m/,8\+  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 _u~`RlA  
    2.9 C]na4yE 8  
    0.72 wDBU+Z  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 {L M Q  
    2.8  (8 /&  
    0.71 {D [z>I;D  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 +)_DaL E  
    2.7 MOuEsm;  
    0.70 4#ifm#  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro N)KN!!  
    2.5 )2:U]d%pk  
    0.68 :"Rx$;a  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF  4NIb_E0  
    2.4 #210 Yp#  
    0.67 }L^PZS@Jf  
    G12o?N0p  
    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。 O}6*9Xy  
    )R"UX:Q>  
    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。 "VMb1Zhf  
    bGlr>@;-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