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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 F+zHgE  
    A@.ruG$  
      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: Ki :98a$  
    iF##3H$c  
      MTF = Vo / Vi =;8q`  
    o9D#d\G  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 vKbGG   
    B&3@b  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? .Pe^u%J6F  
    0}_1 ZU  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 Kv5 !cll5  
    FGMYpapc~  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 l>Zp#+I-  
    I*+*Wf  
      看看photodo的例子: }z-)!8vF  
    g{?{N  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 )Zyw^KN^  
    B`%%,SLJ  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 a,t]>z95  
    &C/,~pJ1S  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 A{hST~s  
    .GDY J9vi  
    MTF(续) vf<Tq  
    x5yZ+`Gc  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 hG/Z65`&  
    fJ-8$w\uL  
    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。 @:u2{>Yl  
    P-N+  
    浅谈MTF值的含义 oH [-fF  
    W<H^V"^  
    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。 rYA4(rYq  
    sgeME^v  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 4mWT"T-8  
    K@=_&A!  
    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。 `{@?O%UB  
    ])T_&%  
    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。 4[LzjC  
    !8%{(;(  
    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[7Sm^Tw  
    }15ooe%  
    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。 ZsDn`8  
    ~ @s$  
    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: jDM^e4U.l  
    镜头品牌规格 \tg}K0E?R5  
    得分 ]?2&d[  
    MTF侧重平均值 Gm LKg >%  
    Contax 28~85/3.3-4 d,).O  
    4.0 }"9jCxXL  
    0.81 Qte'f+  
    Canon EF 28~70/2.8 L D\G P+Ota  
    3.9 Y]1b3 9O  
    0.81 sJ/?R:  
    Nikon AF 35~70/2.8 U7cGr\eUu  
    3.8 \c$! C8z  
    0.79 "^@0zy@x  
    Minolta AF 28~70/2.8 O!\\m0\ e  
    3.7 K1Wiiw  
    0.78 1=%\4\  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ;GxKPy  
    3.5 \XlT  
    0.77 |Gh~Zu p  
    Leica 28~70/3.5-4.5 [2cG 7A  
    3.2 }M9L,O*^   
    0.75 }<kpvd+ps=  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 0 /JusQ  
    3.1 +3n07d  
    0.73 B?J #NFUb  
    Sigma AF 28~70/2.8 0dgp<  
    3.0 A#j'JA>_  
    0.73 +V6N/{^ 5  
    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。 H{ CG/+x  
    IGd]!  
    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: [SJ*ks,]  
    镜头品牌规格 aE( j_`L78  
    得分 J@c)SK%2h  
    MTF侧重平均值 lf\]^yM #  
    Leica 80~200/4 ( XoL,lJ  
    4.2 ;  u0 MY  
    0.83 !bG%@{WT  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D rOu7r4  
    4.1 LCRZ<?O[|  
    0.82  *w538Vb  
    Canon EF 70~200/2.8 L Jtxwt[  
    4.1 8D U|j-I8  
    0.82 fWywegh  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX bm_'giQ:  
    3.9 4b B)t#  
    0.81 OXuBtW*,z+  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Rj9YAW$  
    3.9 Rb~NX  
    0.81 U1t7XZ3e  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 0;j)rmt  
    3.9 /8i3I5*  
    0.80 x 2\ ,n  
    Contax 80~200/4 hX~d1.]Y  
    3.8 Eh)PZvH  
    0.79 #,1Kum bG3  
    Tokina AF 80~200/2.8 I|*w?i*  
    3.4 rn7eY  
    0.76 R(sPU>`MX  
    Leica 70~210/4 ;{79d8/=  
    3.3 #%xzy@`  
    0.75 wtCz%!OYB  
    Pentax FA 80~200/2.8 >'^Tp7\  
    3.2 a'zf8id  
    0.74 oZkjg3  
    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。 A&OU;j]  
    +wU9d8W  
    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:  ]CD  
    镜头品牌规格 FabzP_<b  
    得分 0Z{f!MOh  
    MTF侧重平均值 @Q;%hb  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U F/FUKXxx  
    3.3 0L_ JP9e  
    0.75 >TT4;ph  
    Pentax FA 28~70/4 AL _H9.A I  
    3.3 5J^S-K^r  
    0.75 60B6~@]P  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 2HNKq<  
    3.2 "NY[&S  
    0.74 LE!xj 0  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U )a ov]Ns  
    3.1 iYi3x_A`  
    0.73 #d,+87]\=  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 b!C\J  
    3.1 1&JPyW  
    0.73 Y[l*>}:w  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D tONX<rA|]  
    3.0 x{ _:B DY  
    0.72 {k4)f ad\  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp {Jf["Z  
    3.0 +ML4.$lc^  
    0.72 \wR $_X&  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 ZS*PY,  
    2.9 cI~uI '  
    0.72 WC6yQSnY&  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 &M p??{g  
    2.9 hXBAs*4DV8  
    0.71 ;m<22@,E&  
    Contax 28~70/3.5-4.5 [Yr }:B <  
    2.8 kjVUG >e>  
    0.71 EDQKbTaPt  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D dux.Z9X?  
    2.8 km@V|"ac _  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro or~2r8  
    2.7 cEI "  
    0.70 BG>fLp  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 h$p]M^Z7  
    2.7 B 2p/  
    0.70 :w|ef;  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 >Q5et1c  
    2.6 g=)B+SY'  
    0.69 HSXv_  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 05o)Q &`  
    2.3 YfRjr  
    0.66 MI^@p`s  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 -;NGS )RM  
    2.0 /V-uo(n< .  
    0.64 =geopktpf  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 c`S`.WID  
    1.8 BK$cN>J  
    0.62 \wMqVRPoQ  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: > 2)@(f~g  
    镜头品牌规格 4eF qD;  
    得分 R;mA2:W)x  
    MTF侧重平均值 73Zx`00  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO <{ZDD]UGs0  
    3.2 w)C/EHF  
    0.74 #mT\B[4h  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U >:o$h2  
    3.1 / thFs4  
    0.74 ZhqGUb  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 P 2-^j)  
    3.0 hn`yc7<}(u  
    0.73 ,> Ya%;h2k  
    Sigma  70~210/4-5.6 {lam],#r  
    2.9 %#go9H(K  
    0.72 xG_LEk( zD  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 nXU`^<nA  
    2.9 W;Y"J_  
    0.72 4{PN9i E  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 U/}("i![Dy  
    2.9 NL^;C3u  
    0.72 (YV]T!q  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D :)9CG!2y<M  
    2.8 _cc3 7[  
    0.71 NqlU?  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 8}M-b6R V  
    2.7  !n`9V^`  
    0.69 ?^3Y+)}  
    Yashica AF 70~210/4.5 3<XP/c";  
    2.7 H*.v*ro9_  
    0.69 tDC?St1  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 D6I-:{ws  
    2.6 &0*7]Wo*  
    0.69 V7 OhOLK8  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ;No i H&  
    2.6  .u3;  
    0.69 Lo<WK  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U zQxTPd  
    2.4 xe4`D>LUo  
    0.67 u+;iR/  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Nf5zQ@o_y  
    2.4 X :#}E7]j  
    0.67 mI,a2wqi  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): `_iK`^(-  
    镜头品牌规格 h wi!C}  
    得分 BCmKzv  
    MTF侧重平均值 lNLa:j  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 2!)|B ;y  
    3.7 K3*-lO:A9  
    0.78 {1"kZL  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF {_G_YL[  
    3.6 swz)gh-*  
    0.78 csFLBP  
    Canon EF 20~35/2.8 L 6Z@?W  
    3.5 tjLG$M1z`  
    0.77 ms&6N']  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 .~a.mT  
    3.5 ;S9 z@`a.  
    0.77 v t_lM  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U *kt|CXxAS8  
    3.4 bXz*g`=;  
    0.76 oe*fgk/o9  
    Pentax FA 20~35/4 AL Yc:>Yzj(z  
    3.4 b:PzqMh{G  
    0.76 kr\#CW0?  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 6{w'q&LYcE  
    3.3 ]pWn%aGv*Y  
    0.75 F AQx8P  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 y&A&d-  
    3.3 z%;_h-  
    0.75 @rv)J[7Y&  
    Canon 20~35/3.5 L @x^/X8c(p  
    3.3 7sU+:a  
    0.75 ^U6VJ(58P  
    Canon EF 17~35/2.8 L G|I}x/X"Q7  
    3.2 t=\ ffpA  
    0.74 ?L|Ai\|  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX cK,&huk  
    3.1 ~J0r%P  
    0.73 !<<wI'8  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 gDjAnz#  
    2.9 6"9(ce KX  
    0.72 ,T-xuNYC  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 B2:GGZ|jS  
    2.8 EeQ2\'t  
    0.71 _&M^}||UH  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 R"{P#U,HNO  
    2.7 y\n#`*5k  
    0.70 DFb hy  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro :<H4hYt2  
    2.5 ,va2:V  
    0.68 y J>Bc  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF wn.UjxX.  
    2.4 `NQ;|!  
    0.67 09=w  
    Q?bC'147O  
    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。 or"9I1o  
    fjMmlp  
    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。 / <+F/R'=O  
    %NcBq3  
    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