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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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    离线lchg_yy
     
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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 t@\op}Z-M  
    lVQy {`Ns  
      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: z gDc=  
    Y:} !W  
      MTF = Vo / Vi 'VTLp.~G~  
    w(Hio-l=  
      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。 uKocEWB=/F  
    Bys_8x}  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Zm!5X9^!  
    1ti4 ZM  
      (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。 y6S:[Z{~A  
    t!,GI&  
      (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 H`z '7&/  
    Xi!`+N4  
      看看photodo的例子: '+ cPx\4  
    K-b'jP\  
    (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 9!sR}  
     rVo?I  
      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。 _Y gvLz %  
    _Q1[t9P"  
      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。 0QxE6>xL=  
    <ny)yK  
    MTF(续) Zr.6J*&!  
    Tp?l;DU  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 5<y pK`Kq  
    lP:ll])p2  
    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。 'P^6H$0  
    + (|6Wv  
    浅谈MTF值的含义 `vFYe N;  
    L'?0*t  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 h!L6NS_Q,  
    \.%GgTF  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 B:Xmc,|,  
    nmZJ%n  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 {b6$F[e   
    5#v|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。 PV_q=70%T  
    UoiXIf_Q  
    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。 ;{k`nv_6  
    s;;"^5B.  
    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。 h^}r$k_n  
    (yx9ox@rL  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: V@"Y"}4n4  
    镜头品牌规格 cKKl\g@}  
    得分 3 O)^Hq+9  
    MTF侧重平均值 vF,iHzv  
    Contax 28~85/3.3-4 GDW$R`2  
    4.0 hvS4"% \  
    0.81 U- a+LS  
    Canon EF 28~70/2.8 L 3bi,9 >%  
    3.9 0ThX1)SH  
    0.81 Rn-RMD{dh  
    Nikon AF 35~70/2.8 wA#w] 8SM  
    3.8 `IQ76Xl  
    0.79 NJ;D Qv  
    Minolta AF 28~70/2.8 #H@rb  
    3.7 C;6Nu W  
    0.78 oe8sixZ[  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp {|kEGq~aE  
    3.5 *)jhhw=34  
    0.77 -W:te7  
    Leica 28~70/3.5-4.5 h8Bs=T  
    3.2 jd]YKaI  
    0.75 BSGC.>$s  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro J AK+v  
    3.1 tX$ v)O|  
    0.73 .ZB(!v/2  
    Sigma AF 28~70/2.8 _U"9#<  
    3.0 !4(X9}a  
    0.73 /@<&{_sybp  
    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。 /8(\AuDT  
    5)rMoYn25  
    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: ,p,$(V  
    镜头品牌规格 'TF5CNX  
    得分 )\bA'LuFy  
    MTF侧重平均值 #]iSh(|8  
    Leica 80~200/4 'V=i;2mB*  
    4.2 YjTRz.e{[7  
    0.83 )NoNgU\7!  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 7$l!f  
    4.1 7ktSj}7W]  
    0.82 6,707h  
    Canon EF 70~200/2.8 L _dgS@n;6  
    4.1 JFyw,p&xB  
    0.82 %q~YJ*\  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX |bwz  
    3.9 SpM|b5c5  
    0.81 H}R/_5g  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ^Lx(if WJ  
    3.9 sUc_)  
    0.81 }-ly'4=l  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 6z6\-45  
    3.9 yZ_6yJw3}  
    0.80 `Dck$  
    Contax 80~200/4 )<?^~"h  
    3.8 6%hr]>L  
    0.79 %yj z@  
    Tokina AF 80~200/2.8 xp!M A  
    3.4 yh  
    0.76 m~[4eH,  
    Leica 70~210/4 /E/Z0<l7  
    3.3 jf`QoK  
    0.75 H%LoI)w  
    Pentax FA 80~200/2.8 "~1{|lj|)  
    3.2 AG3iKk??T  
    0.74 =N62 ){{  
    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。 r~K5jL%z9  
    KI@OEy  
    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: }#u.Of`6"  
    镜头品牌规格 @>r3=s.Q  
    得分 DLigpid  
    MTF侧重平均值 H2ZRUFu  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U X]Aobtz  
    3.3 N(6Q`zs  
    0.75 q X"Pg  
    Pentax FA 28~70/4 AL 3 #8bG(  
    3.3 `b11,lg  
    0.75 N;YAG#'9~_  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U SBf8Ipe  
    3.2 #~_ZG% u  
    0.74 GOKca%DT=  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U `X["Bgk$!T  
    3.1 I"=a:q  
    0.73 XF6ed  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 wM-I*<L>  
    3.1 F}f/cG<X  
    0.73 ii3{HJ*C  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D agbG)t0  
    3.0 q =\3jd  
    0.72 W~!uSrY  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp m@Q%)sc)  
    3.0 lpy( un  
    0.72 =tKb7:KU  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 G~VukW<e  
    2.9 JO3x#1~;_  
    0.72 e5s=@-[  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 z0jF.ub  
    2.9 QY^v*+lr\  
    0.71 @@ 1Sxv_  
    Contax 28~70/3.5-4.5 9'My /A0  
    2.8 N wISf  
    0.71 kKFhbHUZa  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D x%Fy1.  
    2.8 r(VGdG  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro !wU~;sL8C3  
    2.7 URo#0fV4C  
    0.70 :L6,=#  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 1.U9EuI  
    2.7 U2DE zr  
    0.70 GyVRe]<>B  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ta*6xpz-\Q  
    2.6 Pf,lZU?f  
    0.69 Qy!;RaA3T  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 s"xiGp9  
    2.3 f]*TIYicc  
    0.66 8HaBil  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 wn&5Ul9Elb  
    2.0 ?xT ^9  
    0.64 a3Fe42G2c|  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 7rZE7+%]  
    1.8 VGVb3@  
    0.62 ar%!h~  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: :&'[#%h8  
    镜头品牌规格 H!81Pq~  
    得分 n a3st*3V_  
    MTF侧重平均值 a9sbB0q-K@  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO k0e {c  
    3.2 }u `~lw(Z  
    0.74 Z{ AF8r  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U B=;p wX  
    3.1 )_H>d<di  
    0.74 PX$_."WA  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 }TDoQ]P  
    3.0 *@-a{T}  
    0.73 'k1vV  
    Sigma  70~210/4-5.6 m+LP5S  
    2.9 C"[d bh!  
    0.72 ro8c-[V  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 GX@=b6#-  
    2.9 bPL.8hX   
    0.72 \5q0nB@i5y  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 gc"A Tc  
    2.9 Dx*tolF  
    0.72 =kiDW6 JJU  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D f.{/PL  
    2.8 D3 .$Vl,.  
    0.71 '#ow 9w+^  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ys DGF@wZC  
    2.7 pLtAusx  
    0.69 }n;.E&<[  
    Yashica AF 70~210/4.5 Y2&hf6BE  
    2.7 p8bAz  
    0.69 BHrNDpv  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 }48 o{\  
    2.6 1!"iN~  
    0.69 tg#d.(  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 8v12<ktR`  
    2.6 A` )A=L  
    0.69 tFrNnbmlQ  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U KpF/g[m  
    2.4 NB)$l2<d  
    0.67 ^>/] Qi  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 p/4}SU  
    2.4 = t!$72g\  
    0.67 rpn&.#KS  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 7a5G,C#QQ  
    镜头品牌规格 &l;wb.%ijW  
    得分 ~H\1dCW  
    MTF侧重平均值 f J$>VN  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 mJFFst,  
    3.7 I>n2# -8  
    0.78 Fb^f`UI  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF cK _:?G  
    3.6 ov%.+5P  
    0.78 US2Tdmy@05  
    Canon EF 20~35/2.8 L =c Krp'  
    3.5 em, j>qp  
    0.77 biy[h3b  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 1Uf8ef1,  
    3.5 o)SA^5  
    0.77 -5.~POO  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Ps=<@,dks  
    3.4 #1VejeTi  
    0.76 aX,ux9#  
    Pentax FA 20~35/4 AL Y1s3 >`  
    3.4 ;UoXj+Z  
    0.76 GkYD:o=qx  
    Minolta AF 17~35/2.8 G  Zzea  
    3.3 jdW#; ]7+y  
    0.75 b _%W*Q  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 \L4+Dv<z  
    3.3 <h[l)-86  
    0.75 O9jpt>:kZ  
    Canon 20~35/3.5 L fNNik7  
    3.3 HP G*o  
    0.75 +E8}5pDt  
    Canon EF 17~35/2.8 L >7j(V`i"y  
    3.2 C$#X6Q!,  
    0.74 jSMs<ox  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 3E`poE  
    3.1 y jQpdO  
    0.73 w/Ej>OS  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 +~cW0z  
    2.9 <'l;j"&lp  
    0.72 t]PO4GA  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 I$vM )+v=  
    2.8 Mg^.~8\d e  
    0.71 {H$m1=S  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 9G)q U  
    2.7 n3LCQ:]T f  
    0.70 .p d_SQ~  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Ii4lwZnz  
    2.5 dt=5 Pnf[y  
    0.68 Q?"-[6[v  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 5p5S_%R$e  
    2.4 pGhA  
    0.67 MF%>avRj  
    dab[x@#r>  
    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。 ^d[ s*,i?  
    6D n[9V  
    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。 q9mYhT/Im  
    qGgqAF#B  
    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