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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 D@^F6am%  
    @Qs-A^.  
      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: G wW#Ww;Oc  
    Z@[,"{Sn  
      MTF = Vo / Vi -YuvEm#f  
    DYWC]*  
      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。 5dgBSL$A}]  
    i9xv`Ev=R  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ]~qN<x  
    tl)}Be+Dt;  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 87^ 4",  
    13QCM0#  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 =wj~6:Bf  
    Y=rr6/k  
      看看photodo的例子: Oq2H>eW`f  
    Qi[D&47XO  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 qXI30Yo#d  
    J7\q #]?  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 y[|g!9Rp  
    ?:FotnU*p  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 JG<3,>@%  
    DrEtnt   
    MTF(续) 9/$P_Q:3  
    =a!6EkX *  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 s =5H.q%PV  
    iTt=aQjd  
    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。 |f:d72{Qr  
    W<LaR,7  
    浅谈MTF值的含义 z}8YrVr@  
    "B}08C,?  
    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。 w+37'vQ  
    YxtkI:C?  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 }}1/Ede{5  
    v 2GhR*  
    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。 .zAafi0  
    -{*V)J_Co  
    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。 vs@:L)GW\  
    s4$m<"~  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 '&QT}B  
    u}1vn}F{  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 "r V4[MVxt  
    N 9&@,3  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ee_\_"  
    镜头品牌规格 E`4=C@NN+,  
    得分 kVrT?  
    MTF侧重平均值 GF!{SO4  
    Contax 28~85/3.3-4 ? 03Zy3 /  
    4.0 \z`d}\3( R  
    0.81 )M N yOj  
    Canon EF 28~70/2.8 L zsXH{atY  
    3.9 YhT1P fl  
    0.81 zzQH@D1  
    Nikon AF 35~70/2.8 )t0b$<%  
    3.8 9(F?|bfk  
    0.79 <e&QTyb  
    Minolta AF 28~70/2.8 is?&%VY  
    3.7 -NPk N%h  
    0.78 N`Xnoehu  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp /V<`L  
    3.5 g yQ9Z}  
    0.77 :3>yr5a7-  
    Leica 28~70/3.5-4.5 b<(UmRxx3  
    3.2 Au._n,<  
    0.75 >.hGoT!_k  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 3t8H?B12ow  
    3.1 R[9PFMn  
    0.73 \ui^ d  
    Sigma AF 28~70/2.8 /eRtj:9M  
    3.0  |~uzQU7  
    0.73 A]?O& m |  
    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。 _ 1{5~  
    z83:a)U  
    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: M y"!j,Up  
    镜头品牌规格 !J=;Z9  
    得分 !-RpRRR[Co  
    MTF侧重平均值 @ KPv&UB  
    Leica 80~200/4 mjl!Nth:<  
    4.2 ]az} n(B,  
    0.83 KHus/M&0  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 01c/;B  
    4.1 R, w54},  
    0.82 M}oj!xGB  
    Canon EF 70~200/2.8 L Px7g\[]  
    4.1 xFm{oJ!]&  
    0.82 FJ%R3N\  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 4EhBpTg  
    3.9 b)hOzx  
    0.81 l6B^sc*@  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 9h38`*Im;  
    3.9 @ U8}sH^  
    0.81 eN<pU%7  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED VtzmY  
    3.9 30(m-D$K>9  
    0.80 1xdESorX(  
    Contax 80~200/4 ~R?dDL  
    3.8 <,X+`m&  
    0.79 v*'iWHCl,  
    Tokina AF 80~200/2.8 Ul713Bjz  
    3.4 ~2A$R'xb  
    0.76 8@W/43K8-  
    Leica 70~210/4 FP'u)eU&3  
    3.3 3@F+E\k  
    0.75 !:5`im;i  
    Pentax FA 80~200/2.8 1|EU5<  
    3.2 t2 -nCRXEP  
    0.74 y|+~>'^JR  
    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。 !Ir1qt8 T  
    [mB(GL  
    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: `/wq3+?  
    镜头品牌规格 F%_,]^ n[  
    得分 }u3H4S<o  
    MTF侧重平均值 :&1=8^BY  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U *L4]\wf  
    3.3 %I|+_ z&x  
    0.75 {c\oOM<7  
    Pentax FA 28~70/4 AL ,'1Olu{v[s  
    3.3 (:y,CsR}4  
    0.75 w-'D*dOi  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 3dX=xuQ%/  
    3.2 Ef_F#X0#  
    0.74 bco[L@6G$  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 8MeO U  
    3.1 !7kLFW  
    0.73 1IF'>*  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 PK 2Rj%  
    3.1 DUuC3^R  
    0.73 .,ppGc| *  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D .e FOfV)  
    3.0 KT lP:pB;  
    0.72 +J o 3rX'`  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 38*'8=Y#>  
    3.0 0?6 If+AC  
    0.72 {7K'<ti  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 E*r  
    2.9 \2].|Mym  
    0.72 BDm88< ]  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 hs{&G^!jo  
    2.9 gI^L 9jE7  
    0.71 clq~ ;hx  
    Contax 28~70/3.5-4.5 n?ZL"!$  
    2.8 kyRh k\X  
    0.71 5D]30  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D  d-ag  
    2.8 C>Omng1>^  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro g:uvoMUD  
    2.7 *w'q  
    0.70 )p/=u@8_f  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 P|e:+G7  
    2.7 }&Wp3EWw  
    0.70 ;T5,T   
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 J$6-c' 8  
    2.6 KdOh'OrT9.  
    0.69 xZ.~:V03\t  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 -~v l+L  
    2.3 D4=..;  
    0.66 x9x#'H3  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 /RJ6nmN@}  
    2.0 PwFQ#Z  
    0.64 ), nCq^Bp  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 X zi'Lu `  
    1.8 1a($8>  
    0.62 e5qrQwU  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: u%6Irdx  
    镜头品牌规格 c N02roQl  
    得分 &Q-[;  
    MTF侧重平均值 a"0B?3*r46  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO [+g(  
    3.2 %sOWg.0_  
    0.74 (R4PD  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U /<3;0~#){  
    3.1 ~w Zl2I  
    0.74 _'! aj +{  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ~q0I7M  
    3.0 Hv8SYQ|  
    0.73 'O.+6`&  
    Sigma  70~210/4-5.6 y-w2O]  
    2.9 `ir&]jh.A  
    0.72 @k=cN>ZMc  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 g".d"d{  
    2.9 (Oxz'#TX  
    0.72 Zi 2o  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 .ocx(_3G  
    2.9 t$U3|r  
    0.72 ;]2 x  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D vOos*&  
    2.8 ,sO:$  
    0.71 Yw6DJY  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 AuoxZ?V  
    2.7 5h_<R!jA  
    0.69 <lC]>L  
    Yashica AF 70~210/4.5 y bo#K  
    2.7 'M~BE\  
    0.69 VK@$JwdL  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 gKmX^A5<  
    2.6 HG2N-<$  
    0.69 RY9+ 9i  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 7m@ )Lv  
    2.6 kP)YgkE  
    0.69 :|Z$3q  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U {SF[I  
    2.4 m_cO<LB  
    0.67 lkV6qIj   
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 6!ZVd#OM%  
    2.4 "Kyifw?  
    0.67 |J:$MX~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): Uh>.v |P6  
    镜头品牌规格 )8[ym/m  
    得分 D+f'*|  
    MTF侧重平均值 ddo ST``G  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5  M{] e5+  
    3.7 . 3Gn ZR,L  
    0.78 kGpV;F==*  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF UE^D2u  
    3.6 W@l+ciZ_  
    0.78 3DH.4@7P  
    Canon EF 20~35/2.8 L p?;-!TUv  
    3.5 s0r"N7~  
    0.77 1 ojhh7<  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 5d+<EF+N  
    3.5 Z)/6??/R  
    0.77 ,:^ N[b   
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U N;<//,  
    3.4 8)sg_JC  
    0.76 *9J1$Wa  
    Pentax FA 20~35/4 AL WM/#.  
    3.4 $'^&\U~?  
    0.76 kGm:VYf%  
    Minolta AF 17~35/2.8 G qtHfz"p  
    3.3 qh-[L  
    0.75 )!cI|tovs  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 |=\91fP68`  
    3.3 .8]Y-  
    0.75 X:Q$gO?[4  
    Canon 20~35/3.5 L Y&s2C%jT  
    3.3 6)ycmu;!$  
    0.75 Uh.Sc:trA  
    Canon EF 17~35/2.8 L ;+ G9-  
    3.2 s;J\Kc?"|  
    0.74 co/7lsW  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX {DT4mG5  
    3.1 &s:=qQa1  
    0.73 B20_ig:  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 R*yU<9Mm8  
    2.9 ~n6[$WjZA  
    0.72 I_?He'=0oU  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 8a9RML}G<  
    2.8 .jU Z  
    0.71 "V 3}t4  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 \X& C4#  
    2.7 O6iCZ  
    0.70 Noh?^@T`Ov  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro M-Y0xWs  
    2.5 x5OC;OQc  
    0.68 B;!f<"a8  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ) r9b:c\  
    2.4 w>qCg XU3  
    0.67 :tM?%=Q  
    # .<V^  
    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。 h>wcT VF  
    <*u C  
    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。 .Pw%DZ'  
    iITp**l  
    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