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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 tD.#*.7  
    c6:uM1V{  
      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: n-9xfn0U~#  
    i9ySD  
      MTF = Vo / Vi 'l'3&.{Yfk  
    }TTghE!  
      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。 x;?8Zr  
    FJ0I&FyWs  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Q/|.=:~FO  
    (2b${Q@V  
      (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。 &2W"4SE]6  
    YrL(4 Nt8  
      (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)。 fw&*;az  
    QT c{7&  
      看看photodo的例子: ,b5'<3\  
    ~xqiasE#K  
    (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 v]SxZLa  
    /si<Fp)z  
      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。 B?B OAH  
    s*rR> D:  
      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。 1]/;qNEv  
    d[6 'w ?  
    MTF(续) 2Hd\>{*  
    Hhtl~2t!0  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 6xDk3   
    ,&BNN]k  
    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。 ,=+t2Bn  
    CU|E-XPW  
    浅谈MTF值的含义 ]njNSn  
    r|l?2 eO~  
    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。 "6d0j)YO  
    !H\;X`W|~D  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 /phMrL=  
    i(% 2t(wf+  
    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。 ,P9F*;Dj  
    4bk`i*-O  
    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。 *)RKU),3nL  
    [)V~U?  
    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。 NFTv4$5d  
    @aQ:3/  
    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\4tzb]  
    {dxFd-K3  
    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: 1'/ [x(/]d  
    镜头品牌规格 iZG-ca  
    得分 JtO}i{A  
    MTF侧重平均值 )B]s.w  
    Contax 28~85/3.3-4 ]EHsRd  
    4.0 v]M:HzP  
    0.81 g7! LX[  
    Canon EF 28~70/2.8 L w1I07 (  
    3.9 0U7Gl9~  
    0.81 '1D $ ;  
    Nikon AF 35~70/2.8 P%:?"t+J`;  
    3.8 lG-B) F  
    0.79 *OA(v^@tx7  
    Minolta AF 28~70/2.8 kSV(T'#x  
    3.7 )n)AmNpq   
    0.78 S`vt\g$ dN  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp fNLO%\G~2  
    3.5 |m KohV qr  
    0.77 U@q5`4-!8  
    Leica 28~70/3.5-4.5 +d#8/S*  
    3.2 _]@u)$  
    0.75 Lk|`\I T  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro oz=V|7,  
    3.1 rA ={;`  
    0.73 qh.F}9o  
    Sigma AF 28~70/2.8 f_)#  
    3.0 s[8M$YBf  
    0.73 _FOIMjh%N  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ?;oJ=.T  
    __eB 7]#E  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: `^Ll@Cx"  
    镜头品牌规格 FaCW +9B  
    得分 I=dn]}b#P  
    MTF侧重平均值 z00X ?F  
    Leica 80~200/4 v' t'{g%  
    4.2 >>$L vQ  
    0.83 S!PG7hK2  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 8KJ`+"<=@  
    4.1 K&&T:'=/  
    0.82 .tKBmq0xo"  
    Canon EF 70~200/2.8 L \FfqIc9;  
    4.1 Aa_@&e  
    0.82 vLxaZWr  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX hdWVvN  
    3.9 ~D@YLW1z(  
    0.81 &Z>??|f  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo +EjXoW7V  
    3.9 CKH mJ]=  
    0.81 _`p-^ I  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 7zx xO|p[  
    3.9 lv?`+tU2_  
    0.80 3|!3R'g/ >  
    Contax 80~200/4 ujnT B*Cqc  
    3.8 $gnrd~v4e  
    0.79 z2{y<a9;?  
    Tokina AF 80~200/2.8 >d`GNE  
    3.4 D} B?~Lls  
    0.76 QGI@5  
    Leica 70~210/4 Y!45Kio  
    3.3 EVLL,x.~:z  
    0.75 TrzAgNt  
    Pentax FA 80~200/2.8 U"/T`f'H z  
    3.2 hBRi5&%  
    0.74 E`.hM}h  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 r+m.! +  
    C-S>'\ |8  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表:  &lU\9  
    镜头品牌规格 aV7VbC  
    得分 }F0<8L6%  
    MTF侧重平均值 "f 89   
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 2~\SUGW-  
    3.3 Eoixw8hz  
    0.75 )#z{P[X^  
    Pentax FA 28~70/4 AL X+sKG5nS  
    3.3 UapU:>!"`  
    0.75 %y9sC1T  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 9,~7,Py}  
    3.2 mWYrUI  
    0.74 OS`jttU@  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U Q*I8RAfd  
    3.1 9#7W+9  
    0.73 i$%Bo/Y   
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 y+k^CT/u  
    3.1 -a@e28Y  
    0.73 {H(l"KuL  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D (/<Nh7C1c  
    3.0 riOaqV  
    0.72 `B"sy8}x  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp z H-a%$5  
    3.0 I;"pPJ3G  
    0.72 $%cHplQz5  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 <$s sU{5  
    2.9 [u!n=ev  
    0.72 LA_{[VWYp>  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 E"VF BKB  
    2.9 wH!$TAZ:Yw  
    0.71 *GoTN  
    Contax 28~70/3.5-4.5 w>9d^kU'  
    2.8 z]rr Q=dAA  
    0.71 r@C~_LgL)  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D :0B 7lDw  
    2.8 `dcz9 *  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro ,DE>:ARZ  
    2.7 X uE: dL?  
    0.70 nl 'MWP  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 8cOft ;|qB  
    2.7 fWq*Op.]c  
    0.70 DFWO5Y_  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Wgh@XB  
    2.6 5\z<xpJ  
    0.69 ^D+^~>f  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 G`n $A/9Q  
    2.3 -!_8>r;Q4  
    0.66 =3(Auchl$Y  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 `K5*Fjx  
    2.0 z mip  
    0.64 v =y 2  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 YyxU/UnhG  
    1.8 t?G6|3  
    0.62 E>]K#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: M{5AQzvs  
    镜头品牌规格 {,sqUq (  
    得分 p" >*WQ   
    MTF侧重平均值 3<W%z]k@M  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ~ C%I'z'  
    3.2 SC~k4&xy  
    0.74 an"~n`g  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U O_1[KiZ  
    3.1 3:nBl?G<  
    0.74 FiiDmhu  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 HQm_ K0$  
    3.0 A/<u>cCW  
    0.73 z4SJxL  
    Sigma  70~210/4-5.6 '+_>PBOc  
    2.9 gEj#>=s  
    0.72 WuU wd#e  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 |~BnE  
    2.9 B%;MGb o  
    0.72 4l  ZK@3  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 oV:oc,  
    2.9 b`-|7<s  
    0.72 ZEI,9`t!  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Ll|_Wd.K,  
    2.8 q_.fVn:!  
    0.71  '?9zL*  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 6`CRT TJ7  
    2.7 VGQ~~U7}@  
    0.69 "wOfs$w%s  
    Yashica AF 70~210/4.5 ElQ?|HsQ6p  
    2.7 2g{tzR_j  
    0.69 nU_O|l9  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 Io.RT+slB  
    2.6 }aRib{L  
    0.69 VQla.Y  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 EpAgKzVpJ  
    2.6 Vbl-Ff  
    0.69 =Hd yra  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U PoF3fy%.  
    2.4 7_i8'(``  
    0.67 mtv8Bm=<  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Lg7A[\c ~  
    2.4 GjhTF|  
    0.67 d5m -f/  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 3^y(@XFt  
    镜头品牌规格 "O jAhKfG  
    得分 !B3TLe h  
    MTF侧重平均值 )SmnLvL  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 <:&vAX L  
    3.7 27eG8  
    0.78 ZkbE&7Z  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF yc](  
    3.6 >Wr%usNxc  
    0.78 /IpCo  
    Canon EF 20~35/2.8 L Z[. M>|  
    3.5 EG>?>K_D  
    0.77 )]1hN;Nz  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 bT.q@oU  
    3.5 S!b18|o"  
    0.77 X .t4;  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U $"kPzo~B_  
    3.4 @V*dF|# /  
    0.76 jfuHZ^YA  
    Pentax FA 20~35/4 AL aas.-N T  
    3.4 .Fn|Okn^gr  
    0.76 <>3)S`C`p  
    Minolta AF 17~35/2.8 G F[jE#M=k  
    3.3 7QsD"rL  
    0.75 (wDE!H7  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 I/f\m}}ba  
    3.3 sAkr-x?+M  
    0.75 !ZBtXt#P  
    Canon 20~35/3.5 L $`F9e5}G  
    3.3 %T/@/,7h  
    0.75 bx3Q$|M?  
    Canon EF 17~35/2.8 L USBQEt  
    3.2 P=94  
    0.74 BR2Gb~#T  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX jo`ZuN{  
    3.1 p-[WpY3  
    0.73 75^6?#GS  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 tq3_az ~1  
    2.9 V_+&Y$msi~  
    0.72 ^dQ{vL@9b9  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 4V,.Oi  
    2.8 S0,\{j  
    0.71 Qz~uD'Rs/  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 <g[z jV9p  
    2.7 XIW0Z C   
    0.70 @UD:zUT)F  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro |mb2<!ag{  
    2.5 B 71/nt9  
    0.68 tEhg',2t(  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF d?2V2`6  
    2.4 J Wn26,  
    0.67 I%[e6qX@  
    qlO}=b/  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 *G19fJ[5  
    (eN7s_  
    6. 传言的证实 通过一些比较,还证实了摄影界通过实际经验作出的一些结论。德国镜头确实素质不凡,19款顶级镜头中徕卡占了6款,康太时(德日合作)占了四款。但也并不比其他专业级镜头有很大优势,表现出性能价格比较低。又如传说尼康手动聚焦镜头好于自动聚焦镜头。经检验尼康F35~135/3.5-4.5和F35~70/3.5-4.5镜头得分都达到3.3分,MTF侧重平均值为0.75,而AF35~135/3.5-4.5和AF35~70/3.5-4.5镜头的得分都只有2.6,MTF侧重平均值只有0.69,成像素质确实降低不少。传说宾得镜头素质在美能达之上,现在看来宾得的手动镜头确实不错,还放了几个卫星,但自动镜头却表现一般。如售价高达1.4万元的80~200/2.8专业头,得分只有3.2分,低于售价仅有5100元的图丽80~200/2.8。其业余级的标准和远摄变焦镜头都排在同级别镜头的最后几位,这也是宾得镜头声望越来越小的原因。适马镜头近几年异军突起,28~70/2.8EX镜头比原同级别镜头高出0.5分。70~200/2.8 Apo EX镜头已与尼康,美能达同级镜头并驾齐驱,远高于昔日的竞争对手图丽。 y?$DDD  
    wcGK *sWG-  
    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