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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 pv[Gg^  
    M(/ATOJ(  
      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: 2t[P-on  
    SIridZ*%  
      MTF = Vo / Vi QHDR* tB:{  
    h4#y'E!,Z  
      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。 \5iMr[s  
    1)o6jGQ  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? QJ,[K _  
    \]8 F_K  
      (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。 bt{b%r  
    ,6EhtNDu  
      (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)。 \'Q rJ ?D  
    U #C@&2  
      看看photodo的例子: i$5<>\g  
    n "bii7h  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 J6I:UML  
    1.tAl6]  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 )! eJW(  
    y '[VZ$^i  
      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。 f OasX!=  
    S"4eS,5L|  
    MTF(续) dfP4SJqq  
    z?^oy.  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 = ;cTm5d;T  
    z ub"Ap3  
    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。 6Hp+?mmh  
    ; I;&O5Y  
    浅谈MTF值的含义 L</k+a?H!  
    M>_vsI^I'  
    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。 V,h}l"  
    l0 8vF$k|d  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Z%Fc -KVt  
    GEK7q<  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 'Qh1$X)R7a  
    } J[Z)u  
    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。 uOO\!Hqq  
    lvsj4 cT  
    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。 6CCm1F{`  
    JC MUK<CG  
    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。 eIJ>bM  
    s IFE:/1,  
    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: zM,r0Z  
    镜头品牌规格 njc-=o  
    得分 fX.1=BjXi  
    MTF侧重平均值 *`q?`#1&&.  
    Contax 28~85/3.3-4 >UQY3C  
    4.0 E<jW; trt_  
    0.81  W,|+Dl  
    Canon EF 28~70/2.8 L i!x>)E  
    3.9 kH5D%`Kw  
    0.81 g#MLA5%=u  
    Nikon AF 35~70/2.8 ~Pj q3etk  
    3.8 Cz)&R^  
    0.79 v\[+  
    Minolta AF 28~70/2.8 kO5lLqE  
    3.7 %vv`Vx2  
    0.78 }v's>Ae~p  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp q3<kr<SP  
    3.5 t/}NX[q  
    0.77 dU#-;/}o  
    Leica 28~70/3.5-4.5 S,j. ?u*!  
    3.2 zak|* _  
    0.75 Z\$M)e8n  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro qJag>OY  
    3.1 lYTQg~aPm  
    0.73 .faf!3d  
    Sigma AF 28~70/2.8 i y8Jl  
    3.0 m<49<O6o  
    0.73  vTgx7gP  
    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。 @0 'U p  
    _1NK9dp:  
    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: xbBqR _ H_  
    镜头品牌规格 J\Hv42  
    得分 .L+XV y  
    MTF侧重平均值 8L,=Eap  
    Leica 80~200/4 +SR{ FF  
    4.2 ^nK<t?KS  
    0.83 u4_QLf@I  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D }DXG;L  
    4.1 gfs;?vP  
    0.82 Z,/K$;YWo  
    Canon EF 70~200/2.8 L ~ney~Pz_  
    4.1 d\ 8v VZ  
    0.82 Kp6 @?  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX #R{>@]x`  
    3.9 59O-"Sc[  
    0.81 puJB&u"4L  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Z;%uDlcXI  
    3.9 ?+))J~@t  
    0.81 `0N7Gc  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED i1|>JM[V  
    3.9 ~L"$(^/  
    0.80 PR Mg6  
    Contax 80~200/4 G0{Z@CvO'  
    3.8 qx'0(q2Ii(  
    0.79 |)+ SG>-  
    Tokina AF 80~200/2.8 P+0'^:J  
    3.4 SfnQW}RGI  
    0.76 )-26(aNGT  
    Leica 70~210/4 cf88Fd6l/  
    3.3 HJ]xZ83pC  
    0.75 |ZL?Pqki  
    Pentax FA 80~200/2.8 ~x^y5[5{  
    3.2 {_Wrs.a'8  
    0.74 g5|~ i{"0  
    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。 dgjK\pH`h  
    TIKkS*$  
    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: Z-Uu/GjB  
    镜头品牌规格 K9lekevB  
    得分 Qz,2PO  
    MTF侧重平均值 st;iGg  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U B S*79heY  
    3.3 UPI- j#yc  
    0.75 3)y1q>CQf  
    Pentax FA 28~70/4 AL b3^:Bh9  
    3.3 0+e=s0s.  
    0.75 s`jlE|jtN  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U /)6T>/  
    3.2  px<psR5  
    0.74 pM?~AYWb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U &{V|%u}v  
    3.1 hBjU(}\3  
    0.73 dS ojq6M  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 [(heE  
    3.1 5c` ;~  
    0.73 LN|(Z*  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D rO7_K>g?  
    3.0 Gr\ ]6  
    0.72 CefFUqo4  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp kk /#&b2  
    3.0 w.q`E@ T*  
    0.72 xoKK{&J  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 `NN P<z+\  
    2.9 uu.X>agg  
    0.72 l8FJ\5'M  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ]E-/}Ysz  
    2.9 eUcb e33  
    0.71 x95s%29RS  
    Contax 28~70/3.5-4.5 '#7k9\  
    2.8 ga;nM#/  
    0.71 9\4x<*  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D -D~K9u]U_  
    2.8 E7L>5z  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Sb[>R(0:  
    2.7 ,Z~`aHhr  
    0.70 zR<{z  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 LP"g(D2'n  
    2.7 F9 r5 Z  
    0.70 #yochxF_  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 @P7'MiP]K  
    2.6 <D.E .^Y  
    0.69 ^3dc#5]Xf  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 1eD#-tzV  
    2.3 AkQ(V  
    0.66 M{J>yN  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 nK;d\DO  
    2.0 m^QoB  
    0.64 U4"^NLAq  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 G`!,>n 3  
    1.8 VZi1b0k1.  
    0.62 ;0dH@b  
    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: ';3>rv_  
    镜头品牌规格 tg\Nm7I  
    得分 uVqc:Q"  
    MTF侧重平均值 {N2GRF~c-y  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO B~I ]3f  
    3.2 -s 0SQe{!_  
    0.74 FEk9a^Xyx  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U Yh1</C  
    3.1 `j{3|C=  
    0.74 wO,qFY  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 SSI> +A  
    3.0 PB^rniYh  
    0.73 zeMV_rW~  
    Sigma  70~210/4-5.6 !f/K:CK|  
    2.9 jwk+&S  
    0.72 .4a|^ vT  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 Yb5U^OjyJ  
    2.9 lf( +]k30  
    0.72 ._0$#J S[  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 "o- -MBq4  
    2.9 96\FJHt Z  
    0.72 Qr R+3kxM  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D zu}uW,XH-  
    2.8 +O8[4zn&k  
    0.71 (Mfqzy  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 (Iv@SiZf(  
    2.7 I;XM4a  
    0.69 Kh3i.gm7g  
    Yashica AF 70~210/4.5 s>DFAu!  
    2.7 r3Ol?p  
    0.69 <2(X?,N5BD  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 i|h{<X7[  
    2.6 y;ey(  
    0.69 gX!K%qJBg  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 7oE:]  
    2.6 3mo<O}}  
    0.69 QHv]7&^rlj  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U I]HYqI  
    2.4 Ls2,+yo]>  
    0.67 :30daKo  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 !IJ YaQ6z  
    2.4 b|87=1^m[  
    0.67 D Z~036  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): [p4([ef '  
    镜头品牌规格 :LuA6  
    得分 s[4qC  
    MTF侧重平均值 PdKcDKJ  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 =&g:dX|q8  
    3.7 l%V+] skS  
    0.78 |3k r*#  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF &(< Gr0  
    3.6 <e Y2}Ml  
    0.78 h/5V~ :)  
    Canon EF 20~35/2.8 L c CjN8<  
    3.5 "S@]yL  
    0.77 ]Y,V)41gCE  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 #}1yBxB<=  
    3.5 .5HD i-  
    0.77 \HD:#a  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U #+i5'p(4  
    3.4 * r4FOA%P  
    0.76 iJZvVs',  
    Pentax FA 20~35/4 AL a"cw%L  
    3.4 bz:En'2>F  
    0.76 e<DcuF<ZS  
    Minolta AF 17~35/2.8 G #Hy9 ;Q  
    3.3 )3F}IgD  
    0.75 3 JlM{N6+  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 6ZjUC1  
    3.3 BD$Lf,_  
    0.75 e0C_ NFS+  
    Canon 20~35/3.5 L >8NUji2I  
    3.3 p>U= Jg  
    0.75 {DVMs|5;^  
    Canon EF 17~35/2.8 L V%*91t_  
    3.2 C\[:{d  
    0.74 asW W@E  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX }w=|"a|,  
    3.1 ]'<}kJtN.  
    0.73 t%y i3  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 RSe av  
    2.9 Gp_flGdGQ  
    0.72 x[&)\[t  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 9G1ZW=83  
    2.8 6R2F,b(_  
    0.71 A{3nz DLI  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 !;t6\Z8&  
    2.7 [IyC}lSW^-  
    0.70 c r18`xU  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro p=[I;U-#H  
    2.5 6 {`J I  
    0.68 OgK' ~j  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF TCgW^iu  
    2.4 XB[EJGaX  
    0.67 zGL.+@  
    juWbd|ad"  
    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。 Eg4&D4TG p  
    tI0D{Xrc  
    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。 c ? Zi/7  
    &?j\=%  
    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