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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 #7:ah  
    x+%> 2qgj"  
      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: #a|r ^%D  
    'ju_l)(R  
      MTF = Vo / Vi Unt]=S3u  
    m@D :t 5  
      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。 g~9rt_OV  
    9Ou}8a?m"  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? &F[N$6:v  
    9X#]Lg?b  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 &io+*  
    ]JmE(Y1(1  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 ?uP5("c  
    \>.[QQVI"l  
      看看photodo的例子: b rDyjh  
    9]G~i`QQ  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 [?,+DY  
    ;8e}X6YU  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 9 MQwc  
    Dcs O~mg  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 &:g1*+  
    ) R5[a O  
    MTF(续) %7\l+g,  
    td$RDtW[3  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 KNP^k$=)3c  
    M[iWWCX  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 &g*1If  
    mB bGj3u;  
    浅谈MTF值的含义 J=O_nup6C  
    G$/Qcr6W<  
    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。 mmNn,>AO!  
    I>-1kFma;  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Pum&\.l  
    Ts=TaRwWf  
    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。 hHOx ]  
    F 6+4Yy+  
    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。 zY4y]k8D*  
    +^rt48${ y  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 j&8G tE1b  
    <{Rz1CMc  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 pVjOp~=U  
    ,K&L/*  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: :V)=/mR  
    镜头品牌规格 nx{X^oc8e  
    得分 Z)u_2e  
    MTF侧重平均值 i~4$V  
    Contax 28~85/3.3-4 ,n>K$  
    4.0 [ 8WG  
    0.81 e>uq/|.!  
    Canon EF 28~70/2.8 L bNvc@oo  
    3.9 z<. 6jx@  
    0.81 \x8'K  
    Nikon AF 35~70/2.8 o6 :]Hvqjr  
    3.8 C,<FV+r=^  
    0.79  Qk.[#  
    Minolta AF 28~70/2.8 2,h]Y=.s  
    3.7 =%[vHQ\%  
    0.78 $JK,9G[Vu  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp P}!pmg6V  
    3.5 G*zhy!P  
    0.77 UH5A;SrTqR  
    Leica 28~70/3.5-4.5 rPifiLl A>  
    3.2 ]qk`Yi  
    0.75 JY D\VaW  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Orlf5 {P  
    3.1 m='_ O+ $  
    0.73 ,LU|WXRB  
    Sigma AF 28~70/2.8 a3 t||@v!  
    3.0 2>^jMln  
    0.73 ]4 \6_J&  
    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。 "Z-YZ>2  
    @< 0c  
    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: v/Xz.?a\jF  
    镜头品牌规格 7;sF0oB5e  
    得分 i)]^b{5nyB  
    MTF侧重平均值 EPEn"{;U  
    Leica 80~200/4 2(9~G|C.  
    4.2 _+0c<'  
    0.83 -x>2Wb~%  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 7VfPS5se  
    4.1 #<-%%  
    0.82 reNUIDt/c  
    Canon EF 70~200/2.8 L M&rbXi.  
    4.1 _J_QB]t  
    0.82 ]L\]Ll;  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX gI+dyoh  
    3.9 % )}rQqQ  
    0.81 lygv#s-T  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo !WD^To  
    3.9 mr XmM<  
    0.81 ^`9O$.'@  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED CE I.*Iywu  
    3.9 % hRH80W|  
    0.80 )=#zMdK&  
    Contax 80~200/4 Tnnj8I1v  
    3.8 Y0o{@)Y:  
    0.79 mk3,ke8  
    Tokina AF 80~200/2.8 Okd7ua-f  
    3.4 IG8I<+<o  
    0.76 nS^,Sq\Ak  
    Leica 70~210/4 [5MV$)"!j  
    3.3 .JWN\\  
    0.75 >\s+A2P  
    Pentax FA 80~200/2.8 *HQ>tvUh  
    3.2 D+4$l+\u  
    0.74 mf gUf  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 #8B4*gAM  
    (U|WP%IM'  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: TmLfH d  
    镜头品牌规格 e,@5`aYHM@  
    得分 D.x&N~-  
    MTF侧重平均值 aydf# [F  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U :i o[9B [  
    3.3 ?; tz  
    0.75 |k/;1.b!9(  
    Pentax FA 28~70/4 AL VO7&<Y}{x  
    3.3 %u*HNo  
    0.75 tr%VYc|}  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U "lBYn2W  
    3.2 /9 |BAQ:v;  
    0.74 fa(-&;q  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U \`>f?}4  
    3.1 ,egbU (:l  
    0.73 >d^DN;p  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5  e3%dNa  
    3.1 2;ac&j1  
    0.73 +-MieiKv  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D BVxk}#d  
    3.0 l }]"X@&G  
    0.72 |DXi~  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp tx}=c5  
    3.0 ~4`3p=$  
    0.72 D#d \1g  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 SM[VHNr,-  
    2.9 o65I(`  
    0.72 ?q}:ojrs1  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 K5(:0Q.5y  
    2.9 Qa,$_ ,E  
    0.71 wI#R\v8(`n  
    Contax 28~70/3.5-4.5 l +# FoN  
    2.8 6@ =ipPCR  
    0.71 fI-f Gx  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D $&. rS.*  
    2.8 c^}DBvG,  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro s#)0- Zj  
    2.7 &*o{-kw  
    0.70 p1 mY!&e(  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 p)*x7~3e  
    2.7 u~1 ,88&U  
    0.70 +Sg+% 8T  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 m/ngPeZ  
    2.6 u'Z^|IVfo  
    0.69 ffem7eQ  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 <y,c.\c!  
    2.3 } v3w-  
    0.66 d(9C7GLC,  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 <O~ieJim  
    2.0 x3 01uf[  
    0.64 VN]"[  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Z>ztFU  
    1.8 zl)r3#6hW  
    0.62 jluv}*If  
    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: 256V xn  
    镜头品牌规格 a*!9RQ  
    得分 G%SoC  
    MTF侧重平均值 k3&/Ei5  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO C@@PLsMg  
    3.2 |pR'#M4j4A  
    0.74 4gn|zSe>^  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ]N6UY  
    3.1 DfVSG1g  
    0.74 cC TTjx{  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 8D`TN8[W  
    3.0 ,gIeQ!+vy  
    0.73 %=i/MFGX  
    Sigma  70~210/4-5.6 6Bn}W ?  
    2.9 zz-X5PFn  
    0.72 qex::Qf  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 yUg'^SEbLk  
    2.9 dX DuO  
    0.72 5)p!}hWs  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 x=V3_HI/}  
    2.9 nC#SnyUO  
    0.72 /n3SE0Y  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D WWv.kglz  
    2.8 __)"-\w-_(  
    0.71 r z5@E  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 oX?~  
    2.7 `6{4?v  
    0.69 *N%)+-   
    Yashica AF 70~210/4.5 1c:/c|shQ_  
    2.7 fILD~  
    0.69 Q-||A  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 3IQ-2 X--  
    2.6 >&)|fV&4  
    0.69 3OJGBiDAr  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 @Pf['BF"  
    2.6 ,/UuXX  
    0.69 QMwV6cA  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U sUpSXG-W/@  
    2.4 ?r^>Vk}  
    0.67 vJuL+'[i  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 W7.QK/@  
    2.4 Wfh+D[^  
    0.67 \Z625jt  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): FUZ`ST+OL  
    镜头品牌规格 RHuc#b0  
    得分 T,v5cc:nO  
    MTF侧重平均值 `6o5[2V  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 }*vO&J@z  
    3.7 57:27d0y  
    0.78 FK;2u $:  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF pYX!l:hk  
    3.6 gHVD,Jr  
    0.78 6jz~q~ I  
    Canon EF 20~35/2.8 L 8lF:70wia  
    3.5 r1.OLn?C  
    0.77 l,ra24  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 @|@6pXR.  
    3.5 g HKA:j`c  
    0.77 me@EKspX  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ?wMS[Kj  
    3.4 3y*dBw  
    0.76 A "~Oi  
    Pentax FA 20~35/4 AL M/jdMfU  
    3.4 &5 R-bYGW  
    0.76 l1]'3]P(  
    Minolta AF 17~35/2.8 G %DhLU~VX  
    3.3 PfJfa/#pA  
    0.75 p i\SRDP  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Klqte*!  
    3.3 4,:)%KB"V  
    0.75 _cQhT  
    Canon 20~35/3.5 L 5>~q4t)6z}  
    3.3 ,w7ZsI4:[  
    0.75 p\r V6+  
    Canon EF 17~35/2.8 L 7OLchf  
    3.2 x$6FvgP(  
    0.74 {D4N=#tl  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX )!d_Td\-  
    3.1 /4,U@s)"/  
    0.73 XI;F=r}'  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 fl<j]{*v  
    2.9 [};?;YN  
    0.72 ;`FR1KIg  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 }~! D]/B  
    2.8 !9EbG  
    0.71 :/i13FQ  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 4 zipgw  
    2.7 0ZtH  
    0.70 Ms=11C  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro xO;Qr.3PX  
    2.5 "S3U]zw0_  
    0.68 PF: E{_~  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF YtY.,H;  
    2.4 @D@'S:3  
    0.67 &%@>S.  
    Q&?B^[N*Q  
    5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高,如尼康24~120/3.5-5.6 D IF只有2.3分,MTF侧重平均值只有0.66,腾龙AF 28~200/3.8-5.6 LD(Asp Super)得分为2.7分,MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28~135/3.5~5.6 IS U得分达到3.5分,MTF侧重平均值达到0.77,进入专业级成像行列。 &Y$)s<u8.  
    DWu~%U8  
    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。 /5C>7BC  
    EtA,ow  
    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