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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 rd!4u14  
    v="2p8@F  
      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: Nk&$b  
    Zh 3hCxXa  
      MTF = Vo / Vi H<bB@(i  
    zua=E2  
      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。 TaE&8;H#N  
    q5u"v  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? oO~LiK>  
    3Fl!pq]  
      (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。 ~91) DNaE  
    Bd-@@d.H<  
      (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)。 Z{spo=  
    dMjAG7U  
      看看photodo的例子: ucgp=bye  
    "[p-Iy1  
    (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 1 8kzR6(W  
    ieG%D HN  
      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。 6A*k  
    ,pMH`  
      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。 CiTjRJ-ZW)  
    o@blvW<v7  
    MTF(续) Q R<q[@)F  
    DSc:>G  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 Ph|\%P`>%  
    "L~qsFL  
    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。 NY9\a[[^[8  
    |*-&x:p7O  
    浅谈MTF值的含义 l8Ks{(wh  
    Mo_(WSs  
    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。 2fv`O  
    S1oP_A[|  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 K`#bLCXEV0  
    yttIA/  
    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。 y0f"UH/   
    @ob4y  
    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。 t>izcO  
    v6q oH)n  
    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。 ^-GzWT  
    Uel^rfE`  
    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。 BT8L'qEj  
    k x26nDT(  
    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: \c.MIDp"  
    镜头品牌规格 '#p2v'A  
    得分 ,2?Sua/LD  
    MTF侧重平均值 sAec*Q(R  
    Contax 28~85/3.3-4 0281"aO  
    4.0 9et%Hn.K'  
    0.81 % A8dO+W  
    Canon EF 28~70/2.8 L }:2GD0Ru  
    3.9 J5 2- qR/  
    0.81 l'0fRQc  
    Nikon AF 35~70/2.8 c mI&R(  
    3.8 /6PL  
    0.79 B%Vz -t  
    Minolta AF 28~70/2.8 ! >l)*jN8  
    3.7 u >W:SM  
    0.78 WY 'QhieH  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp :kz"W ya.  
    3.5 qkk!1W  
    0.77 m/(f?M l  
    Leica 28~70/3.5-4.5 E|K~WO]>o  
    3.2 JNZ  O7s  
    0.75 W+&<C#1|]  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro />,KWHR|:  
    3.1 M!j: 2dT"  
    0.73 /3pvq%i  
    Sigma AF 28~70/2.8 ;H;c Sn5uL  
    3.0 CV )v6f  
    0.73 XV|u!'Ey  
    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。 pX~X{JTaL)  
    \2Atm,#4  
    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: +J<igb!S  
    镜头品牌规格 WMw^zq?hd@  
    得分 F&= X/  
    MTF侧重平均值 ?@uyqi~:U  
    Leica 80~200/4 `C+>PCO  
    4.2 !:<(p  
    0.83 Y)oF;ko:  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D "0ZBPp1q  
    4.1 'W2B**}  
    0.82 B !}/4"  
    Canon EF 70~200/2.8 L `: R7j f  
    4.1 8'}D/4MUr  
    0.82 aIXN wnq  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX `BOG e;pl  
    3.9 Q?uHdmY*X  
    0.81 #D2.RN  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo Q]v><  
    3.9 S_ELV#X  
    0.81 jf WZLb)  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED oM~;du  
    3.9 gXP)YN  
    0.80 &oXN*$/dlJ  
    Contax 80~200/4 _q7mYc  
    3.8 A0f98 ?j^  
    0.79 _d`)N  
    Tokina AF 80~200/2.8 %Xfy.v  
    3.4 @7j$$  
    0.76 QRL+-)DMc  
    Leica 70~210/4 a2!;$B%  
    3.3 Y$\c_#/]  
    0.75 31> $;"  
    Pentax FA 80~200/2.8 ![l`@NH[U  
    3.2 "k'P #v{f  
    0.74 }3DZ`8u  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 Fk*C8  
    u>y/<9]q8  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: W~i599!v  
    镜头品牌规格 I #8TY/XP  
    得分 Ht_7:5v&   
    MTF侧重平均值 ,}jey72/k  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 7~2c"WE  
    3.3 ?Tr\r1s]  
    0.75 8[\ ~}Q6  
    Pentax FA 28~70/4 AL kx.8VUoM V  
    3.3 NB=!1;^J  
    0.75 !bGMVw6_  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U La 9:qpj  
    3.2  aWTvowA  
    0.74 'U/X<LCl  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ["7]EW\!:  
    3.1 vZJu =t  
    0.73 N*NGC!p`N  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 mi& mQQ  
    3.1 xwjiNJ Gj  
    0.73 g* DBW,  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D \{K~x@`  
    3.0 og)f?4  
    0.72 oa q!<lI  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp FesUE_L2$  
    3.0 l1uv]t <  
    0.72 I\WBPI  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 kBr?Q  
    2.9 $s`#&.>c-  
    0.72 +txHj(Y`  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 FL?Ndy"I  
    2.9 'eDV-cB  
    0.71  \s^4f#  
    Contax 28~70/3.5-4.5 <S@XK%  
    2.8 @ ?CEi#-  
    0.71 5ji#rIAhxh  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D {O"N2W  
    2.8 MNWuw;:v  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro <4,LTB]9-  
    2.7 O&@pi-=o  
    0.70 < s1  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 R Y ";SfYb  
    2.7 ^6i,PRScS  
    0.70 #.W^7}H  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 9~ r YLR(v  
    2.6 6)j/"9oY  
    0.69 v FWg0 $,  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 )FSa]1t;x  
    2.3 \@F~4,VT  
    0.66 1!p7N$QR  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 R!y`p:O C  
    2.0 ,f)#&}x*2+  
    0.64 E;-*LT&{  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 "*JyNwf  
    1.8 a*bAf'=  
    0.62 \wM8I-f!  
    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: !v68`l15  
    镜头品牌规格 Gm.2!F=R4A  
    得分 :=e"D;5  
    MTF侧重平均值 @l %x;`E  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO bW?cb5C  
    3.2 PCs`aVZ  
    0.74 ;q&2$Mb  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U " gQJeMU  
    3.1 \?~cJMN  
    0.74 5Zy%Nam'gN  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 'wd&O03&  
    3.0 LyNLz m5  
    0.73 +Vw]DLWR  
    Sigma  70~210/4-5.6 "U o~fJ  
    2.9 .)[0yW&  
    0.72 2kW*Z7@D  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 D V=xqC6}  
    2.9 :e!3-#H  
    0.72 D0VbD" y  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 +Z1y1%a  
    2.9 DM=`hyf(v  
    0.72 SK t&BnW  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D $9rQ w1#e  
    2.8 &b9bb{y_$K  
    0.71 |?<^4U8  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 9 `T2  
    2.7 |DkK7gw  
    0.69 ~fY\;  
    Yashica AF 70~210/4.5 ,HECHA_"  
    2.7 ':#DROe!  
    0.69 \kEC|O)8  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 qt`HP3J&  
    2.6 ]*TW%mY  
    0.69 q"$C)o  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 F42?h:y8I  
    2.6 't n-o  
    0.69 |{9&!=/qf  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 6~tj"34_  
    2.4 Zr|z!S?aSC  
    0.67 sM6o(=>  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 4`'V%)M  
    2.4 H{ I,m-  
    0.67 nXAGwU8a  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): wuKr 9W9Xa  
    镜头品牌规格 "] [u  
    得分 /0(c-Dv  
    MTF侧重平均值 ^F g!.X_  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 O6$n VpD3  
    3.7 <8YIQA  
    0.78 5 [X,?  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 0s .X  
    3.6 +O!4~k^  
    0.78 Rv Uw,=  
    Canon EF 20~35/2.8 L =i:,")W7=  
    3.5 35n'sVn  
    0.77 8c5=Px2\  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Uc( z|  
    3.5 m_h$fT8 _  
    0.77 U$ Od)  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ZDbzH=[  
    3.4 ",P?jgs^g5  
    0.76 GxS!Lk  
    Pentax FA 20~35/4 AL FE3uNfQs|  
    3.4 c!]Q0ib6  
    0.76 y1#*c$ O  
    Minolta AF 17~35/2.8 G >oL| nwn  
    3.3 \JDxN  
    0.75 ;!,I1{`  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ?eDZ-u9)  
    3.3 z yrjb 8  
    0.75 +c' n,O~3  
    Canon 20~35/3.5 L l0=VE#rFl  
    3.3 .s\_H,  
    0.75 m*vz   
    Canon EF 17~35/2.8 L R#4f_9e<Z  
    3.2 }%`f%/  
    0.74 8u7QF4 Id  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 7[:?VXQ  
    3.1 @YbZ"Jb  
    0.73 5,9cD`WR^  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 {=6CL'_  
    2.9 lu;gmWz  
    0.72 D*t[5,~j  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 gf70 O>E  
    2.8 A@jBn6  
    0.71 gUH|?@f  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 qJ[wVNHh!  
    2.7 lw _@(E]E  
    0.70 iz3Hoj  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 8\rAx P}=  
    2.5 `$XgfMBf |  
    0.68 ^+x,211f  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF T@mYHKu  
    2.4 @?5pY^>DK  
    0.67 t(1gJZs>kX  
    zI CAV -&  
    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。 ??z&w`Yy,  
    8=u88?Bh  
    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。 {v*X}`.h  
    Sobp;OZ5  
    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