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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 U0rz 4fxc  
    $OT:J  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: 8{ep`$(K@  
    /EC m  
      MTF = Vo / Vi C.@zVt  
    /eI38>v  
      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。 ESO(~X+  
    982$d<0%  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 68y.yX[  
    \R<yja  
      (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。 h*d,AJz &.  
    Xm*Dh#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)。 WV8<gx`Q  
    9J?j2!D  
      看看photodo的例子: #zXDh3%]a  
    \z_@.Jw{  
    (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 ;7hf'k  
    +z4NxR   
      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。 v}!,4,]:&  
    f5G17: Q  
      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。 3oSQe"  
    TqlUe@E  
    MTF(续) %B~`bUHjq  
    !XFN/-Q ,  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ]\jhtC=2  
    ,^+3AT  
    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。 Fc=8Qt^  
    P`"dj@1'  
    浅谈MTF值的含义 |m=@;B|  
    y,%w`  
    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。 mU3UQ j  
    pG" 4qw  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 A.y$.(  
    >uQ!B/C!  
    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。 ^iGIF~J9  
    DF|qNX  
    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。 )X@(>b{  
    5B51^"  
    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。 2/;KZ+U&  
    >Mn"k\j4  
    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。 ]-R8W/fDn  
    p@!"x({@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: o?b"B+#  
    镜头品牌规格 #0mn_#-P)  
    得分 {!-w|&bF  
    MTF侧重平均值 [0 W^|=#K  
    Contax 28~85/3.3-4 ]$z~;\T  
    4.0 ^lQej%  
    0.81 rp _G.C  
    Canon EF 28~70/2.8 L \>\w-ty[(  
    3.9  Pg`^EJ+  
    0.81 7ed*dXY*  
    Nikon AF 35~70/2.8 #a/lt^}C*  
    3.8 I&^?,Fyy<  
    0.79 }#Vo XilX  
    Minolta AF 28~70/2.8 1s*I   
    3.7 x.d9mjLN8m  
    0.78 ncWASw`  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp  fBQZ=zh  
    3.5 i4->XvC  
    0.77 V-jo2+Y5=  
    Leica 28~70/3.5-4.5 {2V=BDS|?K  
    3.2 z\;kjI  
    0.75 )Dv"seH.  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro `E}2|9  
    3.1 Sm-nb*ZyC  
    0.73 |o+vpy  
    Sigma AF 28~70/2.8 OnG!5b  
    3.0 Wve ^2lkoK  
    0.73 #M_QSD}&  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 oiklRf  
    ^tpy8TQ  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: %';n9M  
    镜头品牌规格 uH]^/'8vBd  
    得分 YpuA,r;"  
    MTF侧重平均值 H-I*;  
    Leica 80~200/4 IQH;`+  
    4.2 ma-|L3 #  
    0.83 f(9w FT  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D mNV4"lNR  
    4.1 X-t4irZ)  
    0.82 Ir]b. 6B  
    Canon EF 70~200/2.8 L zO!`sPP  
    4.1 u<+;]8[o  
    0.82 AjZT- Q0L  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX <@Ew-JU  
    3.9 /Fk0j_b  
    0.81 >+8mq]8^  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 2*Gl|@~N  
    3.9 3?fya8W<  
    0.81 {Q4=GrS  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED "b2Mk-qP  
    3.9 89WuxCFS  
    0.80 {0e5<"i  
    Contax 80~200/4 "i#!  
    3.8 rPQ$e!m1Ee  
    0.79 H4%wq  
    Tokina AF 80~200/2.8 iPHMyxT+S  
    3.4 }p&aI?-B  
    0.76 5ptbz<Xv  
    Leica 70~210/4 bk5~t'  
    3.3 W[YcYa_tQ  
    0.75 D@\97t+  
    Pentax FA 80~200/2.8 15SIZ:Q  
    3.2 S~m* t i(  
    0.74 1a%*X UT  
    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。 DNL TJrN  
    &\1Dy}:  
    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: GZO,]%z  
    镜头品牌规格 6Q\n<&,{  
    得分 hI/p9 `w  
    MTF侧重平均值 e _,_:|t  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U j^LnHVHk1  
    3.3 ;M}bQ88  
    0.75 \QHM7C T  
    Pentax FA 28~70/4 AL `M\L 6o  
    3.3 qo'pU/@  
    0.75 u,&Z5S  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U heRQ|n.Dz)  
    3.2 R$PiF1ffj  
    0.74 |/rBR!kPq  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U `GH6$\:  
    3.1 |Z!C`G[  
    0.73 }_u )3X.O  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 8whjPn0  
    3.1 w}7`Vas9  
    0.73 NH|v`rO  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ZVda0lex&  
    3.0 6"gncB.  
    0.72 [;};qQ-C2  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp F7=a|g  
    3.0 .H9!UQ&It  
    0.72 `t#C0  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 t XfB.[U  
    2.9 `SOaQ|H  
    0.72 ZP?](RV>xg  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 eeuAo&L&  
    2.9 (A"oMnjWd  
    0.71 _Z9I')  
    Contax 28~70/3.5-4.5 X~W5Z(w(O  
    2.8 40+E#z)  
    0.71 _pk=IHGsB  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D mAXTO7  
    2.8 VRMlr.T +  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro yKq;EcVx  
    2.7 ];oED?I  
    0.70 I7]45pF  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 >Utn[']~  
    2.7 8CMI\yk  
    0.70 wwE9|'Ok  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 GAPZt4Z2  
    2.6 }8 ,b; Q  
    0.69 R-Uj\M>  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 :qw:)i  
    2.3 7%L-;xcr]B  
    0.66 JQI`9$asuC  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 c9DX  
    2.0 5tQffo8t  
    0.64 =]"[?a >  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 "<bL-k*H)  
    1.8 =OhhMAn  
    0.62 c1b@3  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: A9F&XF7{  
    镜头品牌规格 ^oaG.)3  
    得分 <g,xc)[  
    MTF侧重平均值 4dl?US[-  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO R"K{@8b  
    3.2 33-=Z9|r  
    0.74 DR^mT$  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 4 YI,:  
    3.1 |yw-H2k1  
    0.74 7;c{lQOj}  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ?T?%x(]I  
    3.0 t+p-,ey^@  
    0.73 | u36-  
    Sigma  70~210/4-5.6 hoeOdWI pf  
    2.9 /|BzpIfpN  
    0.72 nhQ.U>&-M  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 x4Eq5"F7}  
    2.9 H=7dp%b"  
    0.72 x7t"@Gz  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 =yfr{5}R  
    2.9 aRj3TtFh  
    0.72 (w@|:0t^y[  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D M[HPHNsA&  
    2.8 ?=f\oH$  
    0.71 \-`L}$  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 {/ZB>l@D>8  
    2.7 %%kl R{  
    0.69 CSwNsFDR%  
    Yashica AF 70~210/4.5 ^:LF  
    2.7 0nG& LL5  
    0.69 $;"@;Lj%,  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 ?9 2+(s  
    2.6 !X*L<)=nh  
    0.69 In:h%4>  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 > aN@)=h}  
    2.6 "fS9Nx3  
    0.69 CM8WI~  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U V|<qO-#.  
    2.4 {n #  
    0.67 j&[63XSe  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Y==# yNwM  
    2.4 D)4p8-=t  
    0.67 024*IoVZ  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 0Rrz   
    镜头品牌规格 p;X[_h  
    得分 l<GRM1^kU  
    MTF侧重平均值 "yL&?B"9@  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Sg')w1  
    3.7 Br1JZHgA  
    0.78 s^js}9]p  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF >-EoE;s  
    3.6 g 9>p?XY  
    0.78 ;MNEe% TJ  
    Canon EF 20~35/2.8 L 9S.R%2xw`  
    3.5 /O/u5P{J  
    0.77 ;,@3bu>r  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 9CUMqaY2  
    3.5 rx|/]NE;  
    0.77 *!'00fv  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U YWd:Ok0  
    3.4 \ 1ys2BX  
    0.76 ,Sghi&Ky  
    Pentax FA 20~35/4 AL <$,i Yx   
    3.4 oPm1`x  
    0.76 ax7u b  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Scxf5x-  
    3.3 \'BKI;  
    0.75 hFylQfd  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 $P4hNb  
    3.3 bZERh:%o  
    0.75 {hZZU8*  
    Canon 20~35/3.5 L dpGaI  
    3.3 -}PD0Pzg;=  
    0.75 B YNOgB1  
    Canon EF 17~35/2.8 L jk) V[7P  
    3.2 ;( VJZ_  
    0.74 }5zH3MPQH  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX N[dhNK"  
    3.1 kf&id/|  
    0.73 /rKrnxw  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 }^)M)8zS  
    2.9  QqtFNG  
    0.72 }[D[ZLv  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 W53i5u(  
    2.8 |hOqz2|  
    0.71 |F9/7 z\5+  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 cg$7`/U  
    2.7 %+>I1G  
    0.70 X B65,l  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro EC?!%iO`  
    2.5 vHJ~~if  
    0.68 f<0-'fGJd  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF e,:@c3I  
    2.4 +#'exgGU^[  
    0.67 <P g.N  
    \HTXl]  
    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。 GMB%A  
    CNf eHMT  
    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。 3u+~!yz  
    vTP'\^;  
    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