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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 + eZn  
     %Rm`YH?  
      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: Go~3L8 '  
    =jU#0FAO  
      MTF = Vo / Vi KJV],6d  
    `#j;\  
      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。 3YEw7GIO-  
    T\7t#Z k  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 5<oV>|*@{  
    )Oj{x0{\Q  
      (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。 Eqx|k-<a  
    Z[\nyj  
      (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)。 qx?0]!x  
    zWF[cf>'  
      看看photodo的例子: WOYN% 0#  
    9; aOUs:<  
    (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 ^Uik{x  
    1{h,LR  
      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。 Cv]$w(k  
    bHz H0v]:  
      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。 -8t&&fIA  
    dQNW1-s  
    MTF(续) 0j' Xi_uM  
    )hfI,9I~  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 sz4;hSTy  
    l?x'R("{  
    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。 |W|RX3D  
    [*Vo`WgbD  
    浅谈MTF值的含义 j3/K;U/SGJ  
    Qf}}/k|)k  
    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。 ?T'a{ ~]R  
    R^JtWjJR  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 GVM)-Dp]  
    z3yAb"1Hg  
    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。 !L@a;L  
    H4ancmy  
    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。 3lefB A7  
    |vh{Kb@  
    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。 @$o^(my  
    6CNxb  
    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。 } FC(Z-g  
    {6;S= 9E\  
    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: 7qhX `$  
    镜头品牌规格 %9T|"\  
    得分 ?T8^tGD[  
    MTF侧重平均值 2P?|'U  
    Contax 28~85/3.3-4  <+p{U(  
    4.0 a]?o"{{+  
    0.81 qW9~S0sl  
    Canon EF 28~70/2.8 L KhNO xMZ  
    3.9 e>b|13X  
    0.81 F{ sPQf'  
    Nikon AF 35~70/2.8 Iv>4o~t  
    3.8 W7q!F  
    0.79 $1bzsB|^  
    Minolta AF 28~70/2.8 5_Oxl6#  
    3.7 }(w9[(K  
    0.78 V7,;N@FL  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp Xm~N Bt  
    3.5 sN@=Ri?\  
    0.77 3TNj*jo  
    Leica 28~70/3.5-4.5 h`V#)Q  
    3.2 j>|mpfU  
    0.75 HH7Bg0=(  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro M}N[> ,2'  
    3.1 Y86 mg7[U/  
    0.73 Rj])c^ZA'*  
    Sigma AF 28~70/2.8 70T{tB  
    3.0 k'-5&Q  
    0.73 2NZC,znQ  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 ,<]~/5-f  
    .=/TT|eMS  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: ZKoISuM  
    镜头品牌规格 -X,[NI3  
    得分 *ZV=4[#bT  
    MTF侧重平均值 nT/Az g  
    Leica 80~200/4 Qjd<%!]+\  
    4.2 o@DlK`  
    0.83 y"Jma`Vjq  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D fH ?s~X]  
    4.1 K&TO8   
    0.82 _|s'0F/t  
    Canon EF 70~200/2.8 L 3 UG UZ  
    4.1 VK^m]??s_  
    0.82 DY8w\1g"  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX g6 6SCr}  
    3.9 CP6xyXOlPB  
    0.81 .%x%(olf  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo NrWgaPO)i  
    3.9 "4/J4'-   
    0.81 m 9.BU2.  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED K7}]pk,AG  
    3.9 'XW9+jj)/  
    0.80 gEkH5|*Y  
    Contax 80~200/4 9<-7AN}Z  
    3.8 ,p9>/)l  
    0.79 ! ^TCe8  
    Tokina AF 80~200/2.8 roHJ$~q?  
    3.4 T6I$7F  
    0.76 5PPaR|c3  
    Leica 70~210/4 "aJf W  
    3.3 V D.T=(  
    0.75 whh#J (  
    Pentax FA 80~200/2.8 D> EN:_v  
    3.2 @agxu-Y  
    0.74 T1g3`7C3  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 o ^Ro 54i  
    ECr}7R%  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: LV`tnt's  
    镜头品牌规格 yp"h$  
    得分 ID8u&:  
    MTF侧重平均值 9 1ndr@*|  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U I7Xm~w!{qk  
    3.3 S$ Z?T  
    0.75 ] Wx?k7T  
    Pentax FA 28~70/4 AL 0vrx5E!  
    3.3 #-8%g{  
    0.75 tM3Q;8gB!  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Oe"nNvu/  
    3.2 Ln"D .gpq  
    0.74 W>y &  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U Rh#QPYPq  
    3.1 rIQ%X`Y  
    0.73 W*^_Ul|  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 4{CeV7  
    3.1 ';KWHk8C  
    0.73 8\Kpc;zb  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D KK, t!a  
    3.0 w5* Z\t5  
    0.72 ~+CEek  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp F-%Hw  
    3.0 LW!>_~g-  
    0.72 1w'W)x  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 (qDPGd*1  
    2.9 @cu#rWiG  
    0.72 A&D<}y/%  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 KuZZKh  
    2.9 sr-tZ^d5S?  
    0.71 O 4'/C]B 2  
    Contax 28~70/3.5-4.5 (Q}ByX  
    2.8 A\ r}V-  
    0.71 `CY c>n"  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ~' w]%rh!  
    2.8 y_LFkZ  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro t_w2J=2  
    2.7 '9@AhiNV  
    0.70 7\[)5j  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 xv~Sk2Z+d  
    2.7 =B0AG9Fz  
    0.70 uP$C2glyz  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 d9q`IZqee  
    2.6 g9@H4y6fe=  
    0.69 :pvB}RYD  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ;$'D13  
    2.3 & X#6jTh+  
    0.66 00/ RBs 5  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 2B b,ZC*  
    2.0 A$70!5*  
    0.64 QB ; jZpF  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 PwU<RKAE  
    1.8 u4|) A4n  
    0.62 <FfmDR  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: ng:B;; m  
    镜头品牌规格 ?D;7ut$~  
    得分 +h@ZnFp3  
    MTF侧重平均值 `t3w|%La}  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO & tjL*/  
    3.2 lP *p7Y '  
    0.74 p# JPLCs  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ^Q9K]Vo  
    3.1 mC} b>\  
    0.74 TjicltQi4  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 eh}|Wd7J  
    3.0 IO7cRg'-F  
    0.73 lUd4`r"  
    Sigma  70~210/4-5.6 BAojP1}+,  
    2.9 BvP++,a&Sa  
    0.72 T_[  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 :+f6:3  
    2.9 z}F^HQ 1  
    0.72 T%4yPmY  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 %k @4}M>  
    2.9 3hcWR'|  
    0.72 {01^xn.  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D !m8T< LtMl  
    2.8 kn+@)3W:*  
    0.71 'EC0|IT)c  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 |lN=q44I  
    2.7 ? (M$r\\  
    0.69 Y>x3`f]  
    Yashica AF 70~210/4.5 oiOu169]  
    2.7 vI]V@i l  
    0.69 Vi#[k n'  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 poy_?7G  
    2.6 A<IV"bo  
    0.69 ]e$n;tuW  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 a:KL{e[   
    2.6 9M-W 1prb  
    0.69 -Gjz+cRns  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U I#;.; %u  
    2.4 Zt}b}Bz  
    0.67 r,q.RWuII  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 a:s$[+'Y  
    2.4 Z/q'^PB p  
    0.67 *0m|`- T  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 9{0%M  
    镜头品牌规格 %~P3t=r  
    得分 S[{,+{b0  
    MTF侧重平均值 WBR# Ux  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 E:;MI{;7  
    3.7 t ?05  
    0.78 yq!peFu  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF m~4ik1 wq  
    3.6 VVfTFi<  
    0.78 r@PVSH/  
    Canon EF 20~35/2.8 L _o&NbDH  
    3.5 V P(JV  
    0.77 t"OP*  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 _ Td#C1g3  
    3.5 AC!yc(^<  
    0.77 Mm!;+bM%  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 8:2Vib$  
    3.4 {kvxz  
    0.76 v1/Y0  
    Pentax FA 20~35/4 AL HY;kV6g{P  
    3.4 &UO/p/a  
    0.76 aGAr24]y  
    Minolta AF 17~35/2.8 G >h.HW  
    3.3 x4,[5N"}YK  
    0.75 zjSHa'9*  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 *?A!`JpJn  
    3.3 Df$~=A}  
    0.75 {XV 'C @B  
    Canon 20~35/3.5 L %'VzN3Q5V  
    3.3 (EH}lh }%  
    0.75 3QF[@8EH{  
    Canon EF 17~35/2.8 L S+*>""=  
    3.2 -Ir>pY\!  
    0.74 RL H!f1cta  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX iiWpm E<,  
    3.1 UID`3X  
    0.73 xrI9t?QaCb  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 "U$](k.<VA  
    2.9 $LcMG,8%_  
    0.72 @LSX@V   
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 [.6bxK  
    2.8 AUES;2WL  
    0.71 wFjQ1<s=  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 =5:S"WNj  
    2.7 4~8-^^  
    0.70 tY:,9eh7B  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ab#z&jg!  
    2.5 /82E[P"}6R  
    0.68 &.PAIe.  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF X":2o|R  
    2.4 &wN}<G e6  
    0.67 U#<{RqY  
    Vv+ oq5hf  
    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。 \tY7Ga%c  
    FYb]9MX  
    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。 L+eK)Q  
     m3^D~4  
    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