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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 r%%@~ \z  
    Wm/0Pi  
      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: Se>v|6  
    &3:<WU:U  
      MTF = Vo / Vi 5YLc4z*  
    " :V@AT  
      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。 V6_~"pRR=  
    .\8LL,zT  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? V5p->X2#  
    9>;CvR  
      (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。 %$=2tfR  
    ~'N+O K  
      (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 l<R0g  
    cyB2=,  
      看看photodo的例子: 1i;Cw/mr  
    }O2P>Z?V  
    (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 pW_mS|  
    <tdsUh:?&  
      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。 Kf`/ Gc!  
    (+(bw4V/  
      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。 ynJ)6n7a  
    `:Zgq+j&  
    MTF(续) UTqKL*p523  
    M|7][! <G!  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 iB+ _+A  
    5m\)82s  
    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。 fJ+4H4K  
    _O&P!hI  
    浅谈MTF值的含义 G$2Pny<!  
    =]o2{d  
    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。 tv5N wM  
    a\KM^jrCD  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 : :928y  
    H=9{|%iS  
    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。 #)4p ,H  
    o)8VJ\ &  
    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。 0O(Vyy  
    BwVq:)P/R  
    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。 (/7cXd@\6  
    gi+FL_8CzU  
    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。 6\? 2=dNX  
    $g\p)- aU  
    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: \/9O5`u*V  
    镜头品牌规格 Gn;^]8d  
    得分 !8tqYY?>@\  
    MTF侧重平均值 % -.V6}V  
    Contax 28~85/3.3-4 4@0Z<8Mo  
    4.0 B[5<&  
    0.81 &D&U!3~(  
    Canon EF 28~70/2.8 L pL: r\Y:R  
    3.9 TJ|do`fw>  
    0.81 $|VdGRZ1  
    Nikon AF 35~70/2.8 gp+@+i>b+[  
    3.8 10_>EY`  
    0.79 RtEx WTc  
    Minolta AF 28~70/2.8 <&HHo>rl  
    3.7 'tt4"z2  
    0.78 f DPLB[  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ~|ha9 1  
    3.5 Ym 2Ac>I4  
    0.77 J\Tu=f)  
    Leica 28~70/3.5-4.5 w8F`RRHEE  
    3.2 z}Vg4\x&  
    0.75 eTI?Mu>C  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 6 kD.  
    3.1 \ *A!@T  
    0.73 oVd7ucnK  
    Sigma AF 28~70/2.8 M2nUY`%#v  
    3.0 -X-sykDm  
    0.73 '@1C$0tx  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 )GOio+{H  
    0JW =RW  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: PB~ r7O]  
    镜头品牌规格 [4+I1UR`  
    得分 n^<J@uC  
    MTF侧重平均值 z7pw~Tqlz  
    Leica 80~200/4 m@YK8 c#$  
    4.2 Lc(eY{CY  
    0.83 9[[$5t`8  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D #!P>." .  
    4.1 Kp19dp}'b  
    0.82 "YVr/u  
    Canon EF 70~200/2.8 L z~ua#(z1S  
    4.1 !Oi':OQG  
    0.82 @0%[4  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX H!|g?"C  
    3.9 bnH:|-?q  
    0.81 +]Ev  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo {9{PU&?(  
    3.9  }- wK  
    0.81 V?~!Dp  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ;_0frX  
    3.9 ^b 3nEcQn  
    0.80 GtKSA#oYZB  
    Contax 80~200/4 cI-@nV  
    3.8 5>hXqNjP2  
    0.79 lBudC  
    Tokina AF 80~200/2.8 N;4wbUPL7h  
    3.4 uvi&! )x  
    0.76 5yjG\ ~  
    Leica 70~210/4 D5Z)"~'  
    3.3 -1w^z`;2h  
    0.75 !t?5U_on  
    Pentax FA 80~200/2.8 eV"Uv3  
    3.2 U[z2{\  
    0.74 0D0uzUD-  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 ((M>To_l  
    un}!&*+  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 4~2 9,  
    镜头品牌规格 M^G9t*I  
    得分 bk]g}s  
    MTF侧重平均值 i?,\>LTG  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U (Dn1Eov  
    3.3   `#l1  
    0.75 mZ.gS1Dq  
    Pentax FA 28~70/4 AL w*X(bua@  
    3.3 ): fu]s"  
    0.75 A o@WTs9  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U dJ>tM'G  
    3.2 {7` 1m!R  
    0.74 ]`|;ZQiD  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U L1&` 3a?pL  
    3.1 PGuPw'2;[  
    0.73 |hX\ep   
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 'r1X6?d J  
    3.1 xpI8QV$#  
    0.73 xm tD0U1  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D S'`RP2P  
    3.0 ]C{N4Ni^Z  
    0.72 Tq?f5swsI  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 'C@yJf  
    3.0  O`Htdnu  
    0.72 V0n8fez b  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 |W*2L] &  
    2.9 -b34Wz(  
    0.72 Oq(FV[N7t  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 s~k62  
    2.9 "![KQ  
    0.71 w:](F^<s,  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ygd*zy9  
    2.8 X|L_}Q7  
    0.71 !uA'0U?ky  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Ex6Kxd}8  
    2.8 "2 D{X  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro `%~f5<  
    2.7 ;Mr Q1  
    0.70 X@/X65=[  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 =@nW;PUZ  
    2.7 TN/&^/  
    0.70 Ga` 8oY+~  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 X?]Mzcu  
    2.6 Z=l2Po n  
    0.69 CY"i|s  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 &E@mCQ1  
    2.3 IvI;Q0E-3  
    0.66 `W7;-  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 #IeG/t(  
    2.0 !:~C/B{  
    0.64 )iZhE"?z  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 mS.!lkV  
    1.8 nO;ox*Bk+8  
    0.62 ssmJ?sl  
    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: r l;Y7l  
    镜头品牌规格 }ee3'LUPX  
    得分  [geT u  
    MTF侧重平均值 5G z~,_  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO !Wy&+H*0  
    3.2 w)h"?'m~  
    0.74 K k^!P*#  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 3Qp6$m  
    3.1 G$~hAZ  
    0.74 GT3}'`f B  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 [3qJUJM  
    3.0 #t VGqf  
    0.73 $GVf;M2*  
    Sigma  70~210/4-5.6 `g{eWY1l  
    2.9 <!X]$kvG  
    0.72 buHUBn[3)  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 UaHN*@  
    2.9 D:(h^R0;  
    0.72 _HAr0R8BY  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 GF0Utp:Zf;  
    2.9 ePxf.U  
    0.72 $:?=A5ttuo  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D zeH=py[n  
    2.8 C%P.`NxA  
    0.71 @VsK7Eo  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 0b2;  
    2.7 /FcwsD\=$  
    0.69 " j:15m5  
    Yashica AF 70~210/4.5 \d w["k  
    2.7 /!y3ZzL  
    0.69 @!(V0-  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 :5:_Dr<  
    2.6 =.9tRq  
    0.69 ^{g+HFTA@  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 y|WOw(#  
    2.6 aIN?|Ch  
    0.69 =gSACDTc  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U A^F0}MYT  
    2.4 p+{*w7?8"[  
    0.67 k59.O~0V  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 92*Y( >  
    2.4 >JN[5aus  
    0.67 oXqx]@7  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): L/O:V^1  
    镜头品牌规格 ;fv/s]X86I  
    得分 ;giT[KK  
    MTF侧重平均值 dr4m}v.  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Uq2Qh@B  
    3.7 uL@'Hv A  
    0.78 @'S !G"\  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF ;] #Q!  
    3.6 AdRt\H<  
    0.78 et}s yPH  
    Canon EF 20~35/2.8 L Zg!E}B:z  
    3.5 1;+(HB  
    0.77 bJ6v5YA%  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 &E!-~'|z  
    3.5 3a,7lTUuB  
    0.77 y#e<]5I  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U R<1[hH9"o  
    3.4 Lmyw[s\U  
    0.76 4buzx&  
    Pentax FA 20~35/4 AL 'gz@UE1  
    3.4 $ZE"o`=7  
    0.76 z^9df(  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Ea3 4x  
    3.3 rjT!S1Hs  
    0.75 zMN4cBL9m  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ?I#zcD)w  
    3.3 l@%7] 0!T  
    0.75 3)qtz_,H/g  
    Canon 20~35/3.5 L {\-IAuM  
    3.3 7o64|@'j  
    0.75 ~r>N  
    Canon EF 17~35/2.8 L Z9 tjo1X  
    3.2 |Ok1E  
    0.74 3`m n#RM  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX \o,`@2H+'  
    3.1 las|ougLy  
    0.73 1)wzSEV@  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 D|!^8jHj  
    2.9 w.H\j9E l  
    0.72 g\ p;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 BM]sW:-v  
    2.8 ]w|,n2DG  
    0.71 *1;}c z  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 |JH1?n  
    2.7 |7l*  
    0.70 kVe_2oQ_>  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 4]]1J L(Ka  
    2.5 "5R8Zl+  
    0.68 `ynD-_fTN  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF #x|h@(y|  
    2.4 I- X|-  
    0.67 !B{N:?r  
    NbnuQPb'  
    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。 "J%/xj  
    hUy\)GsT  
    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。 I 0}+}{M:  
    /xRPQ|  
    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