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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 , [|aWT%9  
    a^p#M  
      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: \CMZ_%~wU  
    !o /=,ZIx  
      MTF = Vo / Vi 9KXL6#h  
    ]A3  
      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。 [Vo5$w  
    f 5v&4  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? 9aJIq{`E  
    7pyzPc#_  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 3OZPy|".ax  
    pZ.b X  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 uX6yhaOp|  
    {?H5Pw>{%h  
      看看photodo的例子: hL&$` Q  
    9RJF  
    (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 W#p7M[  
    Kp`{-dUf  
      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。 H&)}Z6C"  
    Db,"Gl  
      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。 L"m^LyU  
    A I.(}W4]  
    MTF(续) "=djo+y  
    sE pI)9  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 }4A] x`3  
    RRIh;HhX  
    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。 < (xqw<)  
    B{nwQC b  
    浅谈MTF值的含义 <e2l@@#oy  
    $^ws#}j  
    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。 1[!v{F%]  
    )XN_|zCk  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 0<uek  
    C`[<6>&y  
    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。 mM,HMrgLqK  
    1!<t8,W4  
    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。 ><<>4(eF p  
    "b} mVrFh  
    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。 [eX]x  
    (~GQncqa  
    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。 uuC ["Z  
    tVAi0`DV  
    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:  w4U,7%V  
    镜头品牌规格 AW]\n;f  
    得分 D'g,<-ahl  
    MTF侧重平均值 7~Y\qJ4b  
    Contax 28~85/3.3-4 %QezC+n  
    4.0 QyD0WC}i  
    0.81 _K^Q]V[nZ  
    Canon EF 28~70/2.8 L #-0e0  
    3.9 VdlT+'HF  
    0.81 kxMvOB$  
    Nikon AF 35~70/2.8  LR97FG  
    3.8 @J[@Pu O  
    0.79 U#jz5<r  
    Minolta AF 28~70/2.8 \^!;r9z=A  
    3.7 lPy|>&Yc  
    0.78 H;/do-W[  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp +A| Bc~2!  
    3.5 mUBy*.  
    0.77 Er;/ zxg9p  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Vrt$/ d  
    3.2 e"E8BU  
    0.75 )?F&`+  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro !eW1d0n'+f  
    3.1 dli(ckr  
    0.73  %?ElC  
    Sigma AF 28~70/2.8 'ygKP6M  
    3.0 Q{[@n  
    0.73 'nCVjO7o  
    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。 m'rDoly"62  
    =zkN63S  
    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: F@BpAl  
    镜头品牌规格 ? doI6N0T  
    得分 F.[%0b E  
    MTF侧重平均值 Tagf7tw4  
    Leica 80~200/4 BEDkyz;:  
    4.2 scg&"s  
    0.83 6TP /0o)  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D y )QLR<wf  
    4.1 :zY4phR  
    0.82 "#1\uoH  
    Canon EF 70~200/2.8 L @<\oM]jX  
    4.1 Pb5yz-?  
    0.82 )UzJ2Pa<+_  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX F&d!fEHU  
    3.9 j-<-!jTd  
    0.81 =:H-9  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo X +`Dg::  
    3.9 gRLt0&Q~  
    0.81 tFmB`*!%  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED $L*gtZ  
    3.9 ,P eR}E;c  
    0.80 w1/QnV  
    Contax 80~200/4 \<7Bx[/D4  
    3.8 -SsgW  
    0.79 Lq(=0U\"P  
    Tokina AF 80~200/2.8 ?P kJG ,~  
    3.4 H*=cw<  
    0.76 >h7(kj:  
    Leica 70~210/4 AyE*1 FD  
    3.3 C QkY6  
    0.75 Q]WBH_j  
    Pentax FA 80~200/2.8 `<7\Zl  
    3.2 ;s +/'(*  
    0.74 Y{} ub]i  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 (?z?/4>7<  
    `B %%2p&  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: K~L&Z?~|E  
    镜头品牌规格 m$vq %[/#  
    得分 )N.3Q1g-  
    MTF侧重平均值 s)-An( Uw  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U )D8op;Fn  
    3.3 1Lb)S@Q`*R  
    0.75 g}_2T\$k  
    Pentax FA 28~70/4 AL _Ewh:IM-  
    3.3 "~4V(  
    0.75 ;4 ;gaf  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U *AH `ob}  
    3.2 ?C|'GkT  
    0.74 '2^}de!E  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U lNX*s E .  
    3.1 #}7T$Va  
    0.73 $kUB%\`  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 q{w|`vIb  
    3.1 %]P{)*y-?  
    0.73 a%%7Ew ?  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ;[y( 14g  
    3.0 rJiF2W  
    0.72 PQaTS*0SXJ  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 7y Cf3  
    3.0 A/y|pg5  
    0.72 +`d92Tz  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 Oo|JIr7i  
    2.9 A$2 ;Bf  
    0.72 [4"(\r\f  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 u62H+'k}F  
    2.9 :<g0Ho?e  
    0.71 ] (e ,J  
    Contax 28~70/3.5-4.5 @X/ 1`Mp  
    2.8 GCl *x:  
    0.71 ^q-%#  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D bF _]j/  
    2.8 { j_-iF  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro )@! fLA T  
    2.7 0>Y3xNb  
    0.70 .@{v{  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ip?]&5s  
    2.7 `l45T~`]$  
    0.70 An_(L*Qz  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 lWRl  
    2.6 d/  Lz"  
    0.69 z</C)ObL  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 L&6^(Bn   
    2.3 3eY>LWx  
    0.66 !Q\*a-C  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 L } R"1O  
    2.0 4b<|jVl\  
    0.64 "G%S m")  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 cW^LmA  
    1.8 `)cI^!  
    0.62 +2MF#{ tS  
    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: X3sAy(q  
    镜头品牌规格 A.b^?k%I  
    得分 !SuflGx,q  
    MTF侧重平均值 G$,s.MSf  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO RQ=rB9~:ZN  
    3.2 |47t+[b   
    0.74 k (AE%eA  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U '`^~Zy?c  
    3.1 WWSycH ?[  
    0.74 *Xnf}Ozx  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 < }K9 50  
    3.0 R+.4|1p  
    0.73 5QqU.9M  
    Sigma  70~210/4-5.6 |kZ!-?9Z  
    2.9 e/hCYoS1n  
    0.72 'jO2pH/%  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 DOu^   
    2.9 #pZeGI|'J  
    0.72 (-yif&  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 kb 74:  
    2.9 d>u^ 7:  
    0.72 y)KIz  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D o|>=< l  
    2.8 qGq]E `O  
    0.71 }Rz,}^B  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 n ^9?(a4u  
    2.7 1tTP;C l#  
    0.69 cEf"m ?w  
    Yashica AF 70~210/4.5 @~vg=(ic(  
    2.7 v RtERFL  
    0.69 gZ&4b'XS,  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 e!0xh  
    2.6 $cn8]*Z =  
    0.69 ^6# yL6E,~  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 i;pg9Vw  
    2.6 y# \"yykB  
    0.69 mNC?kp  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 1PxRj  
    2.4  6 wd  
    0.67 psvc,V_*  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 b)a5LFt|  
    2.4 <mP_K^9c  
    0.67 ^5MM<73  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 6Z1O:Bou  
    镜头品牌规格 ,X|FyO(p  
    得分 8p829  
    MTF侧重平均值 *CGHp8  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 #IGcQY  
    3.7 o_\vudXK  
    0.78 E`LaO  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF t ^>07#z  
    3.6 `hY%HzV=  
    0.78 4 dHGU^#WZ  
    Canon EF 20~35/2.8 L wx-&(f   
    3.5 el<Gd.p.d  
    0.77 wL3BgCxqDL  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 N6kMl  
    3.5 d$ o m\@  
    0.77 3<.DiY  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U Q(x=;wf5r  
    3.4 n[y=DdiKGS  
    0.76 aPe*@py3T  
    Pentax FA 20~35/4 AL p-"wY?q  
    3.4 ~{g/  
    0.76 I;AS.y  
    Minolta AF 17~35/2.8 G Y,mo}X<>  
    3.3 (=rDt93J  
    0.75 )( YJ6l  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ph)=:*A6&  
    3.3 kL s{B  
    0.75 `r&Ui%fk;0  
    Canon 20~35/3.5 L fFC9:9<  
    3.3 BGfwgI.m  
    0.75 qDg`4yX.}  
    Canon EF 17~35/2.8 L .rg "(I  
    3.2 +R$;LtR  
    0.74  S\ZCZ0  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX r#j3O}(n  
    3.1 )y!gApNs"  
    0.73 ?l[#d7IB  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 b+RU <qR  
    2.9 U4a8z<l$  
    0.72 #6y fIvap  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 %/U'Wu{*  
    2.8 -q)|I|y*7  
    0.71 9]chv>dO)=  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 `nII@ !  
    2.7 e?XGv0^qu  
    0.70 tOF8v8Hd  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro l YdATM(h  
    2.5 i5WO)9Us  
    0.68 x5#Kk.  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ]LCL?zAzH!  
    2.4 hYFi"ck  
    0.67 1*#hIuoj'  
    Vl(id_~_  
    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。 nJgN2Z  
    va(6?"9  
    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。 Rc@lGq9  
    BB/c5?V  
    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