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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 5. l&nt'  
    t%dPj8~  
      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: U |4% ydG  
    ;5=pBP.  
      MTF = Vo / Vi Vr0RdO  
    rfPJBD{Ve  
      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。 jY?%LY@5I  
    &FanD   
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? :!A@B.E  
    aVtwpkgZ  
      (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。 Sdt @"6  
    3> fuH'=  
      (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)。 [D?E\Nkk  
    (Pu*[STTT  
      看看photodo的例子: [}AcCXg`L  
    ?QMs<  
    (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 l`u*,"$  
    (p2a{v}fEz  
      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。 g+CH F?O  
    O0I/^  
      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。 7vWB=r>5@  
    }z*p2)v`  
    MTF(续) lubS{3<  
    bIhL!Ty T.  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 #QB`'2)vw  
    ~lL($rE  
    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。 }l2JXf55  
    #*`|}_6L  
    浅谈MTF值的含义 lDA%M3(p  
    \E30.>%,  
    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。 _1Eyqh`oh  
    Cm&itG  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 $pKS['J0  
    ,8 .`;  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 {J]|mxo  
    #-`lLI:w0  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 "&ks8 3  
    yqU++;6  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 ~Mx fud  
    Em 7q@  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 AjS5  
    j{PX ~/  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: Q&J,"Vxw  
    镜头品牌规格 ?-f>zx8O  
    得分 uu:)jxi  
    MTF侧重平均值 x0d+cSw  
    Contax 28~85/3.3-4 @.{  
    4.0 9NT;^K^ I  
    0.81 EI;\of2,  
    Canon EF 28~70/2.8 L }:%pOL n  
    3.9 EDo (  
    0.81 2 zy^(%a  
    Nikon AF 35~70/2.8 aPC!M4#  
    3.8 H@zk8]_P  
    0.79 9ZBF1sMg  
    Minolta AF 28~70/2.8  W 6~=?C  
    3.7 e-VL U;  
    0.78 9<#D0hh$  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ZwMw g t  
    3.5 ?@1'WD t  
    0.77 P5>CSWy%  
    Leica 28~70/3.5-4.5 @>Keu\)  
    3.2 `9ox?|iJ  
    0.75 <IVz mzpL  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro (5> ibe  
    3.1 e@OA>  
    0.73 k 3 l  
    Sigma AF 28~70/2.8 *3$,f>W^  
    3.0 0R& U18)y  
    0.73 qN@a<row&~  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 _ ^{Ep/ME=  
    Y9;Mey*oW  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: S F>D:$a  
    镜头品牌规格 A ? M]5d  
    得分 &r%*_pX  
    MTF侧重平均值 Jdn*?hc+  
    Leica 80~200/4 -`OR6jd  
    4.2 >x4[7YAU{  
    0.83 ]%|WE  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D |8 bO5l:  
    4.1 cO,V8#H  
    0.82 4_+Pv6  
    Canon EF 70~200/2.8 L <(4#4=ivP  
    4.1 v9U(sEDq  
    0.82 s&hA  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX `{F~'t['  
    3.9 B#"|5  
    0.81 ex \W]5  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ]M;6o@hq  
    3.9 1G%PXrEj8  
    0.81 TE%#$q  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 3]<re{)J9O  
    3.9 cEc,eq|  
    0.80 drKjLo[y  
    Contax 80~200/4 3g [j%`k  
    3.8 N4 mJU'_{  
    0.79 .l+~)$  
    Tokina AF 80~200/2.8 l(#ke  
    3.4 VS|( "**  
    0.76 /;&+ < }  
    Leica 70~210/4 U`8 |9v  
    3.3 LkGf|yd_  
    0.75 q|o |/O-{  
    Pentax FA 80~200/2.8 ,.jHV  
    3.2 r1oku0o  
    0.74  (X(1kj3  
    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。 4b2mtLn_  
    {(Og/[  
    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: ZSPgci  
    镜头品牌规格 )!k_Gb`#X  
    得分 9G#8 %[W  
    MTF侧重平均值 dGsS<@G  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U qA/#IUi)1  
    3.3 .vN%UNu  
    0.75 >AQ) x  
    Pentax FA 28~70/4 AL IAP/G5'Q  
    3.3 &^&$!Xmu9  
    0.75 DhLr^Z!h3;  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U NTm<6Is`  
    3.2 v`S2M  
    0.74 *#lBQBH|.  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U mA(nyF  
    3.1 3cOY0Z#T  
    0.73 E+}GxFG-:  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 &@YFje6Lcm  
    3.1 AozmO  
    0.73 Y^R?Q'  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D K`Bq(z?/  
    3.0 ^^7L"je]g  
    0.72 |*^8~u3J"  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp URYZV8=B~  
    3.0 =oE_.ux\  
    0.72 \G$QNUU  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 7_9+=. +X5  
    2.9 #K=b%;>  
    0.72 *8$>Whr  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ud0QZ X  
    2.9 8P,l>HA  
    0.71 K;oV"KRK  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Hf VHI1f  
    2.8 w&p~0cA~  
    0.71 O( VxMO  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D +J|+es  
    2.8 ]SFWt/<  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro m</]D WJ  
    2.7 gaQ[3g  
    0.70 L-#e?Y}$J  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 j!YNg*H  
    2.7 k+FMZ, D|  
    0.70 p-.Ri^p   
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 *kP;{Cb`  
    2.6 "tqnx?pM  
    0.69 M~uMY+>   
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 jDR')ascn  
    2.3 jz*0`9&_  
    0.66 ~i% -WX  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 _ w/_(k  
    2.0 w4UD/zO  
    0.64 ;_}~%-_ ~  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 AcKU^T+  
    1.8 >?z:2@Q)B  
    0.62 mjbTy"}"  
    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: 6,X+1EXY  
    镜头品牌规格 Pb#P`L7OB  
    得分 1I ""X]I_  
    MTF侧重平均值 H<g 1m  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO rvwa!YY}  
    3.2 >z(wf>2J  
    0.74 1w`2Dt  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U S#tY@h@XV  
    3.1 @OzMiN  
    0.74 3f"C!l]Xu  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 \/ErPi=g  
    3.0 #.H}r6jqs  
    0.73 w9MoT.kI}  
    Sigma  70~210/4-5.6 {{\ce;hN  
    2.9 5X#E@3g5  
    0.72 U6<M/>RG$  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 $#e1SS32  
    2.9 Br!9x {q*  
    0.72 i)M EK#{  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 O(c@PJem  
    2.9 1'JD=  
    0.72 H>XFz(LWh  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D Wpr ,j N8b  
    2.8 uH:YKH':/  
    0.71 "j^MB)YD  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 'RbQj}@x  
    2.7 >P=Q #;v  
    0.69 Jxa4hM0  
    Yashica AF 70~210/4.5 ,6{iT,~@8  
    2.7 |gx ~ gG<  
    0.69 S\*`lJzPM  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 iOCqE 5d3  
    2.6 jQ+sn/ROp  
    0.69 tU :EN;H  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 KOh A)  
    2.6 iM]o"qOQm  
    0.69 lz<]5T|  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U -LW[7s$  
    2.4 T.m mmT  
    0.67 ] )}]/Qw  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 !mMpb/&&S  
    2.4 i'#Gy,R  
    0.67 F?-R$<Cn2~  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): sN6N >{  
    镜头品牌规格 Qf$|_&|  
    得分 rXfy!rD_P_  
    MTF侧重平均值 _zWfI.o  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 %w7pkh,  
    3.7 "Wo,'8{v  
    0.78 {0"YOS`3AX  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF W ~f(::  
    3.6 cWyW~Ek  
    0.78 uocHa5J  
    Canon EF 20~35/2.8 L L|@y&di  
    3.5 xg_D f,  
    0.77 B=8Iu5m  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Xce0~\_ A  
    3.5 ' Z0r>.  
    0.77 5NoI~X=  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U I`KQ|h0%  
    3.4 0sca4G0{  
    0.76 X4l@woh%  
    Pentax FA 20~35/4 AL ~vlype3/EF  
    3.4 p~ HW5\4  
    0.76 FIxFnh3~  
    Minolta AF 17~35/2.8 G JR CrZW}  
    3.3 ./Q,  
    0.75 +)o}c"P!  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 !aO` AC=5u  
    3.3 \%^%wXfp  
    0.75 `;%]'F0`  
    Canon 20~35/3.5 L =] *.ZH#h  
    3.3 3gd&i  
    0.75 -'~ LjA(  
    Canon EF 17~35/2.8 L S26MDLk`R3  
    3.2 !uQPc   
    0.74 pPd#N'\*  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX &gzCteS  
    3.1 a!O0,y  
    0.73 5^^XQ?"  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 4Y[1aQ(%  
    2.9 W`c'=c  
    0.72 |4'Y/re  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 BcI |:qv|  
    2.8 g<~Cpd  
    0.71 ?lP':'P  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ;G%R<Z  
    2.7 rtc9wu  
    0.70 =UV`.d2[  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro >$4d7.^hb/  
    2.5 hdrm!aBd  
    0.68 P#AW\d^"B  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF >y,-v:Vy  
    2.4 aA,!<^&}  
    0.67 6'FdGS  
    t<#h$}=:Vt  
    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。 WYr/oRO  
    r(P(Rj2~  
    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。 H- $)3"K  
    S_Wrw z  
    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