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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 LZG(T$dI  
    ^vVAuO  
      MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: f6SXXkO+  
    %*<Wf4P"  
      MTF = Vo / Vi pHoxw|'Y  
    |;aZi?Ek[  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 .L^j:2(L  
    N0$ uB"  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ZvXw#0)v  
    1x/R  
      (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。 Jb9 @U /<\  
    wNl6a9#  
      (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)。 L{;Q6_m  
    W:j9KhvT  
      看看photodo的例子: h(~of (  
    * #z@b  
    (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 :qR8 e J  
    fTX|vy<EMI  
      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。 U+ Yu_=o{  
    W:WRG8(F  
      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。 %RwWyzm#\  
    s/>0gu]A8  
    MTF(续) ; %AgKgV  
    c;t3I},  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 RxV " ,  
    zmuR n4Nv  
    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。 ?qHQ#0 @y]  
    cw0 @Z0  
    浅谈MTF值的含义 c9nv=?/}f  
     L`Ys`7  
    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。 j~+(#|  
    |_s,]:  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 wwR}h I(  
    zw5Ol%JF  
    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。 4 8; b  
    cj2^wmkB  
    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。 2}.~ 6EU/  
    Jfv'M<I  
    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。 *[jq&  
    PRyzvc~  
    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。 ns/*WH&[x  
    e!w{ap8u  
    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: vkYiO]y  
    镜头品牌规格 3:sx%Ci/2  
    得分 5YI6$ZdQ  
    MTF侧重平均值 7''iT{-[p  
    Contax 28~85/3.3-4 ;3Z?MQe"NQ  
    4.0 |hDN$By  
    0.81 YiL^KK  
    Canon EF 28~70/2.8 L L&|^y8  
    3.9 lF7".  
    0.81 1Z(9<M1!M  
    Nikon AF 35~70/2.8 j39"iAn  
    3.8 931GJA~g  
    0.79 ~Kt+j  
    Minolta AF 28~70/2.8 &[PA?#I`  
    3.7 ;kG"m7-/  
    0.78  = ~*Vfx  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp  ,HNk<W  
    3.5 $RC)e 7  
    0.77 -" r4  
    Leica 28~70/3.5-4.5 NQOf\.#g  
    3.2 ,x3< a}J  
    0.75 %82:?fq  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro tC=K;zsXpz  
    3.1 cp`ZeLz2^  
    0.73 e+ m(g  
    Sigma AF 28~70/2.8 7D~~<45ct  
    3.0 \m<$qp,n  
    0.73 1:|o7`  
    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。 mSEX?so=[  
    kexvE 3  
    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: KfC{/J\   
    镜头品牌规格 R=iwp%c(  
    得分 zSOZr2- ^a  
    MTF侧重平均值 SHnMqaq  
    Leica 80~200/4 J'I1NeK  
    4.2 :pvVm>  
    0.83 W:}t%agis  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D :$XlYJrjK  
    4.1 cw_B^f8^  
    0.82 &pv* TL8  
    Canon EF 70~200/2.8 L yZmeke)_  
    4.1 =""5 c  
    0.82 O^3XhTW^\~  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX -_Z  
    3.9  T#Z#YMk  
    0.81 3]&le[.  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 6>'>BamX  
    3.9 *oh,Va  
    0.81 &TN.6Hm3  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ?'tFTh  
    3.9 g/i.b&  
    0.80 cA90FqUH  
    Contax 80~200/4 po*r14f  
    3.8 n (Um/  
    0.79 T.WN9= N  
    Tokina AF 80~200/2.8 T7?z0DKi  
    3.4 7VLn$q]:  
    0.76 )~w bu2;  
    Leica 70~210/4 H.t fn>N|  
    3.3  ftV~!r  
    0.75 oRmA\R*  
    Pentax FA 80~200/2.8 [a#*%H{OC  
    3.2 h;OHpvk  
    0.74 ^*,?x  
    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。 |Fx~M,Pzg  
    vU#>3[aC  
    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: }fhGofN$e  
    镜头品牌规格 4Ub7T=LG  
    得分 ~KxK+ 6[ :  
    MTF侧重平均值 L*{E-m/  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U :?)q"hE  
    3.3 HoZsDs.XZ  
    0.75 0.U- tg0  
    Pentax FA 28~70/4 AL $A98h -*x  
    3.3 8(!?y[  
    0.75 Saks~m7,  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U j:2*hF!E  
    3.2 y@ c[S;  
    0.74 *M6j)jqV  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U U6YQ*%mZ_  
    3.1 tYhNr  
    0.73 tSTl#xy  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 H_u%e*W  
    3.1 T7(U6yN  
    0.73 Z..s /K {  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D V$ " ]f6  
    3.0 MX|@x~9W  
    0.72 OXV9D:bIa  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ;jmT5XzL  
    3.0 'pT8S  
    0.72 k !g%vx  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 E/C3t2@-  
    2.9 6 _#CvQ  
    0.72 e8)8QmB{o  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 cM=_i{c  
    2.9 }x"8v&3CM_  
    0.71 ii ^Nxnc=  
    Contax 28~70/3.5-4.5 Fw%S%*B8g  
    2.8 Bdib)t[  
    0.71 U;Yw\&R,  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D xv_Z$&9e>l  
    2.8 rxeOT# N}  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro d.y-R#F_]  
    2.7 YcM 0A~<  
    0.70 |_16IEJ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 $A)[s$  
    2.7 #ahe@|E'Y  
    0.70 v2vtkYQN  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 L#MMNc+  
    2.6 "]yfx@)_  
    0.69 U)_x(B3d/  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 YS>VQl  
    2.3 9i!|wkx  
    0.66 rKr\Qy+q  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 A3Vj3em  
    2.0 H  `_{n<  
    0.64 Jwbb>mB!  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 @[O|n)7  
    1.8 *,Sa*-7(  
    0.62 S8;5|ya  
    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: |p*s:*TJp  
    镜头品牌规格 |N5|B Q(y$  
    得分 xepp."O  
    MTF侧重平均值 K^c%$n:}+  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 35~1$uRA  
    3.2 w[/m:R?eX  
    0.74 ynZfO2kf  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U X>Y>1fI.  
    3.1 2Gn26L 5  
    0.74 }IV=qW,  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Y".4."NX  
    3.0 4R9y~~+  
    0.73 ;_A?Zl}  
    Sigma  70~210/4-5.6 ,UW!?}@  
    2.9 e^-CxHwA-  
    0.72 >'&|{s[m  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 32K  
    2.9 N[sJ5oF  
    0.72 {0\9HI@  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 G4J)o?:m@  
    2.9 )_1;mc8B  
    0.72 WdTia o,r  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D b yX)4&  
    2.8 )Vpt.4IBd  
    0.71 ;~n^/D2.  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 1raq;^e9  
    2.7 _i2k$Nr  
    0.69 ?GeMD /]  
    Yashica AF 70~210/4.5 G`,M?l mL  
    2.7 &LHS<Nv^:  
    0.69 cA B<'44R  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 `4a9<bG  
    2.6 ^NFL3v8  
    0.69 jL:GP}I=  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 I$oqFF|D  
    2.6 $)VnHr `hy  
    0.69 HEe_K!_  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U /2:s g1  
    2.4 `5MK(K :  
    0.67 |L(h+/>aWX  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 sQLjb8!7  
    2.4 sQMfU{S /  
    0.67 m[Cp G=32B  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): Xt$Y&Ho  
    镜头品牌规格 M^.>UZKyl  
    得分 RdLk85<n  
    MTF侧重平均值 af}JS2=$  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 sv+ 6#  
    3.7 g\G}b  
    0.78 LMI7Ih;  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF #F'8vf'r  
    3.6 f;obK~b[  
    0.78 \-r"%@OkW  
    Canon EF 20~35/2.8 L x,TnYqT^  
    3.5 `a9iq>   
    0.77 ev1:0P  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 u4DrZ-v  
    3.5 FM<`\ d'  
    0.77 'j\mz5#s  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U W'R^GIHs  
    3.4 6T%5<I*&3s  
    0.76 Pdk#"H-j  
    Pentax FA 20~35/4 AL oH(=T/{  
    3.4 % \Mc6  
    0.76 | &/_{T  
    Minolta AF 17~35/2.8 G #hXxrN  
    3.3 Oe lf^&m  
    0.75 Zhc99L&K  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 {pC$jd>T  
    3.3 @]dv   
    0.75 ZNJ<@K-  
    Canon 20~35/3.5 L Z=(Tq1t  
    3.3 ,91n  
    0.75 ]E#W[6'VtB  
    Canon EF 17~35/2.8 L =4gPoS  
    3.2 )&qr2Cm*  
    0.74 Ht|"91ZC5  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX Gyb|{G_  
    3.1 ~"r(PCa@  
    0.73 $>rKm  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 g1~wg$`S8S  
    2.9 -x-EU#.G  
    0.72 C@u}tH )  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 %]N|?9L"=  
    2.8 `bF4/iBW  
    0.71 HF*j=qt!  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 :-oMkBS  
    2.7 XHh*6Yt_ (  
    0.70 @?bY,  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ^7YZ>^  
    2.5 'l_F@ZO{(  
    0.68  '3xK1Am  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF g nw">H  
    2.4 #x \YA#~  
    0.67 V,]Fh5f  
    \=Od1i  
    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。 0bteI*L  
    S84S/y  
    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。 d=dHY(ms]  
    nK#%Od{GF  
    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