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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 mG2VZ>  
    U&P{?>{u  
      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: SWs3SYJ\  
    edijfhn  
      MTF = Vo / Vi r?p[3JJ;mG  
    qbiK^g R  
      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。 WULAty  
    XE1$K_m  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? @'i+ff\  
    +@ MPQv  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 ?^9BMQ+  
    5qbq,#Pf  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 o5swH6Y.)J  
    X*F_<0RC1  
      看看photodo的例子: S8" f]5s  
    ~~nqU pK?v  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 ZyI$M3{J  
    :+ Jt^ 6  
      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。 u7s"0f`  
    (}smW_ `5  
      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%~lz[  
    u5Up&QE!>q  
    MTF(续) pJBg?D  
    ,%[4j9#!_  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 PD6_)PXn  
    ?Ik4  
    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。 ?Go!j?#a  
    KjYAdia:H  
    浅谈MTF值的含义 1%~[rnQ  
    6L9, 'Bg  
    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。 &!L:"]=+  
    `Ye8 Q5v"]  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 UDEj[12S  
    ]Gv!M?:  
    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。 h3!$r~T!a:  
    BRS#Fl:  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 m$wlflt  
    IP3E9z_ L  
    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。 !GwL,)0@^  
    SeEw.;Xw  
    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。 }Fa%%}  
    ,Na^%A@TJ  
    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: &nj&:?w  
    镜头品牌规格 DyO$P#~?  
    得分 M Hi8E9_O  
    MTF侧重平均值 DM{ 4@*]  
    Contax 28~85/3.3-4 e6E?t[hEeS  
    4.0 ;_O)p,p  
    0.81 vLT0ETHg6  
    Canon EF 28~70/2.8 L upy\gkpnGO  
    3.9 !H@0MQ7  
    0.81 u92^(|  
    Nikon AF 35~70/2.8 VT%:zf  
    3.8 (MLwQiop  
    0.79 -/P\"c  
    Minolta AF 28~70/2.8 @7oL#-  
    3.7 \ZI'|Ad  
    0.78 Gl}Qxv#$  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp @-&MA)SN  
    3.5 7zemr>sIh  
    0.77 @? c2)0  
    Leica 28~70/3.5-4.5 BlA[T%  
    3.2 O+vS|  
    0.75 . pzC5Ah  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro MGJ.,tK1  
    3.1 QHq,/kWY  
    0.73 Pe;Y1Qq>>  
    Sigma AF 28~70/2.8 &;&ho+qD  
    3.0 TZR)C P5  
    0.73 [ic870_  
    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。 _)T5lEFl=  
    '' O7=\  
    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: J aTp} #  
    镜头品牌规格 P!G858V(  
    得分 c0&Rg#  
    MTF侧重平均值 @#g<IBG=*  
    Leica 80~200/4 ar9]"s+'  
    4.2 6!'3oN{  
    0.83 9h4({EE2t  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D #Lv2Zoi>G  
    4.1 h:Gu`+D>W  
    0.82 ~\LCvcY"X  
    Canon EF 70~200/2.8 L Y_woKc*  
    4.1 2;a(8^n  
    0.82 .Z:zZ_Ev  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX ,'xYlH3s  
    3.9 y*pUlts<  
    0.81 /1mW|O>0  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo uN([*'0Cg  
    3.9 ojvj}ln  
    0.81 SN7"7joP<  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ia\eLzj  
    3.9 Szbb_i{_ `  
    0.80 Sz- J y:j  
    Contax 80~200/4 ( +pLA"xq  
    3.8 26&'X+n&  
    0.79 F *FwRj  
    Tokina AF 80~200/2.8 OxI/%yv-c  
    3.4 "j;4 k.`h  
    0.76 a,2'+Tlo  
    Leica 70~210/4 EkgE_8  
    3.3 W`\R%>$H  
    0.75 o(DOQGl  
    Pentax FA 80~200/2.8 h%}/Cmx[  
    3.2 3)\8%Ox  
    0.74 KD`IX-r{s  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 na9sm  
    ):i&`}SY  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: d&ex5CU5  
    镜头品牌规格 \jOA+FU [  
    得分 Ecd;<$tk  
    MTF侧重平均值 Hemq +]6^  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U Jn{OWw2  
    3.3 |B?27PD  
    0.75 nqInb:  
    Pentax FA 28~70/4 AL }ZYv~E'  
    3.3 6d_'4B  
    0.75 Vx~,Uex0+  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ]IoUwgpI)  
    3.2 q Y#n'&  
    0.74 ?b(=1S\E'^  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U anXc|  
    3.1 j#cYS*^H  
    0.73 xuqv6b.  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ^$b Y,CE  
    3.1 -r-k_6QP  
    0.73 "?V0$-DR  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D SQX:7YF~  
    3.0 rg^'S1x|  
    0.72 `DV.+>O-1  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp <YdE1{fm  
    3.0 TWA-.>c  
    0.72 /Mvf8v  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 .Y&)4+ckL  
    2.9 a!=D[Gz*5  
    0.72 .&DhN#EN0  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 7Zlw^'q$:L  
    2.9 eA E`# t  
    0.71 7@D@ucL  
    Contax 28~70/3.5-4.5 `$ 6rz  
    2.8 tfj:@Z5&$C  
    0.71 L7dd(^  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D vX/T3WV  
    2.8 /;oX)]W  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Xu%'Z".>:  
    2.7 wOU_*uY@6'  
    0.70  |y(Q  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 %J+E/  
    2.7 H{Wu]C<@p  
    0.70 =ALTUV3/q  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 <g$~1fa  
    2.6 As'=tIro  
    0.69 hb}+A=A=+  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 aDU<wxnSvO  
    2.3 _h{C_;a[_  
    0.66 F(>Np2oi6  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 4y|BOVl  
    2.0 A1O' |7X  
    0.64 YtmrRDQs  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 8Vr%n2M  
    1.8 Y3Yz)T}UkS  
    0.62 _852H$H\  
    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: .P8&5i)'P,  
    镜头品牌规格 "&Y`+0S8  
    得分 ;r<^a6B  
    MTF侧重平均值 X $jWo@  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO nT7%j{e=L  
    3.2 y [}.yyye  
    0.74 ,o86}6Ag  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U vS;RJg=  
    3.1 k\5c|Wq|g  
    0.74 g6j?,c|y  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 G<65H+)M\  
    3.0 (A9Fhun  
    0.73 *4\:8  
    Sigma  70~210/4-5.6 xF!,IKlBBp  
    2.9 Z^3rLCa  
    0.72 >g1~CEMN#  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 01t1Z}!y  
    2.9 +$ 'Zf0U  
    0.72 T(id^ w  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 oB(?_No7  
    2.9 c"f-3kFv  
    0.72 5_GYrR2  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D =^M/{51j  
    2.8 DhKS pA  
    0.71 <cps2*'  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 , qMzWa  
    2.7 igCZ|Ru\  
    0.69 xQ7l~O b  
    Yashica AF 70~210/4.5 n(1l}TJy  
    2.7 luh$2 \5B  
    0.69 G#ZH.24Y  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 #NEE7'&S  
    2.6 Yl Zso2  
    0.69  dm\F  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 /6)<}#  
    2.6 f\|w '  
    0.69 o_izl \  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U D+rxT: d  
    2.4 )1?y 8_B  
    0.67 &GpRI(OB/+  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 T6\[iJI|  
    2.4 Ytn9B}%o  
    0.67 >^u2cAi3[  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): `KZm0d{H  
    镜头品牌规格 d[iQ` YW5  
    得分 b6,iZ+]  
    MTF侧重平均值 Ouk ^O}W6  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 uy>q7C  
    3.7 `+]Qz =}  
    0.78 ?>7[7(|  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF W: z6Koc0  
    3.6 Ogqj?]2QC  
    0.78 j*|VctM  
    Canon EF 20~35/2.8 L $o+j El>  
    3.5 <$D`Z-6  
    0.77 L^1NY3=$  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 R)c?`:iUB  
    3.5 OAgniLv  
    0.77 M H|Og84  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 0_jf/an,%  
    3.4 1I%w?^sm_  
    0.76 #]\Uk,mhZB  
    Pentax FA 20~35/4 AL /J]5H  
    3.4 /!0={G  
    0.76 &h}#HS>l  
    Minolta AF 17~35/2.8 G |Tv#4st  
    3.3 t*p71U4+I  
    0.75 s n8Qk=K  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 akmkyrz'&  
    3.3 K%t*8 4j  
    0.75 D, k6$`  
    Canon 20~35/3.5 L bTI|F]^!  
    3.3 z}.e]|b^H  
    0.75 dn& s*  
    Canon EF 17~35/2.8 L 6,pnw  
    3.2 FUiRTRIYe  
    0.74 0 j^Kgx  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 4j-Xi  
    3.1 ?al'F  q  
    0.73 ko!)s  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 EfqX y>W  
    2.9 Q-(zwAaE  
    0.72 ,<.V7(|t)  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 &j;wCvE4+  
    2.8 Q 3 ea{!r  
    0.71 |NlO7aQ>2H  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 <;lkUU(WT2  
    2.7 ${DUCud,kY  
    0.70 (|2t#'m  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro kj Jn2c:y  
    2.5 QL(n} {.%  
    0.68 pd?M f=>#  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF gM&{=WDG6  
    2.4 8C40%q..  
    0.67 :'Vf g[Uq  
    td$E/h=3  
    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。 <NMEGit  
    7P } W *  
    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。 'B |JAi?  
    H8=N@l  
    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