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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 GI1  
    OtNd,U.dE  
      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: [)TRTxFb  
    r% +V8o  
      MTF = Vo / Vi 1|jt"Hz  
    KGFv"u{  
      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。 c(~[$)i6  
    lx7Q.su'  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ^\S~?0^m  
    1waTTT?"Ho  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 736Jq^T  
    +O?KNZ  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 Ev}C<zk*  
    c$yk s  
      看看photodo的例子: ybKWOp:O  
    pz.JWCU1  
    (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 G VYkJ0,  
    #;2n;.a  
      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`[6,d  
    /k,-P  
      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。 I!Z_ [M  
    8b;1F Q'  
    MTF(续) 3!|;iJRH  
    .Z `av n  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 heC/\@B  
    WGZ9B^A  
    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。 GkTiDm?  
    g'n7T|h ~  
    浅谈MTF值的含义 -7@/[9Gf`:  
    QLiu2U o  
    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。 >\P@^ h]  
    Ch|jtVeuyJ  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 L>aLqQ3  
    &;[Io  
    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。 '}Z~JYa0  
    g+Sbl  
    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。 c|B.n]Z  
    Gi?/C&1T  
    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。 <66X Xh.  
    $0>60<J  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 emqZztccZ  
    8QLj["   
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ~obqG!2m  
    镜头品牌规格 /v1Q4mq  
    得分 "/3'XOK|  
    MTF侧重平均值 bYpnt V  
    Contax 28~85/3.3-4 F;4vPbH+  
    4.0 F4}]b(L  
    0.81 c[wla<dO*  
    Canon EF 28~70/2.8 L cl=EA6P\X  
    3.9 iNtaDX| %/  
    0.81 ;c-(ObSm  
    Nikon AF 35~70/2.8 CrC^1K  
    3.8 4B =7:r  
    0.79 42{Ew8  
    Minolta AF 28~70/2.8 +%T\`6  
    3.7 z&#SPH*  
    0.78 ;f0I 8i,JN  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp DBW[{D E  
    3.5 bH7X'%r  
    0.77 X@ +{5%  
    Leica 28~70/3.5-4.5 xu/cq9  
    3.2 &zl|87M  
    0.75 0%9 q8 M;  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 4ni<E*  
    3.1 A-H&  
    0.73 }iXDa?6%  
    Sigma AF 28~70/2.8 tvkb~  
    3.0 XX7{-Y y  
    0.73 ,X[kt z  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 kw >v:F<M  
    oX#Q<2z*  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: !o5 W  
    镜头品牌规格 k$R~R-'  
    得分 7L`A{L  
    MTF侧重平均值 B-?6M6#  
    Leica 80~200/4 _(_a*ml  
    4.2 bZnuNYty75  
    0.83 !*s?B L  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D H{@Yo\J  
    4.1 :By?O"LQ  
    0.82 6CV* Z\b  
    Canon EF 70~200/2.8 L T}Km?d  
    4.1 \kp8S'qVo  
    0.82 v0 nj M  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Qi ua  
    3.9 j|4<i9^}  
    0.81 sNj)ZWgd>  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo v/Py"hQ  
    3.9 whmdcVh.  
    0.81 FK:;e lZ  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED aH 4c02s$  
    3.9 r;B8i!gD  
    0.80 xO$lsZPG  
    Contax 80~200/4 qOe+ZAJ{%N  
    3.8 "8c@sHk(w  
    0.79 Uo-)pFN^  
    Tokina AF 80~200/2.8 $LKIT0  
    3.4 $Wjww-mx  
    0.76 FemC Lvu  
    Leica 70~210/4 NhfJ30~  
    3.3 sc|_Q/`\.  
    0.75 E%+Dl=  
    Pentax FA 80~200/2.8 "JVkVp[5D+  
    3.2 |S_T^'<W  
    0.74 /mXBvY  
    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。 6o |kIBte-  
    ~res V  
    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: 0]>u )%  
    镜头品牌规格 nIAx2dh?  
    得分 2{]`W57_=  
    MTF侧重平均值 _]04lGx27  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U &Flglj~7l  
    3.3 \[BK1JP  
    0.75 X- pqw~$  
    Pentax FA 28~70/4 AL LG-y]4a}  
    3.3 O>qll 6]{@  
    0.75 bsuus R9W  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U cnSJ{T  
    3.2 Yb:\a/ y  
    0.74 P.6nA^hXB  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U _6O\W%it  
    3.1 P6E3-?4j  
    0.73 N<f"]  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 yN~dU0.G6!  
    3.1 x HoKo  
    0.73 $>*3/H  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D MJ7Y#<u  
    3.0 x6(~;J  
    0.72 >QA uEM  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp Ol1e/Wv  
    3.0 7P" | J\  
    0.72 =fu :@+  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 wyp|qIS;  
    2.9 ;ToKJ6hN|*  
    0.72 =NOH:#iQ  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 :r%P.60H X  
    2.9 n_$ :7J  
    0.71 I3 .x9  
    Contax 28~70/3.5-4.5 'I_Qb$  
    2.8 I'PeN0T f  
    0.71 7+]=-  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D OTC!wI g  
    2.8 Dpvk\t  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 0.dgoq 3u  
    2.7 LAVAFlK5  
    0.70 W)9K`hM6  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 VGtC)mG8)  
    2.7 }tsYJlh5  
    0.70 aD=a,  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ElS9?Q+  
    2.6 Is]aj-#r  
    0.69 !vX D  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 5V5%/FU m  
    2.3 *_R]*o!W'  
    0.66 ` jzTmt  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 I([!]z  
    2.0 ulu9'ch  
    0.64 ?dD&p8{  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 ~7Ts_:E-  
    1.8 C3< m7h  
    0.62 fNb`X  
    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: R16'?,  
    镜头品牌规格 hc~s"Atck  
    得分 {S,l_d+(  
    MTF侧重平均值 (ohq0Y  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Y3r%B9~  
    3.2 D _/^+H]1  
    0.74 ObLly%|i  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U /3e KN  
    3.1  $rz=6h  
    0.74 8#(Q_  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 T?:glp[4I  
    3.0 =0^Ruh  
    0.73 ,S'p %g  
    Sigma  70~210/4-5.6 m-H-6`]  
    2.9 Ul2R'"FB  
    0.72 {z(xFrY  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 Vnx,5E&  
    2.9 R&|mdY8  
    0.72 A$#p%y b  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 Swp;HW7x  
    2.9 6T+FH;h  
    0.72 'a$Gv&fu  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D YhOlxON  
    2.8 HHq_P/'  
    0.71 RE =`  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 JL\w_v  
    2.7 bhkUKxd  
    0.69 BYs-V:  
    Yashica AF 70~210/4.5 Sp7ld7c  
    2.7 |;.o8}  
    0.69 CamE'  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 BZud) l24  
    2.6 wNQ*t-K  
    0.69 e*@{%S  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 bHg,1y)UC  
    2.6 sXi=70o  
    0.69 )Psb>'X  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U F;gx%[$GX  
    2.4 0{dz5gUde  
    0.67 )K,F]fc+O  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 .pfP7weQ  
    2.4 w" SoeU  
    0.67 Z9575CI<  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): AZa 6 C w  
    镜头品牌规格 D[_|*9BC  
    得分 z;A>9vQ_J  
    MTF侧重平均值 Qtbbb3m;  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 HPb]Zj  
    3.7 SfJ./ny  
    0.78 ~_Lr=CD;4  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Nluv/?<  
    3.6 @y82L8G/  
    0.78 aYuD>rD  
    Canon EF 20~35/2.8 L zX0md x<|<  
    3.5 4'-|UPhx  
    0.77 Si_%Rr&jW  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 'XzXZJ[uq  
    3.5 L=q+|j1>  
    0.77 6oLwfTy  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ,WvY$_#xW%  
    3.4 :um|nRwy9  
    0.76 ;9~6_@,@o  
    Pentax FA 20~35/4 AL U Z|HJ8_  
    3.4 oS7(s  
    0.76 9lGOWRxR)  
    Minolta AF 17~35/2.8 G \MjJ9u `8  
    3.3 1Wm)rXW[x  
    0.75 AJSx%?h:6  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 y`$Q \}fS  
    3.3 V5GW:QT  
    0.75 x.3J[=z=>  
    Canon 20~35/3.5 L 0pJ ":Q/2)  
    3.3 MXzVgy  
    0.75 uu}x@T@  
    Canon EF 17~35/2.8 L lY{FSGp  
    3.2 8F:e|\SB#  
    0.74 }|5 V RJA  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX Kx=4~  
    3.1 6I!7c^]t  
    0.73 mwY IJy[  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 $&<uT  
    2.9  ;zYqsS  
    0.72 g8w2Vz2/  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 _UT$,0u_i  
    2.8 !'j?.F $}  
    0.71 7<jZ`qdq_  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 x5QaM.+=J  
    2.7 yuDZ~0]R  
    0.70 E@-KGsdhK  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro o99pHW(E  
    2.5 rp6q?3=g  
    0.68 XuD=E  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF \EKU*5\Hp>  
    2.4 B9T!j]'  
    0.67 ,oNOC3 U  
    /;tPNp{!dw  
    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。 ,SQZD,3v4  
    !A>z(eIsv`  
    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。 "Vr[4&`  
    G NS`.fS  
    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