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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 7x.%hRk  
    1TqF6`;+  
      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: >3;^l/2c  
    h"QbA"  
      MTF = Vo / Vi F N"rZWM  
    nYv#4*  
      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。 hQh9ok8S  
    coQ[@vu  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ]S8LY.Az5  
    '\p;y7N  
      (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。 }$&WC:Lg  
     0V11#   
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 #t71U a  
    `]2@ _wa  
      看看photodo的例子: [J\DB)V/  
    >.dHt\  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 ;?9A(q_Z  
    L@|#Bbmx  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 oo'w-\2]p  
    MUof=EJg>u  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 \v`#|lT$  
    XK3]AYH  
    MTF(续) =mrY/ :V  
    9EgP9up{6!  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 uIP iM8(  
    &zN@5m$k;  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 < tQc_  
    *8!w&ME+.  
    浅谈MTF值的含义 'XfgBJF=  
    kJ8vKcc  
    MTF值(模量传递函数)是对镜头的锐度,反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑(白)色物体,它的线对频率是0。此时,任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条(反差为100%)来说,随着线对频率的提高,通过镜头表现的反差就相应减少(反差小于100%)。当线频达到一个很高的数值时(例如1000线对/毫米),则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此,MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大(越接1),说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上,10线对/毫米的线对频率时,优质镜头的MTF值为95%左右,而业余镜头的MTF值也在90%左右,这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时,优质镜头的最高MTF值可达70%以上,而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时,被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头,虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛(反差较大)拍的清晰可辩,而对于一个德国北部(灰发白皮肤)或印度(黑发棕皮肤)的女郎而言,由于体现不出来反差,其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例(假定反差为0.45):通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315,而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道,在白纸上印刷灰字时,两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了,更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 NXgRNca  
    (DJvi6\H  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 PKtU:Eg  
    { vfq  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 QP\yaPE  
    EODB`$+  
    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。 vj3isI4lU  
    _'JRo%{xGX  
    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。 J/S{FxNe]  
    $Xt;A&l2?  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 nUqy1(  
    VN|G5*  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: aW`dFitpM  
    镜头品牌规格 ]bfqcmh<  
    得分 _'c+fG \  
    MTF侧重平均值 E/"SU*Co  
    Contax 28~85/3.3-4  rA#s   
    4.0 94z8B;+ H]  
    0.81 ]18Ucf  
    Canon EF 28~70/2.8 L h*'d;_(,  
    3.9 fOW_h  
    0.81 F"BL #g66  
    Nikon AF 35~70/2.8 eUs-5 L  
    3.8 X8b#[40:  
    0.79 6F ;Or  
    Minolta AF 28~70/2.8 WD;)VsP  
    3.7 1 ;Ju]  
    0.78 0#=W#Jl>  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp R9=K(pOT  
    3.5 lM&UFEl-\  
    0.77 c!~T2t  
    Leica 28~70/3.5-4.5 hZ o5p&b  
    3.2 bFn(w:1Q  
    0.75 #7C6yXb%  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ^f0(aYWx  
    3.1 U9F6d!:L7A  
    0.73 sy.:T]ZH  
    Sigma AF 28~70/2.8 fM9xy \.  
    3.0 ! OfO:L7-  
    0.73 kd`YSkZ  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 tj#b_ u z  
    ]Da4.s*mW  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: #W^_]Q=5R'  
    镜头品牌规格 . =R=cA7  
    得分 "s;ci~$  
    MTF侧重平均值 9F)W19i.  
    Leica 80~200/4 }+JLn%H)  
    4.2 .)0gz!Z  
    0.83 w< mqe0  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D DCK_F8  
    4.1 @|'Z@>!/pV  
    0.82 pLJeajv)z  
    Canon EF 70~200/2.8 L Hi7G/2t@`  
    4.1 (l2<+R%1  
    0.82 Q6|@N~UeZ  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX q!@c_o  
    3.9 X$PS(_M  
    0.81 ]eD[4Y\#t  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo \aB&{`iG  
    3.9 N&,"kRFFo  
    0.81 g!\QIv1D  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 3m~U(yho  
    3.9 xT/9kM&}L  
    0.80 ]Qc: Zy3  
    Contax 80~200/4 rSbQ}O4V  
    3.8 6iyt2q kh  
    0.79 G*=H;Upi  
    Tokina AF 80~200/2.8 ?Cc$]  
    3.4 LsnXS9_  
    0.76 E8 \\X  
    Leica 70~210/4 ![j(o!6&  
    3.3 5 5a@)>h  
    0.75 'oT|cmlc  
    Pentax FA 80~200/2.8 *eMLbU7  
    3.2 7~L|;^(  
    0.74 r"6lLc  
    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。 bf{Ep=-  
    )y5iH){ !  
    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: lej^gxj/2  
    镜头品牌规格 2pw>B%1WP)  
    得分 n/Or~@pHD  
    MTF侧重平均值 NCp%sGBmG  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 2Sv>C `FMU  
    3.3 1ME|G"$;  
    0.75 ^75pV%<%  
    Pentax FA 28~70/4 AL @i\7k(9:A  
    3.3 x={kjym L  
    0.75 5N Fq7&rJ6  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Un~]Q?w  
    3.2 Xk;Uk[  
    0.74 }D(DU5r  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ,CN#co  
    3.1 ya;@<b  
    0.73 EC0zH#N  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 3@%BA(M  
    3.1 -<H ri5  
    0.73 1fmSk$ y.9  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D 5Gc_LI&v7  
    3.0 iz,]%<_PE  
    0.72 #vnefIcBf  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp o$*bm6o  
    3.0 USH@:c#t  
    0.72 [9'|7fdU  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 wA{*W>i  
    2.9 lK_ ~d_f  
    0.72 Xq[:GUnt  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 )j$b9ZBk  
    2.9 jt0H5-x  
    0.71 B!$V\Gs  
    Contax 28~70/3.5-4.5 R994R@gz  
    2.8 Ka[Sm|-q  
    0.71 c8 H9_6  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D )zo#1$C-  
    2.8 ^U R-#WaQ  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro oNh68ON:c  
    2.7 9;}L{yve  
    0.70 ]t8{)r  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 m 4wPuW  
    2.7 ly9x1`?$  
    0.70 yd\5Z[iEp  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 f$~ _FX  
    2.6  zZS>+O  
    0.69 FF5tPHB  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 UwvGr h  
    2.3 <L[T'ZE+  
    0.66 9/@FADh  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 yaCd4KP  
    2.0 L{+&z7M  
    0.64 N` @W%  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 $%N;d>[U,  
    1.8 z(8)1#(n7  
    0.62 TyxU6<>4J4  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: O6*'gnke  
    镜头品牌规格 ^T uP=q5?  
    得分 @]?? +f}#  
    MTF侧重平均值 3:l:~Vn  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ?uNTUU,  
    3.2 iX0]g45o  
    0.74 /y+;g{  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U v Ie=wf~D`  
    3.1 )&b}^1  
    0.74 A&X  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 GqmDDL1  
    3.0 48*Oh2BA  
    0.73 )3D+gu  
    Sigma  70~210/4-5.6 {ziYd;Ys1  
    2.9 YD0vfwh  
    0.72 b<29wL1  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 /6i Tq^.%  
    2.9 ,6y-.m7>  
    0.72 Mo:!jS~a(Z  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 @'k,\$/  
    2.9 : 9djMsd  
    0.72 k'WS"<-  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D +j)-L \  
    2.8 |,M#8NOp:  
    0.71 JO<gN= [  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 XC+F! R  
    2.7 42b=z//;  
    0.69 Mdy0!{d  
    Yashica AF 70~210/4.5 &k%wOz1vM  
    2.7 DRKc&F6Qy  
    0.69 nsr _\F\  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 L XTipWKz  
    2.6 )n[`Z#  
    0.69 ^6N3 nkyZ  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ^-c si   
    2.6 kp#c:ym  
    0.69 [7SI<xkv  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U @vQ;>4i.  
    2.4 n{qa]3  
    0.67 U&d-?PI  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 3Aqe;Wf9%+  
    2.4 fmZzBZ_  
    0.67 #V(Hk )  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): eJVOVPg<,  
    镜头品牌规格 Muc*?wB`  
    得分 {$u@6& B  
    MTF侧重平均值 rH} Dt@  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 a-UD_|!  
    3.7 W~+!"^<n  
    0.78 lhIr]'?l  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF RJ`/qXL  
    3.6 LNyL>VHkK  
    0.78 ShsP]$Yp  
    Canon EF 20~35/2.8 L iC5JU&l  
    3.5 v0H>iKh7  
    0.77 =E6i1x%j  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 +^]PBMM1w  
    3.5 +gD)Yd  
    0.77 -V<=`e  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U _6QLnr&@j  
    3.4 RL]lt0O{  
    0.76 ?Ss RN jeL  
    Pentax FA 20~35/4 AL A]~iuUHm  
    3.4 e) /u>I  
    0.76 zvQ^f@lq2  
    Minolta AF 17~35/2.8 G d@q t%r3;  
    3.3 61eKGcjs:  
    0.75 /S=;DxZ,r  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 Y" ]eH{  
    3.3 W0uM?J\O  
    0.75 4{;8 ]/.a  
    Canon 20~35/3.5 L ][>M<J  
    3.3 K&"Pm9  
    0.75 :BZx ) HxQ  
    Canon EF 17~35/2.8 L 7$dc? K  
    3.2 83 ^,'Z  
    0.74 U~zN*2-  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX 3K'o&>}L  
    3.1 {/|8g(  
    0.73 ,ex(pmZ;  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 E*!zJ,@8  
    2.9 kvO`]>#;$?  
    0.72 Iy1X nS*  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 @*`UOgP7  
    2.8 U*+!w@ .  
    0.71 LXLIos55S  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 Iz$W3#hi  
    2.7 TXvt0&-  
    0.70 !+26a*P  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro $P}]|/Yb  
    2.5 MFdFZkpiV  
    0.68 4`5Qt=}  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Xy8ie:D  
    2.4 Vwh&^{Eh  
    0.67 0|+hm^'_  
    {pJ@I=q  
    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。 s"Pk-Dv  
    4;~lpty  
    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。 kKk |@  
    ^9V8M9  
    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