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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 %.onO0})  
    8 VhU)fY  
      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: 14 (sp  
    fPPmUM^C9  
      MTF = Vo / Vi j0s$}FPUI  
    O~Bh(_R&  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 uL^`uI#I  
    T k@~w  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? "M3;>"`G  
    /'b7q y  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 FZLx.3k4  
    %$i}[ U  
      (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)。 U]@?[+I0]  
    [^^Pl:+  
      看看photodo的例子: TwI'XMO;A  
    JYv<QsD  
    (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 j-.Y!$a%6  
    u8M_2r  
      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。 XUD Ztxa  
    {^1''  
      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。 yc`*zLWh  
    KSHq0A6/q%  
    MTF(续) )a x>*  
    euVj,m  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 -Mz [S  
    "?<h,Hvi  
    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。 0/9]T Ic  
    CPMGsW^  
    浅谈MTF值的含义 SD<a#S\o  
    `b%lojT.  
    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。 >?rMMR+A  
    1hE{(onI  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 $*T?}r>  
    1@JusS0^K  
    哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后,制定了MTF侧重平均值的计算方法,首先对预定焦距,分别对镜头的f4和f8时的MTF值,分别乘以0.4和0.6的侧重系数,相加得到某一线频下的MTF值,然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57,20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29,40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14,将三个数字相加,就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5,使各种镜头的分值明显化,不象有些测试结果,给人的印象都很好,却失去了指导意义。 P.QF9%  
    -6~.;M 5  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 ]V_A4Df  
    -;J6S  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 Poa&htxe1  
    `E?0jQ  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 M.r7^9P  
    / *PHX@  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: zn7)>cQ905  
    镜头品牌规格 32j}ep.*  
    得分 7 )r L<+  
    MTF侧重平均值 E)ZL+(  
    Contax 28~85/3.3-4 KIag(!&  
    4.0 RjVmHhX  
    0.81 w,$qsmR  
    Canon EF 28~70/2.8 L Y#tur`N  
    3.9 l`i97P?/W  
    0.81 ~!!| #A)W  
    Nikon AF 35~70/2.8 K,$rG%c zX  
    3.8 $LFL4Q  
    0.79 /XEW]/4  
    Minolta AF 28~70/2.8 :dAd5v2f  
    3.7 x +pf@?w  
    0.78 2vX $:4  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp _lFw1pa#\  
    3.5 0GXY2+p}S  
    0.77 lg~7[=%k#  
    Leica 28~70/3.5-4.5 sA77*T  
    3.2 ~~ rR< re  
    0.75 \6JOBR  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ?1a9k@[t  
    3.1 ,^97Ks ;  
    0.73 XW" 0:}`J  
    Sigma AF 28~70/2.8 $2L6:&.P,  
    3.0 dK4rrO  
    0.73 >MYDwH  
    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。 F!wz{i6\h  
    E3]WRF;l  
    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: Mjy:k|aY"  
    镜头品牌规格 mpMAhm:  
    得分 @q q"X'3t  
    MTF侧重平均值 d%"XsbO  
    Leica 80~200/4 ow.!4kx{d  
    4.2 ?! 6Itkg  
    0.83 W%-XN   
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D '.(Gg%*\.  
    4.1 pX?3inQP%(  
    0.82 Es%f@$0uy  
    Canon EF 70~200/2.8 L JHt U"  
    4.1 x9 %=d  
    0.82 %BP>,E/w  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX  pUb1#=  
    3.9 Y}N\|*ye-  
    0.81 ~<m^  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 0!_?\)X  
    3.9 !}#> ky!t  
    0.81 f 7lj,GAZ  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED _>R aw  
    3.9 89g a+#7  
    0.80 VNHce H  
    Contax 80~200/4 7|DG1p9C  
    3.8 :Kwu{<rJ!(  
    0.79 KBmOi  
    Tokina AF 80~200/2.8 {E:`  
    3.4 Pc`d]*BYi  
    0.76 =GPXuo  
    Leica 70~210/4 Og/aTR<;=  
    3.3 b-sN#'TDg  
    0.75 ` 3qf}=Z`  
    Pentax FA 80~200/2.8 alaL/p{O  
    3.2 K)7T]z`  
    0.74 vSH,fS-n  
    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。 m9DFnk<D  
    >.d/@3 '  
    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: ,X4+i8Yc  
    镜头品牌规格 s)a-ky(  
    得分 nn_O"fZi  
    MTF侧重平均值 =9GA LoGL  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U %^IQ<   
    3.3 tQ|c.`)W  
    0.75 Y 3BJ@sqz  
    Pentax FA 28~70/4 AL qk2E>  
    3.3 Q[biy{(b8  
    0.75 Jr2yn{s=S  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U lFnls6dp  
    3.2 wtTy(j,9  
    0.74 q!y.cyL  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U |Vx [  
    3.1 im2mA8OH  
    0.73 pAE (i7  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 fp' '+R[   
    3.1 hCcI]#S&  
    0.73 gjDNl/r/  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D .SD-6GVD  
    3.0 >GGM76vB=,  
    0.72 A@}5'LzL  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp  '"B  
    3.0 $oBs%.Jp  
    0.72 yE8D^M|g  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 .<%tu 0  
    2.9 r&]XNq'P9  
    0.72 "lh4Vg\7n  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 4=L>  
    2.9 msBoInhI  
    0.71 <fvu) f  
    Contax 28~70/3.5-4.5 4z0gyCAC A  
    2.8 "cKD#  
    0.71 3Z XAAV  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D l=CAr  
    2.8 sgfqIe1  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro |[?Otv  
    2.7 5Z>a}s_i  
    0.70 {rc3`<%  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 |?T=4~b  
    2.7 OcT Wq  
    0.70 ?^Rp" H   
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 a !VWWUTm?  
    2.6 zPaubqB  
    0.69 N%dY.Fk  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 >+M[!;m}  
    2.3 MB)<@.A0  
    0.66 yB UQ!4e  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 }Va((X w  
    2.0 rN}pi@  
    0.64 d{S'6*`D  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 m _)-  
    1.8 ZNBowZI  
    0.62 q} e#L6cM  
    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: 7{ m>W!  
    镜头品牌规格 cq I $9  
    得分 |+ F ~zIu'  
    MTF侧重平均值 .LDZqWr-  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO pJHdY)Cz  
    3.2 eFiG:LS7  
    0.74 ]}L'jK 0  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U V4,Gt ]4  
    3.1 IC cr  
    0.74 KQf WpHwfj  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ;fNCbyg4 I  
    3.0 NXOXN]=c<  
    0.73 |vs5N2_  
    Sigma  70~210/4-5.6 _.s ,gX  
    2.9 AG,><UP  
    0.72 o +$v0vg%T  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ,JwX*L<:  
    2.9 BN9e S   
    0.72 2.^{4 1:  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 |S8$NI2  
    2.9 RL` E}:V  
    0.72 ZXnacc~s  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D !aT:0m$:9c  
    2.8 1M`E.Ztw*  
    0.71 Y<T0yl?  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 p/Ul[7A4e  
    2.7 3yx[*'e$  
    0.69 JBpV'_"]  
    Yashica AF 70~210/4.5 edL2ax  
    2.7 $ar^U  
    0.69 HyzSHI  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 |ke0G  
    2.6 %+'Ex]B  
    0.69 zH1 ;h  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ~R|9|k  
    2.6 beO Mln+R  
    0.69 Kd oI  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U =;Q/bD->  
    2.4 og";mC  
    0.67 6_`Bo%  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 'Ix@<$~i3F  
    2.4 mqZK1<r  
    0.67 &{j!!LL  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): F3bTFFt  
    镜头品牌规格  /b=C  
    得分 a"@f< wU~  
    MTF侧重平均值 daSe0:daJ  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Wc@ ,#v  
    3.7 t'2A)S  
    0.78 6Q:Wo)^!  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF O i\ s  
    3.6 Z#.d7B"  
    0.78 utmJ>GWSI  
    Canon EF 20~35/2.8 L p$,G`'l  
    3.5 }ktIG|GC  
    0.77 Mxl;Im]!`.  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Tx} Nr^   
    3.5 N}#Rw2Vl  
    0.77 Q"I(3 tp9[  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 336ETrG^0  
    3.4 =][ )|n  
    0.76 KJ+6Y9b1  
    Pentax FA 20~35/4 AL  T7nI/y  
    3.4 C+' -TLeu  
    0.76 (?l ]}p^[  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 3(oMASf  
    3.3 3@" :&  
    0.75 ,P9F*;Dj  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 4bk`i*-O  
    3.3 *)RKU),3nL  
    0.75 [)V~U?  
    Canon 20~35/3.5 L 3zB'AG3b  
    3.3 O84:ejro  
    0.75 o9}\vN0F  
    Canon EF 17~35/2.8 L gnH {_  
    3.2 ,ciX *F"  
    0.74 L;0 NR(b!  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ?3~t%Q`  
    3.1 XYvj3+  
    0.73 jSpj6:@B  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 y#a,d||N1  
    2.9 R3G\Gchd  
    0.72 ;+DEU0|pe  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 [yMSCCswW  
    2.8 "SN*hzs"]`  
    0.71 |? V7E\S  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 ]$drBk86bh  
    2.7 #HV5M1mb  
    0.70 2,:{ 5]Q$  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro g)6>=Qo`8E  
    2.5 ou-#+Sdd  
    0.68 }<~(9_+  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF n{N0S^h  
    2.4 ry|a_3X(I  
    0.67 XQ=%a5w  
    ^ ##j {h7  
    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。 =Xvm#/  
    E0I/]0  
    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。 UJ,vE}=_{  
    DY#195H  
    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