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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 Va<eusl  
    YZwaD b  
      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: j;nb?;  
    n=sXSxl  
      MTF = Vo / Vi }VCI=?-  
    O l@_(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。 2KJ1V+g@a6  
    DVp5hR_$  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? VG@};dwbz*  
    ERMa# L  
      (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。 4 gBp8*2  
    P,xwSvO#M  
      (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)。 CXaWgxlK:a  
    X` r* ob  
      看看photodo的例子: zc+@lJy  
    !PUZWO  
    (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 c0- ;VZ'  
    k5BXirB  
      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。 ?+CV1 ]  
    qYB~VE03  
      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。 nD6G  
    :7.Me ;RA  
    MTF(续) sfD5!Z9#1  
    F`+\>ae$h  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 wxQ>ifi9Z  
    0~WF{_0|  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 }d Ad$^  
    5]Da{Wmgs  
    浅谈MTF值的含义 \_]En43mg  
    ;iQEkn2T|}  
    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 EWhb!U  
    _S?qDG{E|  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 U.0kR/>Z=  
    ^_5|BT@  
    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。 S -&)p@4  
    >4i>C  
    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。 4mYCSu14:`  
    2b@tj 5  
    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。 UXr5aZ7y  
    #Z,E><t  
    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。 Xz{~3ih  
    UmU:j@ xvg  
    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: +g*k*e>l  
    镜头品牌规格  Gs0H@  
    得分 U]6&b  
    MTF侧重平均值 !ku X,*}q  
    Contax 28~85/3.3-4 fC-P.:F#I  
    4.0 LO%!Z,}   
    0.81 S7iDTG_@t  
    Canon EF 28~70/2.8 L <E,%@  
    3.9 ?? qq:`s  
    0.81 vRQOs0F;  
    Nikon AF 35~70/2.8 yJx?M  
    3.8 @\P4/+"9  
    0.79 F3U`ueP  
    Minolta AF 28~70/2.8 .giz=* q+  
    3.7 p]G3)s@>  
    0.78 ?}p:J{  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp _c(4o:  
    3.5 R3.*dqo$  
    0.77 (K..k-o`.  
    Leica 28~70/3.5-4.5 B}?IEpYp  
    3.2 \Q$HXK  
    0.75 IND]j72  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 1eS_ nLFw~  
    3.1 ?knYY>Kzh1  
    0.73 I~* ? d  
    Sigma AF 28~70/2.8 ?*"srE,#JX  
    3.0 W !}{$  
    0.73 f2I6!_C!+  
    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。 ;az5ZsvN D  
    F _3:bX  
    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: njPPztv/@  
    镜头品牌规格 ^]C&tG0 !  
    得分 !]` #JAL7  
    MTF侧重平均值 9SQ4cv*2  
    Leica 80~200/4 Q%S9fq,q  
    4.2 J%C#V}z7E  
    0.83 0ZpFE&  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D yCz|{=7"j  
    4.1 cu!W4Ub<  
    0.82 ,FzeOSy'p  
    Canon EF 70~200/2.8 L `YBkF  
    4.1 4-GXmC  
    0.82 o(kM9G|  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX E ]9\R  
    3.9 2.e vx  
    0.81 TtD@'QXq  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo E; $+f  
    3.9 p,g1eb|E  
    0.81 p>=[-(mt  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED o]n!(f<(*  
    3.9 y@V_g'  
    0.80 }G<T:(a  
    Contax 80~200/4 Q _iO(qu 6  
    3.8 n.oUVr=nX  
    0.79 yL4 T  
    Tokina AF 80~200/2.8  kzmQm  
    3.4 "Ml&[O ge  
    0.76 *u6Y8IL1  
    Leica 70~210/4 /t<@"BoV  
    3.3 d%@~mcH>  
    0.75 vl E z9/H  
    Pentax FA 80~200/2.8 SlLw{Yb7\.  
    3.2 ?(6mVyIe  
    0.74 3uu~p!2  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 q"qo.TPh|$  
    Ty(@+M~-  
    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#A~Nbc  
    镜头品牌规格 #:x4DvDkR  
    得分 -5l6&Y   
    MTF侧重平均值  _?vo U  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U NG&_?|OmV  
    3.3 eas:6Q)  
    0.75 <+#o BN  
    Pentax FA 28~70/4 AL %?C8mA'w  
    3.3 o_M.EZO  
    0.75 A=zPL q{Sb  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U M]v=-  
    3.2 x"P);su  
    0.74 #%@*p,xh  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 6(|d|Si *c  
    3.1 RR;AJ8wd  
    0.73 1'v5/   
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 s^OO^%b  
    3.1 hJz):d>Im  
    0.73 ixm&aW6<  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D vP@v.6gS,  
    3.0 e(F42;$$  
    0.72 zjL.Bhiud  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp wu9=N ^x  
    3.0 _lKZmhi  
    0.72 ]&~]#vB#  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 FSuAjBl0-  
    2.9 ZPN roCK`  
    0.72 Nr<`Z  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 Si 9Z>MR  
    2.9 L(>=BK*  
    0.71 +|Hioq* ,t  
    Contax 28~70/3.5-4.5 'D1A}X  
    2.8 ;< )~Y-  
    0.71 s#Jh -+lM  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D l=N2lHU  
    2.8 pCpb;<JG  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro v4miU;|\  
    2.7 C${ S^v  
    0.70 E@05e  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 mV73 \P6K  
    2.7 2jsw"aHW  
    0.70 Y!q!5Crfi  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 SQ,?N XZ  
    2.6 :4)Qt  
    0.69 H2xeP%;$  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 $uui:wU%Q  
    2.3 R`";Z$~{  
    0.66 kc'pN&]r:  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 LWsP ya  
    2.0 $P7iRM]  
    0.64 plu$h-$d  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 m\>a,oZH  
    1.8 iGDLZE+?  
    0.62 kL7#W9  
    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: @=]~\[e\  
    镜头品牌规格 {*ZY(6^  
    得分 Ogt]_  
    MTF侧重平均值 1QZ&Mj^^  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO XS0xLt=  
    3.2 O<)y-nx;X  
    0.74 0yx3OY  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ?T_3n:  
    3.1 &AuF]VT  
    0.74 b5IA"w  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 _ 7PMmW@  
    3.0 cr?7O;,  
    0.73 &~UJf4b|A  
    Sigma  70~210/4-5.6 1CPjil*eb  
    2.9 FG3UZVUg9  
    0.72 6qe*@o  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 m|=Ecu  
    2.9 ]Q "p\@\!  
    0.72 }~h'FHCC+  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 o]{uc,  
    2.9 E| YdcS  
    0.72 3'c\;1lhT  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 3ZTE<zRQ  
    2.8 Iu~\L0R427  
    0.71 B .TB\j  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 '6$*YN&5  
    2.7 j` E +qk  
    0.69  Pi%%z  
    Yashica AF 70~210/4.5 (qn2xrV  
    2.7 9p 4"r^  
    0.69 H4OhIxK  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 d_S*#/k  
    2.6 ~9F,%  
    0.69 4> ^K:/y  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 'tN25$=V&W  
    2.6 M,j(=hRJ/E  
    0.69 =5D nR  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U =S[yE]v^  
    2.4 !$A37j6  
    0.67 {Z;jhR,  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 #jpoHvt h  
    2.4 6b8;}],|  
    0.67 %or,{mmiM:  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): H?}[r)|(3i  
    镜头品牌规格 2=-utN@Z  
    得分 =k3!RW'  
    MTF侧重平均值 o01kYBD  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 SUWD]k>PH  
    3.7 J" j.'.  
    0.78 IYWjH E+)d  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF +^rh[>W  
    3.6 " "O"  
    0.78 JO&JP3N1  
    Canon EF 20~35/2.8 L $d+DDm1o  
    3.5 rzrl>9 h  
    0.77 M)?dEgU}M  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 : FAH\  
    3.5 TUL_TR  
    0.77 X.ONa_  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U rI5F oh6  
    3.4 o sbHs$C  
    0.76 z s Qo$p  
    Pentax FA 20~35/4 AL 71#I5*8  
    3.4 "HD+rmUEH  
    0.76 -3Avs9`5  
    Minolta AF 17~35/2.8 G "O+5R(XT  
    3.3 d-bqL:/  
    0.75 4vK8kkW1  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 E}CiQUx  
    3.3 E< 4l#Z<  
    0.75 f0+2t.tj  
    Canon 20~35/3.5 L >idBS  
    3.3 ;vhyhP.oM  
    0.75 wI M{pK  
    Canon EF 17~35/2.8 L RO\gax  
    3.2 L+B?~_*  
    0.74 p6EDQwlf  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX <0|9Tn2O  
    3.1 nM=e]qH  
    0.73 ?:^mBb) T  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 -@^Zq}  
    2.9 HQ!Xj .y  
    0.72 J MX6yV  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 t<uYM  
    2.8 SEQ%'E5-'  
    0.71 jD) {I  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 fkfZ>D^1  
    2.7 q<e&0u4  
    0.70 +]>+a<x*%  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro R~L0{` 0  
    2.5 ;S$Ll*f>D  
    0.68 9L%I<5i  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF MgnM,95  
    2.4 0?7XtC P<  
    0.67 '2J0>Bla  
    VvByHcLv  
    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。 !yjo   
    fLN!EDq  
    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。 Kj=gm .  
    G" b60RQ  
    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