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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 "r~/E|Da<  
    vSy[lB|)24  
      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: Z7NR%u_|[  
    <1#hX(Q  
      MTF = Vo / Vi )O2IEwPd.  
    &O5O@3:7]  
      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。 +{#L,0t  
    w*]FJ-b<.j  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ~RH)iI  
    (^"2"[?a  
      (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。 c^<~Y$i  
    =!G{+&j  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 DkSs^ym  
    B1A:}#  
      看看photodo的例子: ~9PZ/( '  
    u@;e`-@  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 R9  Y@I  
    {:|b,ep T  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 -Jf}3$Ra  
    f40OVT@g  
      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。 }kF?9w  
    ((&5F!+\-  
    MTF(续) BT`g'#O  
    :H:Se  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 )}P/xY0  
    r@}8TE*|P  
    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。 \8g= Ix  
    ~(#iGc]7  
    浅谈MTF值的含义 I9dX\w}  
    S503b*pM  
    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。 >=:^N-a  
    ?\kuP ?\  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 K {  FZ/  
    NwxDxIIH/)  
    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。 F+ 7*SImv6  
    JL>frS3M  
    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。 &F:.OVzX  
    [k0/ZfFwV  
    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。 LJom+PxF$x  
    -:kIIK   
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 &E1m{gB(  
    4U16'd  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: jSSEfy>^  
    镜头品牌规格 MMUlA$*t  
    得分 5^R?+<rd  
    MTF侧重平均值 ef)zf+o  
    Contax 28~85/3.3-4 1*|/N}g)  
    4.0 1Vx5tOq  
    0.81 [ [pt~=0  
    Canon EF 28~70/2.8 L IA{W-RRb  
    3.9 6^!fuIZ;_  
    0.81 7A) E4f'  
    Nikon AF 35~70/2.8 m@u% 3*:  
    3.8 E NCWOj  
    0.79 ->X>h_k.Y  
    Minolta AF 28~70/2.8 ?;H}5>^8P  
    3.7 bdY:-8!3  
    0.78 I!Z"X&  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 74a@/'WbE  
    3.5 nMZ)x-  
    0.77 }%-iJ\  
    Leica 28~70/3.5-4.5 J3(E{w8Q  
    3.2 UG=]8YY!  
    0.75 N|Ag8/2A  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro U$<" . q  
    3.1 0~K&P#iR  
    0.73 9zS   
    Sigma AF 28~70/2.8 0:>hK\F#  
    3.0 sei2\l8q  
    0.73 *nHuGla  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 jd,i=P%  
    [0hahR  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: cs ?WE9N  
    镜头品牌规格 U4^c{KWS  
    得分 .c ~z^6x  
    MTF侧重平均值 E>f{j:M  
    Leica 80~200/4 2%L`b"9}V  
    4.2 \@WVeFr  
    0.83 (ie%zrhS  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D q\x.e.@  
    4.1 5 7t.Ud  
    0.82 *U]&a^N  
    Canon EF 70~200/2.8 L Nh_\{ &r  
    4.1 lux g1>  
    0.82 S2;^  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX (tOhuSW  
    3.9 ux)*B}/xh  
    0.81 } `r.fD  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo jx}'M$TA  
    3.9 @+H0D"  
    0.81 83SK<V6  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED E:ci/09wD  
    3.9 ~/9RSdv7  
    0.80 `=P_ed%&'  
    Contax 80~200/4 op5 `#{  
    3.8 r A(A$VR  
    0.79 ]W14'Z  
    Tokina AF 80~200/2.8 2dkWzx  
    3.4 j&_>_*.y  
    0.76 V){Io_"  
    Leica 70~210/4 )J> dGIb  
    3.3 $x+7.%1m)~  
    0.75 p\&/m  
    Pentax FA 80~200/2.8 h !K" ;qw  
    3.2 8K-P]]  
    0.74 'JJKnE zQ  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 SFd_k9  
    f"P866@oWn  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: QfAmGDaYQ  
    镜头品牌规格 1' U  
    得分 ;Vat\,45pg  
    MTF侧重平均值 vm_]X{80;  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 3PZ(Kn<  
    3.3 k[ zyR  
    0.75 qvB{vU  
    Pentax FA 28~70/4 AL ZxSFElDD]E  
    3.3 @4T   
    0.75 1:](=%oM&k  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Ht(TYq  
    3.2 0VtjVz*C7&  
    0.74 T`fT[BaY  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U '~K]=JP  
    3.1 8Iw)]}T'  
    0.73 _Ffg"xoC  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 (b//YyqN  
    3.1 XV]xym~  
    0.73 _$c o Y  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ||QK)$"  
    3.0 XZARy:+bc  
    0.72 xm1di@  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp M.t,o\xl  
    3.0 zHZfp_I  
    0.72 +] ;WN  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 +5*bU1}O  
    2.9 jDb\4QyC  
    0.72 re[5lFQ~Z  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ZBpcC0 z  
    2.9 X/2GTU7?  
    0.71 5uQ+'*xN%  
    Contax 28~70/3.5-4.5 \]f+{d- &  
    2.8 9)W3\I>U-  
    0.71 g]: [^p  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D l1k&@1"  
    2.8 xH:L6K/c  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro VqW5VL a  
    2.7 %AA&n*m  
    0.70 A/I\MN|  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ^.8~}TT-U  
    2.7 dV38-IfGkl  
    0.70 SkmTW@v  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Zw0KV%7hD  
    2.6 y4h =e~  
    0.69 ptT-{vG  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 _|I8+(~)  
    2.3 4%~*}  
    0.66 we`BqZV  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 LJ~#0Zu?  
    2.0 lb'tVO  
    0.64 9&f+I@K  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 Gh=I2GSo  
    1.8 _xCYh|DlQ|  
    0.62 Anyy  
    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: {f-O~P<Z4  
    镜头品牌规格 ,b!D8{W"N  
    得分 r6uN6XCM  
    MTF侧重平均值 G4SA u  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Fnak:R0  
    3.2 <A Hzs  
    0.74 *4%pXm;  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 8b'@_s!_  
    3.1 C @<T(`o  
    0.74 4Z%1eOR9V  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 bI:W4y>I=  
    3.0 ; &6 {c  
    0.73 %p  
    Sigma  70~210/4-5.6 5Z_C (5)/Y  
    2.9 85G-`T  
    0.72 @z ",1^I  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 !hq*WtIk  
    2.9 |E?r+]  
    0.72 W/BPf{U  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 &^#iS<s1  
    2.9 M;y*`<x  
    0.72 ZtO$kK%q;  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D kVWcf-f  
    2.8 tlp,HxlP  
    0.71 !Ea >tQ|  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6  4t(/F`  
    2.7 46NuT]6/4  
    0.69 [yN+(^ i  
    Yashica AF 70~210/4.5 H; \C7w|  
    2.7 Mw RLv,&"  
    0.69 gQ0,KYmI3_  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 k/{WlLN  
    2.6 wX}p6yyN  
    0.69 k^;n$r"i5  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 8Y`g$2SZ^8  
    2.6 V:y6NfL7i'  
    0.69 ow9a^|@a  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U Hh;lT  
    2.4 i!}k5k*Z  
    0.67 b)'CP Cu*  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ].xSX0YQ%  
    2.4 v}u]tl$,  
    0.67 $]_SPu  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 6:|;O  
    镜头品牌规格 ZcjLv  
    得分 KX9IC 5pR  
    MTF侧重平均值 $Ah p4oiE  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 %z@ Z^Jv  
    3.7 &J2 UAmB  
    0.78 WT,I~'r=S  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Lp:VU-S  
    3.6 %]I#]jR  
    0.78 7d>w]R,Z  
    Canon EF 20~35/2.8 L _1E c54D  
    3.5 {Ia1H  
    0.77 E<+ G5j  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 8%B_nVc  
    3.5 )-!)D  
    0.77 d lfjx  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U B,%6sa~I  
    3.4 p*lP9[7  
    0.76 8a 8a:d  
    Pentax FA 20~35/4 AL $,by!w'e:l  
    3.4 id9QfJ9t  
    0.76 ;6PU  
    Minolta AF 17~35/2.8 G %OgK{h  
    3.3 JR]elRR  
    0.75 Jkj7ty.J  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 neM)(` gp  
    3.3 <jJ'T?,  
    0.75 cy,6^d  
    Canon 20~35/3.5 L .TA)|df ^  
    3.3 (Z$7;OAI  
    0.75 ?1\I/ 'E9  
    Canon EF 17~35/2.8 L ZPw4S2yw3.  
    3.2 wnd #J `  
    0.74 .B~yI3D`M  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX p35)K5V  
    3.1 ":+d7xR?o  
    0.73 xwsl$Rj  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 gBV4IQ  
    2.9 V.`hk^V,  
    0.72 Q +l{> sL  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 j7&#R+f  
    2.8 )x\%*ewY  
    0.71 tZ62T{, a  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 E8kD#tL  
    2.7 9{fP.ifdv7  
    0.70 m33&obSP  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro iSf%N>y'K  
    2.5 W gyRK2#!  
    0.68 d>F7i~W  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF mr}o0@5av  
    2.4 KB~[nZs7  
    0.67 -'miM ~kG[  
    kXhd]7ru  
    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。 x/{-U05  
    )R `d x  
    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。 4qDO(YWf  
    v0) %S  
    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