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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 |ZH(Z}m  
    q-<DYVG+  
      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: X>[i<ei  
    losqc *|  
      MTF = Vo / Vi BS##nS-[  
    ,XO@ZBOM  
      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。 XG.[C>  
    wli cuY?  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Jr !BDg  
    ^f! M"@  
      (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。 ;n Bf  
    :Ph>\aG  
      (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)。 R|C`  
    L5FOlzn  
      看看photodo的例子: 6]?%1HSi  
    h+1|.d  
    (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 GP%V(HhN  
    w1)TnGT  
      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。 @v lP)"  
    4[$:KGh3  
      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。 ;98&5X\u<  
    %v8 &  
    MTF(续) }i~k:kmV  
    (kLaXayn  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 $os]$5(  
    @.W;3|~qc  
    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。 DU%E883  
    V8M()7uJ  
    浅谈MTF值的含义 3@V?L:J  
    27D*FItc  
    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。 P5<9;PPbZ  
    Da(k>vR@4  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 z{L'7  
    <!sLf z?  
    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。 N55F5  
    wSjDa.?'  
    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。 05LkLB  
    #%;Uh  
    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。 1jg* DQ7L  
    2&4nf/sE  
    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。 oVpZR$  
    ST?{H SCz  
    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: xQFY/Z  
    镜头品牌规格 7\ _MA!:<  
    得分 kg^0%-F  
    MTF侧重平均值 jKml:)k  
    Contax 28~85/3.3-4 x []ad"R  
    4.0 s>J5.Z7"'j  
    0.81 E5^\]`9P  
    Canon EF 28~70/2.8 L OvX&5Q5  
    3.9 d0 )725Ia  
    0.81 DJ"PP 5d  
    Nikon AF 35~70/2.8 iM<$ n2t  
    3.8  rexf#W)  
    0.79 J>A9]%M  
    Minolta AF 28~70/2.8 "A}sD7xy9  
    3.7 ircF3P>a?  
    0.78 (fF8)4l  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp UOZ+ &DL,L  
    3.5 ]:gW+6w"C  
    0.77 sQ}|Lu9hZ  
    Leica 28~70/3.5-4.5 * 1;4&/93o  
    3.2 x &R9m,  
    0.75 i{6&/TBnr  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro gE6'A  
    3.1 V$ H(a`!  
    0.73 b{<?E };%  
    Sigma AF 28~70/2.8 N#ggT9>X  
    3.0 %nZ:)J>kz  
    0.73 # sw4)*v  
    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。 9 -pt}U  
    >aAM&4  
    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: Lk !)G'42  
    镜头品牌规格 J#$U<`j*G  
    得分 WLl8oE< X  
    MTF侧重平均值 BY~Tc5  
    Leica 80~200/4 X84T F~2Y  
    4.2 `q36`Wn  
    0.83 Z5v dH5?!r  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D }nlS&gew^  
    4.1 }MQ:n8  
    0.82 =de'Yy:\-  
    Canon EF 70~200/2.8 L )$!b`u  
    4.1 @s1T|}AJ  
    0.82 eUy*0  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX u!K1K3T6k  
    3.9 H{Ewj_L  
    0.81 "Pwa}{  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo `6~0W5  
    3.9 ii?T:T@  
    0.81 HV~Fe!J_  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED M8~3 0L  
    3.9 3=d%WPgQ  
    0.80 uN)c!='I  
    Contax 80~200/4 4 . 7X*1  
    3.8 O^cC+@l!4  
    0.79 s`$}xukT  
    Tokina AF 80~200/2.8 Z<;W*6J  
    3.4 "J"=<_?  
    0.76 qx ki  
    Leica 70~210/4 {'M<dI$  
    3.3 p3A9 <g  
    0.75 [OCjYC`  
    Pentax FA 80~200/2.8 qSNCBn '  
    3.2 \E?3nQM  
    0.74 {5Bj*m5  
    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。 8'*x88+  
    ;5ki$)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: 8{ZTHY -  
    镜头品牌规格 86{>X5+  
    得分 , '0#q  
    MTF侧重平均值 1b~21n  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ?b+Y])SJK  
    3.3 xq((]5Py  
    0.75 !.'D"Me>  
    Pentax FA 28~70/4 AL D3 C7f'  
    3.3 )h,y Q`.  
    0.75 T_S3_-|{==  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U F%6wdM W  
    3.2 4  eLZ  
    0.74 8NfXYR#  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U _8.TPB]no  
    3.1 @%,~5{Ir  
    0.73 7su2A>Ix  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 Onq^|r's&  
    3.1 5f7id7SI  
    0.73 H0s*Lb  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D oJ4HvrUO  
    3.0 vL@<l^`$0  
    0.72 gHPJiiCv  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp (}39f  
    3.0 gL_1~"3KGC  
    0.72 f 0H.$UAL  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 vqN/crJ@  
    2.9 x#`p.sfVo  
    0.72 P gA<pfEHE  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 _[R(9KyF0f  
    2.9 n0lOq  
    0.71 <J<"`xKL  
    Contax 28~70/3.5-4.5 )9nW`d+  
    2.8 dNgA C){w  
    0.71 s>/Xb2\  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D c0zcR)=mL  
    2.8 T#qf&Q Z  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro He=C\"  
    2.7 5.\p]>|G1  
    0.70 U,W MP<5&  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ZR\N~.  
    2.7 EsKgS\`RZ  
    0.70 zd[k|lj  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 7y=O!?*  
    2.6 ^y@ W\  
    0.69 R0qZxoo  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 ?xqS#^Z  
    2.3 ``CM7|)>`  
    0.66 u:APGR^  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 $Y7VA  
    2.0 nook/7]  
    0.64 |yk/iO(  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 .T3N"}7[  
    1.8 rNk'W,FU  
    0.62 eE'P)^KV  
    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: "d)Yq Q  
    镜头品牌规格 -rU_bnm  
    得分 p?L%'  
    MTF侧重平均值 MAYb.>X#>  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO QQW}.>N  
    3.2 S9!KI)  
    0.74 %/uLyCUZ  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U #HgN wM  
    3.1 [ iTP:8  
    0.74 +A?P4}  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 aM $2lR])J  
    3.0 =p4n @C  
    0.73 xmnBG4,f  
    Sigma  70~210/4-5.6 c ?CD;Pk  
    2.9 jVnTpa!A  
    0.72 |^-D&C(Eu  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 y!1X3X,V  
    2.9 H/{@eaV  
    0.72 vCi`htm%  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 -u@ ^P7  
    2.9 ^mq(j_E.  
    0.72 fJr EDj4(  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D B/l^=u+-  
    2.8 ~qqxHymc  
    0.71 \=WPJm`p  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 `R2Iw I&  
    2.7 8p 4[:M@  
    0.69 xF{%@t  
    Yashica AF 70~210/4.5 (W h)Ov"  
    2.7 ]<<,{IQ  
    0.69 DyqqY$ vH(  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 7R6B}B?/  
    2.6 L6CI9C;-b  
    0.69 MtL<)?HQ  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 *{VC<<`  
    2.6 A@>/PB6n  
    0.69 we _CF*zj  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U .T7CMkYt  
    2.4 )ItABl[{  
    0.67 R|*0_!O:[  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 A4,%l\di<  
    2.4 .bY>++CAPA  
    0.67 We$ n  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 5[)5K?%  
    镜头品牌规格 =!L}/Dl  
    得分 iN8[^,2H|  
    MTF侧重平均值 [[c0g6  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 a_!H_J  
    3.7 zV}:~;w  
    0.78 WA2NjxYz  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF xY]q[a?cy  
    3.6 *=oO3c0|b,  
    0.78 *0" ojfVn  
    Canon EF 20~35/2.8 L |kh{EUE ;  
    3.5 }*bp4<|  
    0.77 %ud-3u52M8  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 MUbKlX  
    3.5 3!F^ vZ.  
    0.77 T(u; <}e@[  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 0&)6mO  
    3.4 *@bz<{!  
    0.76 d8;kM`U  
    Pentax FA 20~35/4 AL Iq%<E:+GL  
    3.4 FbuWFC  
    0.76 Ub f5 :  
    Minolta AF 17~35/2.8 G DNZ,rL:h  
    3.3 Ud+,/pE>FA  
    0.75 +w[ZMk  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 {Y5@SI yE  
    3.3 W#!AZ!  
    0.75 ,gk'8]  
    Canon 20~35/3.5 L <xSh13<  
    3.3 GXm#\)  
    0.75  ;@k=9o]A  
    Canon EF 17~35/2.8 L kntY2FM  
    3.2 BPv+gx(>k  
    0.74 <_8b AO8\  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX o5J6Xi0+  
    3.1 Fc[vs52  
    0.73 qN1fWU#$  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 c`x4."m  
    2.9 ? ch?q~e)  
    0.72 dH5*%  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 vTFG*\Cq  
    2.8 Ns YEBT7f  
    0.71 s@$0!8sxm  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 :vIJ>6lIR  
    2.7 PeIi@0vA  
    0.70 ;bG?R0a  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro XK\nOHLS  
    2.5 3| w$gG;Y  
    0.68 wz3X;1l`c  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Uu8ayN j  
    2.4 sg-^ oy*^  
    0.67 Q?T+^J   
    M/Z$?nd_H  
    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。 ;]xc}4@=mg  
    pHb,*C</  
    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。 p=UW ^95  
    e;~(7/1  
    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