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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 1SBc:!2  
    {GF>HHQb  
      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: UI~ENG  
    "X']_:F1a  
      MTF = Vo / Vi W7N Hr5RC  
    ^H+j;K{5,  
      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。 bw*@0;  
    $ Z;HE/ 3  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ?`F")y  
    CiP-Zh[gZ  
      (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。 LvpHR#K)F5  
    d9/E^)TT  
      (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)。 /,v:!*  
    @C=, >+D  
      看看photodo的例子: oB[3? e  
    ;>=hQC{f>  
    (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 l,/q# )5[  
    :C42yQAP  
      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。 vg5zsR0u  
    T[)) ful  
      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。 TJY$<:  
    T4 SByX9  
    MTF(续) Fga9  
    (2@b ,w^  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 F *; +-e  
    !W:QLOe6F  
    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。 Fc}wu W  
    4\(;}M-R{  
    浅谈MTF值的含义 <YL\E v/[  
    :0T]p"y4  
    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。 }jd[>zk  
    s)=L6t^a6  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 v%3)wD  
    :kZ2N67  
    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。 kSNVI-Wzu  
    ?l,i(I  
    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。 "EpE!jh  
    iy tSC  
    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。 ]CC= \ <  
    hl~(&D1^  
    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。 [ur/`   
    BHj]w*Ov  
    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: ~Y)Au?d(a  
    镜头品牌规格 pq5)Ug  
    得分 ](_(1  
    MTF侧重平均值 j<deTK;.  
    Contax 28~85/3.3-4 aic6,>\!'  
    4.0 O8u"Y0$*w  
    0.81 Tf@t.4\  
    Canon EF 28~70/2.8 L @YwaOc_%  
    3.9 |r-<t  
    0.81 8gC(N3/E"  
    Nikon AF 35~70/2.8 XQ(`8Jl&^  
    3.8 Rl5}W\&  
    0.79 hQGZrZK#  
    Minolta AF 28~70/2.8 !+)$;`  
    3.7 M`?/QU~  
    0.78 }T c)M_  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 4kXx(FE  
    3.5 #UND'c(5  
    0.77 r.ajw&J2  
    Leica 28~70/3.5-4.5 %aw/Y5  
    3.2 WgPL4D9=  
    0.75 n; rOH[P  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro _ux 6SIyp`  
    3.1 ==FzkRA)  
    0.73 R&xD|w8UjM  
    Sigma AF 28~70/2.8 hChM hc  
    3.0 L0&!Qct  
    0.73 !Rb7q{@>  
    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。 Kv#daAU  
    j|aT`UH03  
    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: }= <!j5:  
    镜头品牌规格 t1Jz?Ix6%  
    得分 rkD4}jV  
    MTF侧重平均值 t*}<v@,  
    Leica 80~200/4 [2\`Wh:%P  
    4.2 T@Q<oNU  
    0.83 G,"$Erx  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D A`N;vq,  
    4.1 ]`4 QJ ;#  
    0.82 -x_iqrB  
    Canon EF 70~200/2.8 L uk'<9g^  
    4.1 2!6Kzq  
    0.82 "   c  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX t o?"{  
    3.9 e1/|PgT(KM  
    0.81 Ow^%n(Ezh  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo '\_)\`a|  
    3.9 i{e<kKh  
    0.81 un9o~3SF<  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED e5XikL u  
    3.9 1b!l+ 8!  
    0.80 ud#8`/!mq  
    Contax 80~200/4 eD(a +El}  
    3.8 +_}2zc4  
    0.79 B+B v(p  
    Tokina AF 80~200/2.8 :YI>AaYWDO  
    3.4 sO6t8)$b  
    0.76 ~w*ojI  
    Leica 70~210/4 '{u#:TTj  
    3.3 'K"*4B^3  
    0.75 |$w-}$jq5  
    Pentax FA 80~200/2.8 Qp?+_<{  
    3.2 S8cFD):q  
    0.74 o{Ep/O`  
    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。 $ta#] >{  
    ge?ymaU$a  
    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: 5(|ud)v  
    镜头品牌规格 1 `AE]  
    得分 h ,n!x:zy@  
    MTF侧重平均值 .KLuGb 3JJ  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U N|)V/no6  
    3.3 gjWH }(K  
    0.75 N}h%8\  
    Pentax FA 28~70/4 AL v;8XRR:  
    3.3 n%0vQ;Z1  
    0.75 n)H0;25L  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U $3Ia+O   
    3.2 w#$k$T)  
    0.74 M*H G4(n0  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U LYF vzw>M  
    3.1 y$"L`*W  
    0.73 ?(=B=a[  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 6};oLnO  
    3.1 ]mh+4k?b  
    0.73 <am7t[G."  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D TDGzXJf[  
    3.0 ?yb{DZ46  
    0.72 :F\f}G3  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp OY#_0p)i  
    3.0 m>!#}EJ|  
    0.72 Q!{Dw :7  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 t*#&y:RG  
    2.9 h:NXO'  
    0.72 u5_fM*Ka  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 bW|y -GM  
    2.9 3Cl9,Z"&6$  
    0.71 5=986ci$U  
    Contax 28~70/3.5-4.5 [ub\DLl  
    2.8 3"n8B6  
    0.71 jg8P4s  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D M2S|$6t:  
    2.8 I2T2'_I  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro UXJl;M b  
    2.7 g-}sVvM  
    0.70 6KG63`aQ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 LfApVUm  
    2.7 H%N+V r3O,  
    0.70 (ce NVo&  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 U8KY/!XZ  
    2.6 -EaZ<d[|0  
    0.69 mg(56)  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 3lN+fQ>)S  
    2.3 m~eWQ_a]C@  
    0.66 Biy 9jIWI  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 W!X]t)Ow  
    2.0 ^ym{DSx  
    0.64 ;I'/.gW;{  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 >6 #\1/RP  
    1.8 !y?hn$w0  
    0.62 K;y\ &'E  
    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: $O8V!R*  
    镜头品牌规格 y9hZ2iT  
    得分 rg}kxvu  
    MTF侧重平均值 %#a%Luq  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO AUde_ 1hi  
    3.2 \[EWxu  
    0.74 dCTpO  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U JrTBe73.]j  
    3.1 l)s+"C#  
    0.74 *,*qv^  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 4/WCs$  
    3.0 @&##c6\$  
    0.73 A#: c  
    Sigma  70~210/4-5.6 *XO KH+_u  
    2.9 -RQQ|:O$  
    0.72 #U D  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ?/MXcI(  
    2.9 )d u{ZWr  
    0.72 Ue:T3jp 3%  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 B31-<w  
    2.9 S(h*\we  
    0.72 oZ:F3 GQ4Q  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 0 _}89:-  
    2.8 nV*sdSt  
    0.71 s'Gy+h.  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 QvN <uxm  
    2.7 86F+N_>Z  
    0.69 jgw'MpQm{  
    Yashica AF 70~210/4.5 *AR<DXE L  
    2.7 em!R9J.  
    0.69 Sr 4 7u{n  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 bnu0*Zg>  
    2.6 }zxh:"#K  
    0.69 {; cB?II  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 \<x_96jt!\  
    2.6 R6mJFE*6T9  
    0.69 0]W]#X4A  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U VDjIs UUX  
    2.4 B^~Bv!tHWr  
    0.67 ,ri--<  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 z2V8NUn  
    2.4 p Y>-N  
    0.67 91d`LsP  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): c.A/{a  
    镜头品牌规格 G$9|aaf`1#  
    得分 ,<r3Z$G  
    MTF侧重平均值 !&jgcw/E  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 "gajBY  
    3.7 aq/Y}s?  
    0.78 WTv\HI2X !  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF nL 07^6(  
    3.6 {59VS Nl  
    0.78 :42;c:85  
    Canon EF 20~35/2.8 L y"L`bl A9}  
    3.5 `4$Qv'X*  
    0.77 A<CXdt+t  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 0QH3,Ps1C  
    3.5 )u/ ^aK53^  
    0.77 `Mp7 })  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U D4]B>  
    3.4 J K]tcP  
    0.76 m&~Dj#%(w  
    Pentax FA 20~35/4 AL }\L !;6oy  
    3.4 a{Hb7&  
    0.76 cPaWJ+c  
    Minolta AF 17~35/2.8 G (Cd{#j<  
    3.3 9`n) "r  
    0.75 G$|;~'E  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 xXxh3 k\  
    3.3 pW--^aHu  
    0.75 O0(Q0Ko  
    Canon 20~35/3.5 L yO,`"Dc_0  
    3.3 n ,:.]3v%  
    0.75 [xp,&  
    Canon EF 17~35/2.8 L %x8`fm  
    3.2 I&fh  
    0.74 "zIq)PY  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX -YjgS/g  
    3.1 4zfRD`;  
    0.73 ZWhmO=b!  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 $#ju?B~  
    2.9 J1Ki2I=  
    0.72 u}LX,B-n(  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 * :tjxC  
    2.8 9}jq`xSL  
    0.71 MAD}Tv\S7  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 1mVVPt^6  
    2.7 (p.3'j(  
    0.70 zPh\3B  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro {+ 6D-rDw  
    2.5 "3i80R\w`F  
    0.68 :{ WrS  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF LQ(5D_yG.  
    2.4 -6~y$c&c  
    0.67 'tu@`7*  
    waWKpk1Wo  
    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。 ,Lun-aMd  
    Z-h7  
    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。 N>pmhskN?  
    9ze|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