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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 Owa]ax5  
    UQ ~7,D`=#  
      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: mu!hD^fw  
    [9O,C-Mk  
      MTF = Vo / Vi I9 R\)3"  
    p^s k?E  
      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。 rLfhm Ds%u  
    R4R SXV  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Fk 5;  
    DsY$  
      (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。 SuHv{u45  
    t[.wx.y&0  
      (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)。 y.LJ 5K$&a  
    A/xWe  
      看看photodo的例子: #] @<YKoV{  
    9J$8=UuxWG  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 G|p3NhLgO=  
    &y}nd 7o  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 ;bZIj` D(  
    4l2xhx  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 a s{^~8B  
    #()u=)  
    MTF(续) ma\UJz  
    eqyZ|6  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 WB=pRC@  
    sp0j2<$a  
    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。 6G<t1?_yD  
    4@wH4H8  
    浅谈MTF值的含义 + !I7(gL  
    @R|Gz/  
    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。 e*Gm()Vu,  
    NdS6j'%B@7  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Y]5\%JR  
    btfjmR<Tp  
    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。 DiB~Ovh|  
    k+"+s bsW'  
    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。 \k=.w  
    5K;vdwSB  
    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。 : .-z) C}  
    ,6zH;fi  
    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。 +q==Y/z  
    ;JcOm&d/hk  
    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: P}%0YJ$6  
    镜头品牌规格 \;?=h  
    得分 CWVCYm@!kz  
    MTF侧重平均值 ]y'/7U+  
    Contax 28~85/3.3-4 ?/_8zpW  
    4.0 )U`"3R  
    0.81 H:X=v+W  
    Canon EF 28~70/2.8 L >A$J5B >d  
    3.9 IeqJ>t:   
    0.81 ]U]22I'+$2  
    Nikon AF 35~70/2.8 3gW4\2|T  
    3.8 ({ 7tp!@  
    0.79 FQR{w  
    Minolta AF 28~70/2.8 kF9T 9  
    3.7 C^@.GA  
    0.78 *-timVlaE  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp |S5N$[  
    3.5 U}xQUFT|  
    0.77 }mjJglK!N  
    Leica 28~70/3.5-4.5 "+REv_:  
    3.2 SWjOJjn  
    0.75 K_iy^|0)5]  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro :\@WY  
    3.1 lD!o4ZAo  
    0.73 -R,[/7zj  
    Sigma AF 28~70/2.8 O[3AI^2  
    3.0 [?<"SJ,`  
    0.73 .,:700n+^  
    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。 A# W%ud4  
    @L%9NqE`O  
    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: _Cv({m&N  
    镜头品牌规格 wSp1ChS k  
    得分 [=Wn7cr  
    MTF侧重平均值 E'=~<&  
    Leica 80~200/4 jg?B][  
    4.2 0px@3/  
    0.83 o y! W$ ?6  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D 4 uv'l3  
    4.1 (=${@=!z  
    0.82 im^G{3z  
    Canon EF 70~200/2.8 L tr2@{xb  
    4.1 #F5O>9hA  
    0.82 jxL5L[  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX &oevgG  
    3.9 $4`RJ{ZJw]  
    0.81 WlVC0&  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo `j088<?j  
    3.9 Vtm5&-  
    0.81 g2 uc+p  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED !!ZNemXct$  
    3.9 -OZRSjmY  
    0.80 z3b8  
    Contax 80~200/4 B`a5%asJn  
    3.8 #;U_ L`q  
    0.79 t#kR@t+6$\  
    Tokina AF 80~200/2.8 0fnd9`N!0  
    3.4 ~130"WQ;  
    0.76 Tn[DF9;?  
    Leica 70~210/4 "])X0z yM  
    3.3 u>H^bCXI  
    0.75 4E:HO\  
    Pentax FA 80~200/2.8 ]%(hZZ  
    3.2 wH[@#UP3l  
    0.74 i/*&;  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 Py6c=&*  
    !z X`M1J  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: Yt2_*K@rC  
    镜头品牌规格 HE+y1f]  
    得分 ghJ81  
    MTF侧重平均值 IuTZ2~  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U qt+vmi+~  
    3.3 Ul OoMGg  
    0.75 gOa'o<  
    Pentax FA 28~70/4 AL M)6_Ta l  
    3.3 %MgQ.  
    0.75 Z~$=V:EA?  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U ="3Hc=1?R  
    3.2 ~f 2H@#  
    0.74 {Q^P<  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U r ,|T@|{  
    3.1 It!%/Y5  
    0.73 MuYr?1<q  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 K9}ppgL'$  
    3.1 o87. (  
    0.73 [zIX&fPk$  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D gKcP\m  
    3.0 !Pt|Hk dr  
    0.72 ^-PlTmT  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp p+#J;.  
    3.0 <r.f ?chf  
    0.72 e2;19bj&  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 nK1XJp  
    2.9 <WtX> \]l(  
    0.72 ):jK sP ,  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 -ZH]i}$  
    2.9 8$-Wz:X&  
    0.71 ho ?.\Jq  
    Contax 28~70/3.5-4.5 VR2BdfKU,  
    2.8 F4>}mIA  
    0.71 #Qc[W +%  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D ,g@U *06  
    2.8 ;2kiEATQ 1  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro fXvJ3w(  
    2.7 [oKc<o7)~"  
    0.70 jwyJ=W-  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 R*/%+  
    2.7 {%^q8l4j  
    0.70 y _>HQs,:  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 SoS[yr  
    2.6 .?CDWbzq  
    0.69 V' "p a  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 KQaw*T[Q3w  
    2.3 d%VGfSrKq  
    0.66 8b !&TP~m1  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 1$?O5.X:  
    2.0 Erl"X}P  
    0.64 jY$Bns&.w  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 1Jc-hrN-  
    1.8 U:c!9uhp  
    0.62 M' "S:  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: tx}{E<\>$  
    镜头品牌规格 k]`I 3>/L  
    得分 +dS e" W9  
    MTF侧重平均值 "]JE]n}Ulg  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ]zmY] 5  
    3.2 ko@I]gi2  
    0.74 F=Z|Ji#  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U XB UO  
    3.1 5@P2Z]Q  
    0.74 Ex^7`-2,B  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 F'*y2FC  
    3.0 Ti#2D3  
    0.73 *5hg}[n2  
    Sigma  70~210/4-5.6 zPWG^  
    2.9 7ml,  
    0.72 TjncW/\Z  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 r^n%PH <  
    2.9 U P GS  
    0.72 L qMH]W  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 `n Y!nh6!  
    2.9 }ARWR.7Cc  
    0.72 VT?J TW  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D L0qo/6|C  
    2.8 \,!FL))yC  
    0.71 ~ULuX"n  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 ;yqJEj_m(  
    2.7 lV]hjt-L 2  
    0.69 SWY?0Pu  
    Yashica AF 70~210/4.5 qi;@A-cq  
    2.7 q%bNT  
    0.69 4M*UVdJ;  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 `LVItP(GUM  
    2.6 %L=ro qz  
    0.69 H\W60|z9  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 CA7tI >y_  
    2.6 U2$e?1y  
    0.69 $T8Ni!#/C  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U m%m/#\J E  
    2.4 `][~0\Y3m  
    0.67 $^INl0Pg  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 eA$9)K1GO  
    2.4 O`g44LW2n  
    0.67 J1cD)nM<A  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 1>c`c]s3  
    镜头品牌规格 rOm)s'  
    得分 |F-_YR  
    MTF侧重平均值 MIub^ $<C  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 >7!4o9)c  
    3.7 f7)}A/$4+  
    0.78 1t+]r:{  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF <,(6*b  
    3.6 4};iL)  
    0.78 ;gc Q9L  
    Canon EF 20~35/2.8 L <8|vj 2d2  
    3.5 QxwZ$?w%  
    0.77 1 9$ufod  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 sycN  
    3.5 Q%o ]&Hdn  
    0.77 w{#K.dx  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U @2v L'6  
    3.4 sI, T"D?  
    0.76 ;26a8g(  
    Pentax FA 20~35/4 AL rtS(iD@B"  
    3.4 hzg&OW=:  
    0.76 dB ?+-aE  
    Minolta AF 17~35/2.8 G 9`f]Rf"  
    3.3 bU/5ug.  
    0.75 12gcma}  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 bLUn>ch  
    3.3 ~e@ QJ=r  
    0.75 n,hHh=.Fu  
    Canon 20~35/3.5 L oZHsCQ%  
    3.3 0R\lm<&  
    0.75 !lG5BOJM  
    Canon EF 17~35/2.8 L .e!dEF)D  
    3.2 ^*#5iT8/  
    0.74 {wih)XNY  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX @QV|<NeH  
    3.1  0$b)@  
    0.73 SSY E&  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 iIA5ylf{E  
    2.9 h`-aO u  
    0.72 W&q]bi@C  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 #WwQ^6ESc  
    2.8 |!euty ::  
    0.71 i64a]=  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 kIWQ _2  
    2.7 AYeA)jk  
    0.70 &s->,-,  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro F&<si:}KB  
    2.5 ogbLs)&+a  
    0.68 " |[w.`  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF c}kZ x1  
    2.4 ^8Tq0>n?  
    0.67 L,*2t JcC<  
    ,-myR1}  
    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。 V%g$LrLVe  
    C=2  
    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。 @(Wx(3JR?}  
    jw?/@(AC6  
    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