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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 l0bT_?LhK  
    1bAp{u&  
      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: 7a.#F]`  
    3eDx@8N }  
      MTF = Vo / Vi -a^sX%|Bl  
    OZ]3OL,  
      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。 e5\1k#@  
    CvSG!l.6f<  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Vm8_ !$F  
    op{(mn  
      (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。 l|QFNW[i  
    LZbHK.G=  
      (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)。 RX|&cY>  
    #^ [N4uV  
      看看photodo的例子: (%IstR|u:  
    J#;m)5[ a%  
    (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 ?#y<^oNM  
    30v1VLR_)  
      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。 [eik<1=,~?  
    &T.P7nJ=  
      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。 rpI7W?hh  
    rca"q[,  
    MTF(续) g/Nj|:3  
    mZ&Mj.0+~  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ]6 7wk  
    83(P_Y:  
    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。 DL Q`<aU  
    n>+W]I&E  
    浅谈MTF值的含义 o) ?1`7^BA  
    lGgKzi9VD  
    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。 Gjh7cm>  
    juZ3""  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 Nfvg[c  
    Re ur#K  
    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。 EqU[mqeF  
    {v'Fg  
    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。 'V{k$}P2  
    7lOiFw  
    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。 4T^WRS  
    P@? '@.e  
    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。 t$5]1dY$X  
    z Ns8\  
    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: fYPU'"hzG  
    镜头品牌规格 iR=aYT~  
    得分 vwD(J.;  
    MTF侧重平均值 by[(9+/z$  
    Contax 28~85/3.3-4 6>A8#VT  
    4.0 LA Vgf>  
    0.81 Oz7v hOU  
    Canon EF 28~70/2.8 L m$: a|'mS  
    3.9 A| -\C$  
    0.81 $KFWV2P  
    Nikon AF 35~70/2.8 5!%/j,?  
    3.8 aE$p;I  
    0.79 l.)!jWY  
    Minolta AF 28~70/2.8 #nhAW  
    3.7 9R3=h5Y  
    0.78 Agf!6kh  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp U#4W"1~iX  
    3.5 ;OyM~T gI  
    0.77 V(0[QA  
    Leica 28~70/3.5-4.5 Y{@[)M{<  
    3.2 L  *@>/N  
    0.75 ;zG|llX  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro =@MKU  
    3.1 1 j8,Zrg1  
    0.73  S_6;e|  
    Sigma AF 28~70/2.8 VG^-aR_F  
    3.0 _m-r}9au   
    0.73 n-_w0Y  
    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。 \_'pUp22  
    P.7B]&T6  
    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: c6|&?}F  
    镜头品牌规格 \I]'6N=  
    得分 tDkqwF),  
    MTF侧重平均值 g9JtWgu  
    Leica 80~200/4 7;{F"/A  
    4.2 jF8ld5|_|  
    0.83 E~ kmU{D  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D [R$4n-$  
    4.1 5KzU&!Zh9  
    0.82 WYL.J5O  
    Canon EF 70~200/2.8 L I%Z &i-33y  
    4.1 Iq*7F5B  
    0.82 [<hiOB  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX B7;MY6h#  
    3.9 7=9jXNk Y  
    0.81 aHw VoT  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo *:(t.iL  
    3.9 0OXd*  
    0.81 z,WrLZC  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED A6VkVJZx  
    3.9 zFI bCv8  
    0.80 P^UcpU,  
    Contax 80~200/4 dhbJ1/z^  
    3.8 y5I7pbe  
    0.79 tp"\  
    Tokina AF 80~200/2.8 .jU9{;[  
    3.4 tp7fmn*  
    0.76 ( _2eiE71  
    Leica 70~210/4 $8)/4P?OL  
    3.3 `XQ5>c  
    0.75 )? xg=o/?  
    Pentax FA 80~200/2.8 cP,jC(<N  
    3.2 23PSv8;EM  
    0.74 SWt"QqBU  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 We|*s2!  
    5"+* c@L  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: Oqyh{q%]  
    镜头品牌规格 <[Vr(.A  
    得分 @47TDCr  
    MTF侧重平均值 7^1ikmYY  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ts ] +W!:  
    3.3 QnqX/vnR  
    0.75 9I9)5`d|Jn  
    Pentax FA 28~70/4 AL Ua4} dW[w  
    3.3 r?$\`,;  
    0.75 |kn}iA@72p  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Uvp?HZ\Z  
    3.2 ]TQjk{X<  
    0.74  Cfi5r|S  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U ^U1;5+2G+~  
    3.1 m~v Ie c  
    0.73 U[ed#9l>  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 xucV$[f  
    3.1 uQDu<@5^[  
    0.73 aPbHrk*/  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D C9fJLCufC  
    3.0 x?k6ek  
    0.72 )S]c'}^  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp uzS57 O%  
    3.0 9wYbY* j  
    0.72 c;WS !.  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 Q{%ow:;s*  
    2.9 t6tqv  
    0.72 m+L:\mvA  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 )}EwEM  
    2.9 7M4iBk4I  
    0.71 90q*V%cS  
    Contax 28~70/3.5-4.5 up`6IWlLE  
    2.8 3cnsJV]  
    0.71 TnC'<zm9 !  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D FIuKX"XR  
    2.8 bY`k`3v  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro DP?gozm  
    2.7 U_:/>8})d  
    0.70 </fzBaTo  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 zUOYH4+  
    2.7 b_B4  
    0.70 MT3UJ6~P  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 ]UNmhF!W>u  
    2.6 -v]7}[ .[  
    0.69 y(%6?a @  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 -1@kt<Es  
    2.3 R_-.:n%.z  
    0.66 ,Rf<6/A  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 u+-}|  
    2.0 J^u{7K,  
    0.64 Wg#>2)>  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 U+\\#5$  
    1.8 J~~WV<6  
    0.62 a{y ;Ub  
    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: lwV#j}G  
    镜头品牌规格 \E n^Vf  
    得分 |'Jz(dv[  
    MTF侧重平均值 z 6p.{M  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO rx%lL  
    3.2 (*#S%4(YX  
    0.74 J"|o g|Tz  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U V ] Z{0  
    3.1 &Y\`FY\   
    0.74 -&+[/  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ?8`b  
    3.0 l{kum2DT  
    0.73 R@;kY S  
    Sigma  70~210/4-5.6 d}Q;CF3 m:  
    2.9 t1D6#JP(a  
    0.72 Nl0*"}`I_  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 6<gh:vj  
    2.9 L9@nx7D  
    0.72 O}2;>eH  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 /op8]y  
    2.9 M4`qi3I  
    0.72 [/'W#x  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D   \\6/"  
    2.8 : x W.(^(d  
    0.71 .|!Kv+yD  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 '};pu;GA7  
    2.7 wD4Kil=v  
    0.69 m$ "B=b2  
    Yashica AF 70~210/4.5 1a`dB ~>  
    2.7 _pL:dKfy7  
    0.69 I t",WFE.  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 86oa>#opU  
    2.6 ZPRkk?M}.  
    0.69 %R."  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 sZ_+6+ :  
    2.6 %qNT<>c  
    0.69 y$'(/iyz  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 8do-z"-  
    2.4 T=%,^  
    0.67 2{(_{9<>z  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 h<JV6h:8  
    2.4 x= X"4Mj0)  
    0.67 "|`euxYV  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): ogtl UCUD  
    镜头品牌规格 'Y `or14E  
    得分 /d*d'3{c  
    MTF侧重平均值 ,Tjc\;~%  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 lG6P+ Z/nf  
    3.7 ?`8jn$W^  
    0.78 HW"@~-\  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF @#rF8;  
    3.6 gAD,  
    0.78 kIrb;bZ+l  
    Canon EF 20~35/2.8 L 2M@,g8O+B=  
    3.5 g[4pG`z  
    0.77 V^apDV\AV  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 DxoW,G W  
    3.5 54r/s#|-3  
    0.77 hT go  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U p?PK8GL  
    3.4 `|(S]xPHM  
    0.76 hv (>9N  
    Pentax FA 20~35/4 AL Cl&YN}t5  
    3.4 [_P ZdIN  
    0.76 Ht pZ5  
    Minolta AF 17~35/2.8 G wwUa+6?  
    3.3 4h~CDy%_  
    0.75 #q?'<''d,  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ?h\fwF3  
    3.3 cao=O \Y7  
    0.75 :8=7)cW  
    Canon 20~35/3.5 L P.aN4 9`=  
    3.3 x,L<{A`z  
    0.75 -?z#  
    Canon EF 17~35/2.8 L ;S0Kf{DN2  
    3.2 gxPu/VD4  
    0.74 JCO+_d#x  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX ur\<NApT;  
    3.1 8n??/VDRl  
    0.73 > zA*W<g  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 YxowArV}uz  
    2.9 TsVU^Z%W  
    0.72 Gn&=<q :H  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 !:baG]Y  
    2.8 tzJ7wXRr  
    0.71 'Y2ImSWj  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 z>]P_E~`}  
    2.7 3Zdwt\OQ  
    0.70 4g+Dp&U  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro FdGnNDl*e  
    2.5 6U9F vPJ  
    0.68 /L{V3}[j  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF Ahk q  
    2.4 Lo,uH`qU  
    0.67 \Vb|bw'e(  
    QZ& 4W  
    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。  gx9=L&=d  
    &ea6YQ  
    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。 o4U0kiI@  
    ?`T Q'#P`  
    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