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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 (05/}PhB`  
    2?z3s|+[  
      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: Wf-i)oc4I  
    //3iai  
      MTF = Vo / Vi 7xO =:*  
     pzg|?U  
      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。 -3_-n*k!  
    (Z,v)TOXjV  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? :+bQPzL  
    q$(aMO&J  
      (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。 DJS0;!# |O  
    $!G7u<`na  
      (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)。 l"f.eo0@7  
    -ce N}Cb3  
      看看photodo的例子: /v U$62KA  
    jdK~]eld=  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 =;l .<{<VH  
    l"W9uS;\T  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 /$|C s  
    3 i Id>  
      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。 +j1s*}8  
    ,5mK_iUw3  
    MTF(续) (Dlh;Ic r9  
    WJ<nc+/v:  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 blpX_N  
    FDbb/6ku  
    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。 fFMGpibkM  
    T&oY:1D,g  
    浅谈MTF值的含义 qg7.E+  
    -+Axa[,5=  
    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。 yH|[K=?S[  
    EcxPbRg  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 j1Fy'os"!  
    @%d g0F}h  
    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。 ]i(tou-[i  
    x{6KsYEY  
    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。 /BjM&v(5/  
    9]<p  
    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。 P^&%T?Y6z  
    AyKvh  
    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。 wzVx16Rvc  
    ;IZ*o<_  
    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: 9UsA>m.  
    镜头品牌规格 5%BexIk  
    得分 IFcxyp  
    MTF侧重平均值 ROlef;/A  
    Contax 28~85/3.3-4 Zyt,D|eWj  
    4.0 3=5K7 F  
    0.81 ajC'C!"^Ty  
    Canon EF 28~70/2.8 L UCG8=+t5T  
    3.9 o=}}hE\H  
    0.81 ^,*ED Yz  
    Nikon AF 35~70/2.8 f4UnLig  
    3.8 JL[$B1  
    0.79 0zQ"5e?qy  
    Minolta AF 28~70/2.8 O=~8+sa  
    3.7 Ir&rTGFN  
    0.78 W; yNg  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp d` %8qLIW  
    3.5 +Z> Y//  
    0.77 I,TJV)B  
    Leica 28~70/3.5-4.5 #hG0{_d7  
    3.2 Uc%n{ a-a  
    0.75  ?QxI2J  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro -AnQZy  
    3.1 4wYD-MB  
    0.73 % `Q[?(z  
    Sigma AF 28~70/2.8 hgIqr^N9  
    3.0 'NJGez'b ,  
    0.73 w0qrh\3du  
    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。 E Q 'L"  
    Y-!~x0-H  
    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: 7k,pUC-w7c  
    镜头品牌规格 aF*KY<w  
    得分 PD #9Z=Hj  
    MTF侧重平均值 i7$4i|  
    Leica 80~200/4 W>f q 9  
    4.2 !d nCrR  
    0.83 er@"4R0  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D tfB}U.  
    4.1 X$*MxMNs  
    0.82 & -r^Q  
    Canon EF 70~200/2.8 L gJa48 pi  
    4.1 %+ln_lgD:  
    0.82 w`BY>Xft0  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX yP$@~L[!  
    3.9 d*qb^C{'"  
    0.81 0s9-`nHen|  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo :ohGG ,`Dh  
    3.9 LSewMj  
    0.81 o\/&05rp]  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED grD[7;1~:)  
    3.9 z$g cK>@l  
    0.80 &10l80vj  
    Contax 80~200/4 X,5}i5'!  
    3.8 z<_&4)2{  
    0.79 BF^dNgn+%K  
    Tokina AF 80~200/2.8 q+iG:B/Z  
    3.4 8Z&M}Llk  
    0.76 mJxr"cwHl  
    Leica 70~210/4 _V2^0CZ  
    3.3 ^bM\:z"M  
    0.75 6=cfr; BH2  
    Pentax FA 80~200/2.8 LTZ8Eu  
    3.2 zH"a>+st=  
    0.74 su$IXI#R-&  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 6ZO6 O=KD  
    1JQ5bB"  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: BiY-u/bH9a  
    镜头品牌规格 [}Q_T.4)E  
    得分 D\:dn  
    MTF侧重平均值 R$XHjb)  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U }VU^ 8D  
    3.3 7xF)\um  
    0.75 q t(+X  
    Pentax FA 28~70/4 AL O]4v\~@-j  
    3.3 }_/]f!]  
    0.75 sX@}4[)<&  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 1Clid\T,o  
    3.2 ?rm3Iac0S  
    0.74 Ln'y 3~@  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U /0Jf/-}ovn  
    3.1 g6 H}a  
    0.73 4s s 4O  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 zq6)jHfq.  
    3.1 gt(^9t;  
    0.73 N \~}`({  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D XE>w&  
    3.0 F9} zt 9  
    0.72 v9\U2j  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp E2xK GK   
    3.0 iQJa6QF&:  
    0.72 xH\!j  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 rp '^]Zx  
    2.9 .5"s[(S  
    0.72 8(Cs<C!  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8  Vp7d  
    2.9 $@D*/@  
    0.71 GE8.{P  
    Contax 28~70/3.5-4.5 s=e`}4  
    2.8 )3 I~6ar  
    0.71 1> v(&;K  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D Gx7bV}&PN  
    2.8 /Rf,Rjs  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro zfD@/kU  
    2.7 6b7c9n Z  
    0.70 ~.tl7wKkR/  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 x?UAj8z6  
    2.7 /1v:eoF;  
    0.70 eZ oAy[  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 +7Uv|LZ~@  
    2.6 fN1b+ d~*6  
    0.69 d5>EvK U  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 J(G-c5&=  
    2.3 n $lVmQ6  
    0.66 #bJp)&LO  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 zs(P2$  
    2.0 NEUr w/  
    0.64 .Y|wG<E  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 C hQ] d  
    1.8 ? 'qyI^m@  
    0.62 W}y)vrL  
    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: No8-Hm  
    镜头品牌规格 ;PB_ @Zg  
    得分 E/hT/BOPK  
    MTF侧重平均值 ymp ik.'  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO *8J 0yv  
    3.2 NBXhcfF  
    0.74 9Trk&OB  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U '`YZJ  
    3.1 C;5`G *e  
    0.74 \#PZZH%  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 +!GJ  
    3.0 jJaMkF;f  
    0.73 l1#.r g  
    Sigma  70~210/4-5.6 H+562W  
    2.9 ek.@ 0c  
    0.72 aZ|?i }  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 ^D]J68)#a  
    2.9 /N({"G'  
    0.72 S[gACEZ =  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 W':b6}?  
    2.9 qDTdYf  
    0.72 v k= |TE  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D d&+0JI<  
    2.8 $bD`B'5  
    0.71 t`'jr=e,~  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 W mbIz[un  
    2.7 f`KO#Wc  
    0.69 (t\U5-w  
    Yashica AF 70~210/4.5 fdWqc_  
    2.7 \>>P%EU,  
    0.69 L+VQtp &"  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 3A{)C_1a  
    2.6 Q% d1O  
    0.69 sYo&@~T  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 BzzZ.AH~  
    2.6 Ch3MwM5]  
    0.69 ?:M4GY" gV  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U AAs&P+;  
    2.4 |AacV  
    0.67 p!~1~q6  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ' tHa5`  
    2.4 j>e RV ol  
    0.67 dC8}Ttc}  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): /D1Lh_,2  
    镜头品牌规格 ;c)( 'k<  
    得分 @ZjO#%Ep/  
    MTF侧重平均值 p!8phS#iP  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 &PH:J*?C}  
    3.7 .j&#  
    0.78 \@yJbhk  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF 'e*w8h  
    3.6 Rj H68=n  
    0.78 |:&O!36  
    Canon EF 20~35/2.8 L P[-do  
    3.5 MoQ\~/Z|  
    0.77 -Ci&h  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 W8$0y2  
    3.5 7H?xp_D  
    0.77 e8T"d%f?  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ez!W0  
    3.4 Rzh.zvxTp  
    0.76 W;cY g.W2  
    Pentax FA 20~35/4 AL i\l}M]Z#  
    3.4 },#7  
    0.76 UKZ )Boo  
    Minolta AF 17~35/2.8 G tK .1 *  
    3.3 M2w'cdHk  
    0.75 In?#?:Q@&  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 '2i !RT-  
    3.3 5O d]rE  
    0.75 ZZZ9C#hK^9  
    Canon 20~35/3.5 L ?>7-a~*A@  
    3.3 9M3"'^ {$  
    0.75 /5/gnp C  
    Canon EF 17~35/2.8 L 1%*\*z  
    3.2 rD4 umWi  
    0.74 IQ_s]b;z  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX G"E_4YkJ  
    3.1 X?[ )e  
    0.73 |idw?qCn  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 ~CkOiWC0  
    2.9 GVJ||0D  
    0.72 A]5];c  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 R'zi#FeP  
    2.8 HnKgD:  
    0.71 ,!@MLn  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 #"rK1Z  
    2.7 ZK'46lh  
    0.70 z)U7  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Q2- lHn^L:  
    2.5 L;$>SLl,  
    0.68 ltDohm?  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF :&TM0O  
    2.4 T:Nk9t$W7@  
    0.67 w6cl3J&  
    {9}CU~R  
    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。 o.A:29KoU  
    sAqy(oy#M  
    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。 `MuX/ [q  
    86 e13MF  
    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