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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 ;r=b|B9c  
    rOD1_X-  
      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: i.iio-  
    oUx[+Gnv  
      MTF = Vo / Vi Uz%Z&K  
    !C:rb   
      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。 r^HA aGpC  
     17hTr  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ID1?PM  
    *.f2VQ~H  
      (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。 v_PdOp[ k  
    L6 6-LMkH  
      (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{P\No  
    h5|.Et  
      看看photodo的例子: TrE3S'EU#R  
    Z\>, ),O  
    (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 &h$|j  
    (L6Cy% KgV  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 }0=<6\+:`  
    q]4pEip  
      总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 [A~G-  
    OQlG+|  
    MTF(续) 9x~-*8aw  
    j?(!^ _!m  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 |bZM/U=  
    E\2Ml@J  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 w,.qCpT$_  
    }dSFAKI2dM  
    浅谈MTF值的含义 i4Z4xTn  
    ;5|1M8]=0  
    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。 Kf7WcJ4b  
    b_$ 1f >  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 {^q)^<#JT  
    X=p"5hhfn  
    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。  v%{0 Tyk  
    Ef7:y|?  
    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。 BQgoVnQo_c  
    LhJa)jFQ  
    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。 'Am-vhpm  
    x%BF {Sw  
    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。 (L69{n  
    L&w.j0fq  
    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: CyM}Hc&w  
    镜头品牌规格 hol<dB  
    得分 y62%26 [  
    MTF侧重平均值 sy<iKCM\  
    Contax 28~85/3.3-4 lxb8xY  
    4.0 E)YVfM  
    0.81 SX+RBVZU  
    Canon EF 28~70/2.8 L z%"Ai)W/{  
    3.9 8:g!w:$x  
    0.81 V 7<eQ0;m  
    Nikon AF 35~70/2.8 oh}^?p  
    3.8 Y_H/3?b%  
    0.79 Up?=m^  
    Minolta AF 28~70/2.8 Q</h-skLZ  
    3.7 yqcM(,0]  
    0.78 {7#03k  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp 3o8\/-*<  
    3.5 D\rmaF+  
    0.77 -}<g-*m"q  
    Leica 28~70/3.5-4.5 [e4![G&y`  
    3.2 }C~]=Z  
    0.75 eK_*q -  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro 8 $ ~3ra  
    3.1 @FX{M..  
    0.73 9Q[>.):  
    Sigma AF 28~70/2.8 wJIB$3OT  
    3.0 xh'^c^1  
    0.73 |cTpw1%I~  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 %Y',|+Arx  
    z\Ui8jo:;  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: fi=?n{e'  
    镜头品牌规格 5+L8\V9;  
    得分 ~mA7pOHj  
    MTF侧重平均值 WN0c %kz=  
    Leica 80~200/4 nPf'ee  
    4.2 _Y#Bm/*  
    0.83 d.\PS9l  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D f)Y  
    4.1 8-A|C< "  
    0.82 5faj;I{%JY  
    Canon EF 70~200/2.8 L QMb^&?;s  
    4.1 NV~vuC  
    0.82 Kq7C0)23  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Mo|yv[(K ,  
    3.9 )0|):g   
    0.81 -3k;u  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo J#@lV  
    3.9 QNJ\!+,HV  
    0.81 RZ6~c{  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED ADBpX>  
    3.9 k/^g*  
    0.80 >Z"9rF2SW  
    Contax 80~200/4 m<FK;   
    3.8 u\5g3BH  
    0.79 + (=I8s/  
    Tokina AF 80~200/2.8 0x#E4v (UA  
    3.4 ^srs$ w]  
    0.76 *H*\gaSh  
    Leica 70~210/4 UT;4U;a,m  
    3.3 V/&o]b   
    0.75 uN(b.5y  
    Pentax FA 80~200/2.8 EE9vk*[@C  
    3.2 "aA_(Ydzj  
    0.74 ^BNp`x;;`  
    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。 tQf!|]#J  
    >]?Jrs  
    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: <i7agEdZD  
    镜头品牌规格 {g@A>  
    得分 nrbazyKm  
    MTF侧重平均值 bQV("~#  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ,4yG(O$)  
    3.3 *#GDi'0  
    0.75 PvuAg(?  
    Pentax FA 28~70/4 AL u#!GMZJN  
    3.3  Q>[Ce3  
    0.75 /x O{ .dr  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U OaNc9c"  
    3.2 3B -NY Ja  
    0.74 /pU|ZA.z'2  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U o oDdV >  
    3.1 8.-S$^hj~6  
    0.73 >\&= [C  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ex=)H%_|  
    3.1 soxfk+ 9  
    0.73 +i4P,Lp  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D r8F{A6iN  
    3.0 {YBl:rMz  
    0.72 c+wuC,  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp k!9=  
    3.0 -B,cB  
    0.72 {9Xm<}%u]]  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 EqoASu  
    2.9 lh~<s2[R2  
    0.72 J$#D:KaU:N  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 !6{J q]  
    2.9 l_ZO^E~D_  
    0.71 v10mDr  
    Contax 28~70/3.5-4.5 gINwvzW{  
    2.8 A ^-Z)0 :  
    0.71 [~!.a\[RW  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D R~!\ -6%_  
    2.8 =#b4c>  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro e"lD`*U8R  
    2.7 JR!Q,7S2!N  
    0.70 "2%y~jrDN  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 2'|XtSj  
    2.7 IL2e6b  
    0.70 n$IWoIdbGN  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 5"$e=y/  
    2.6 +< GrRYbC  
    0.69 FoQ?U=er  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 )CFk`57U  
    2.3 %7iUlO}}V  
    0.66 {qY3L8b  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 ?U}sQ;c$  
    2.0 %Fs*#S  
    0.64 f 5mY;z"  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 o@Scz!"g  
    1.8 [y_yPOv  
    0.62 h\/^Aa0  
    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: yB 1I53E  
    镜头品牌规格  ^8b~ZX  
    得分 P_kaIPP  
    MTF侧重平均值 >-UD]?>  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO ;_>s0rUV  
    3.2 ~K4k'   
    0.74 ) )fDOJ  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U *Ro8W-+  
    3.1 .L~fFns/  
    0.74 N-]\oMc2  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 Lr K9F^c  
    3.0 yBr$ 0$  
    0.73 GTT5<diw  
    Sigma  70~210/4-5.6 xWd9%,mDNR  
    2.9 (r.$%[,.<  
    0.72 #Y/97_2 xa  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 zfM<x,XdY  
    2.9 xAR^  
    0.72 7yo|ie@S  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 N;e;4,_ n  
    2.9 hVQ7'@  
    0.72 rd|@*^k  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D (3)C_Z  
    2.8 pA*D/P-  
    0.71 ; :v]NZtc  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 jXc5fXO N  
    2.7 _Cu[s?,kS  
    0.69 .q AQP L  
    Yashica AF 70~210/4.5  Bq~AU#  
    2.7 *5ka.=Qs  
    0.69 bx+(.F  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 cRs{=RGc  
    2.6 l=Lmr  
    0.69 9nP*N`  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 Hj}g1"RA  
    2.6 Z\ "Kd  
    0.69 {Hktu|  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U >WGX|"!"  
    2.4 ?7rmwy\  
    0.67 &6|6J1c8  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 |HKHN? )  
    2.4 |U;w!0  
    0.67 #o(?g-3  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): YHwVj?6W  
    镜头品牌规格 VWnu#_(  
    得分 842Mydom  
    MTF侧重平均值 !?tu! M<1?  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 *so6]+)cU  
    3.7 `<]P"G  
    0.78 '=@-aVp  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF "B_5Y&pM`  
    3.6 I1eb31<  
    0.78 `Gy>tD.#V-  
    Canon EF 20~35/2.8 L ~m,mvRS  
    3.5 DYy@t^sC  
    0.77 #R"9)vHp  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 jk WBw.(  
    3.5 ~|$) 1  
    0.77 Rx_,J%0Fq  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U %j 9vX$Hj  
    3.4 g/n"N>L  
    0.76 8ESkG  
    Pentax FA 20~35/4 AL =6"hj,[Q  
    3.4 il`C,CD  
    0.76 DbPBgD>Q  
    Minolta AF 17~35/2.8 G A_X^k|)T  
    3.3 h:US]ZC^Z  
    0.75 -Y!=Iw 4  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 f6/\JVi)-  
    3.3 >E 2WZHzd2  
    0.75 H7cRWB  
    Canon 20~35/3.5 L do :RPZ!  
    3.3 Ay[9k=q]  
    0.75 Cbf,X[u  
    Canon EF 17~35/2.8 L E`sapk  
    3.2 0lJBtk9wn  
    0.74 <)0LwkFtB  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX * (XgUJ q+  
    3.1 MZhJ,km)  
    0.73 :`!mCW`Q-  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 M\$<g  
    2.9  # 8-P  
    0.72 })yb   
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 CsQ}P)  
    2.8 '&o> %V  
    0.71 u.xA}yVS  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 )Lv6vnT>  
    2.7 %CfTqbB  
    0.70 (HP={MrV  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro aV0;WH_3  
    2.5 -^SD6l$  
    0.68 cR@}   
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF KcMzZ!d7m  
    2.4 *TMM:w|1  
    0.67 H"Em|LX^  
    [+[fD  
    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。 y5opdIaT  
    Ni;{\"Gt  
    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。 s t3]Yy  
    )-6[ Bw  
    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