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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 EORRSP,$2  
    WD\{Sdx:r  
      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: Oq2H>eW`f  
    I)Lb"  
      MTF = Vo / Vi ^J RTi'v  
    ltrSTH,kL  
      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。 <=inogf  
    T8441qo{>  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? @}?D<O8#"#  
    V^{!d}  
      (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。 x5|v# -F ^  
    6g"<i}_|  
      (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)。 *h4m<\^U  
    dI !/:x  
      看看photodo的例子: Qwa"AY 5pW  
    od}x7RI%m  
    (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 V[I<9xaE  
    d>`(.qvxR  
      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。 ,>UmKrYo  
    Q*C4  q`  
      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。 ~1'468  
    `az`?`i7  
    MTF(续) 1hviT&  
    -(uBTO s  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 2SJh6U  
    :(b3)K  
    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。 f`,Hr?H  
    \!QF9dP4  
    浅谈MTF值的含义 z= p  
    CCY|FK  
    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。 5tU"|10m3  
    \Ep/'Tj&  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 O|RO j  
    lDU:EJ&DHE  
    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。 W[>TqT63  
    7h]R{_  
    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。 a1`cI5n  
    nh=Us^xD  
    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。 'q'Y:A?,  
    ptv 4v[gQ  
    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。 LQ@|M.$ A  
    aTh%oBrtP  
    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: j$|C/E5?  
    镜头品牌规格 >1U@NK)HfY  
    得分 -b)zira  
    MTF侧重平均值 rgzI  
    Contax 28~85/3.3-4 N&ql(#r  
    4.0 MJ9SsC1  
    0.81 I A`8ie+  
    Canon EF 28~70/2.8 L /mwr1GU  
    3.9 {}o>ne nx\  
    0.81 1ysLZ;K  
    Nikon AF 35~70/2.8 \ui^ d  
    3.8 /eRtj:9M  
    0.79  |~uzQU7  
    Minolta AF 28~70/2.8 A]?O& m |  
    3.7 _ 1{5~  
    0.78 z83:a)U  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp M y"!j,Up  
    3.5 !J=;Z9  
    0.77 !-RpRRR[Co  
    Leica 28~70/3.5-4.5 @ KPv&UB  
    3.2 mjl!Nth:<  
    0.75 `/JR}g{O  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ; 9 &1JX  
    3.1 06@0r  
    0.73 T7,Gf({  
    Sigma AF 28~70/2.8 &#oZ>`Qu  
    3.0 lMzCDx !m  
    0.73 O?,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。 A Wh* <H  
    D ,ZNh1xt  
    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: ]<;i} n| <  
    镜头品牌规格 tbzvO<~  
    得分 ,o>pmaoLs  
    MTF侧重平均值 @oqi@&L'C  
    Leica 80~200/4 h NOYFH  
    4.2 x\bRj>%(  
    0.83 F}B/-".^  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D S[hJ{0V  
    4.1 D@(M+u9/%  
    0.82 9MtJo.A  
    Canon EF 70~200/2.8 L 1yaIV+_y/  
    4.1 BQul iX&  
    0.82 h [|zs>p  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX h>^jq{yu  
    3.9 VVQ74b  
    0.81 &iND&>?  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo >_0 i=.\  
    3.9 d[RWkk5  
    0.81 $|cp;~ 1  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED R3{*v =ov  
    3.9 9{UP)17  
    0.80 'q};L6  
    Contax 80~200/4 X |1_0  
    3.8 H8<7#  
    0.79 gLxT6v5wk.  
    Tokina AF 80~200/2.8 J'\eS./w|  
    3.4 ;x3 ]4^  
    0.76 #1jtprc  
    Leica 70~210/4 d1uG[  
    3.3 emkMR{MY  
    0.75 W]!@Zlal  
    Pentax FA 80~200/2.8 zA'gb'MmW  
    3.2 CVGOX z  
    0.74 (@WDvgi(  
    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。 Hc&uE3=%sL  
    orQV'  
    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: (w#slTFT  
    镜头品牌规格 RlslF9f  
    得分 SZK)q   
    MTF侧重平均值 6& &}P79  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U v/aPiFlw  
    3.3 m[@%{  
    0.75 #GY&$8.u*  
    Pentax FA 28~70/4 AL |>IUtUg\  
    3.3 rAlh& ?X  
    0.75 FD XWFJ  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U nqurY62Ip  
    3.2 %Vw|5yA4  
    0.74 s#+"5&!s  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U '!+ P{  
    3.1 \`P2Yq  
    0.73 <*A|pns  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 W? "2;](  
    3.1 h+B'_ `(  
    0.73 _UH/}!nqB  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D ~}7$uW0ol  
    3.0 '&.)T 2Kw  
    0.72 Qc&-\kQ:$u  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp +gbX}jF0%  
    3.0 -TK|Y"  
    0.72 &O+sK4 P  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 kW<Yda<a  
    2.9 (^DLCP#*  
    0.72 )KaLSL>  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ,c,Xd  
    2.9 b(.-~c('  
    0.71 W9&0k+#^  
    Contax 28~70/3.5-4.5 [l8V<*x%S9  
    2.8 IdV,%d{  
    0.71 ?AeHVQ :C  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D >-_:*/66!  
    2.8 ?q d,>  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro QMXD9H0{  
    2.7 3d,-3U  
    0.70 9SRfjS{7  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 "8wf.nZ  
    2.7 ;Pol#0_(  
    0.70 qYgwyj=4  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 la G$v-r  
    2.6 F\-B3i%0  
    0.69 5u2{n rc  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 Vl5SL{+D  
    2.3 |eH wp  
    0.66 ]dPVtk  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 &\;<t, 3A~  
    2.0 ?1GY%-  
    0.64 55 S\&Ad$  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 L.C ^E7;Z_  
    1.8 Qqd6.F  
    0.62 fOa6,  
    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: 0K=Qf69Y  
    镜头品牌规格 w)45SZ.  
    得分 +R|U4`12  
    MTF侧重平均值 g\ErJ+i  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO P'a0CE%  
    3.2 5SoZ$,a<e  
    0.74 !MZ+-dpK  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U pwJ'3NbS  
    3.1 mgi,b2  
    0.74 iBG`43;  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 L8K0^~Mk  
    3.0 [leW/2i  
    0.73 C>*5=p|T  
    Sigma  70~210/4-5.6 ;EgzC^2e  
    2.9 I\}|Y+C$d/  
    0.72 Yta1`  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 G 6Wx3~  
    2.9 _LJ5o_-N  
    0.72 ~R :<Bw  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 m!rwG(  
    2.9 /h/6&R0l  
    0.72 Q Oz9\,C  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 3LKB;  
    2.8 ykxbX  
    0.71 w+q?T  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 , p_G/ OU  
    2.7 VBu8}}Ql  
    0.69 ~}h^38  
    Yashica AF 70~210/4.5 fJX\'Rc\  
    2.7 y)6,0K {k  
    0.69 ?Q@L-H`  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 J#0GlK@"  
    2.6 N*~_\x  
    0.69 Z`rK\Bc  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 p lK=D#)  
    2.6 pJd0k"{  
    0.69 yc*<:(p  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ?$3r5sx  
    2.4 6^Ph '  
    0.67  VJ3hC[  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 +W6Hva.  
    2.4 ;P3>>DZ  
    0.67 #e*X0;m  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): j8pFgnQ  
    镜头品牌规格 fCB:733H  
    得分 8)sg_JC  
    MTF侧重平均值 C*7!dW6  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 Wdo#?@m  
    3.7 wa" uFW  
    0.78 &ik$L!iX  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF M:_!w[NiLp  
    3.6 +O'vj  
    0.78 o w2$o\hC  
    Canon EF 20~35/2.8 L :y\09)CJK  
    3.5 Gfv(w=rr?  
    0.77 X:_<Y_JT  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 N=#4L$@-  
    3.5 7$ d}!S  
    0.77 ^;zWWg/d  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U y?>#t^  
    3.4 sAVefL?  
    0.76 ,>u=gA&}  
    Pentax FA 20~35/4 AL ob'n{T+lZ  
    3.4 PRD_!VOW  
    0.76 ;`kWpM;  
    Minolta AF 17~35/2.8 G H>?F8R_iq  
    3.3 !h>D;k6 e  
    0.75 1~'_K9eE  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 %fv)7 CRM  
    3.3 {rC~ P  
    0.75 -u|l}}bh  
    Canon 20~35/3.5 L %,|ztH/ Q  
    3.3 !qA8Zky_  
    0.75 X2gz6|WJ  
    Canon EF 17~35/2.8 L OC_M4{9/  
    3.2 noC?k }M  
    0.74 kJkxx*:u  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX W/r^ugDV  
    3.1 G AQ 'Ti1!  
    0.73 t+Z`n(>  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 6^;^rUlm  
    2.9 dv7<AJ  
    0.72 J{Tq%\a3  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 yG&2UqX  
    2.8 r~8;kcu7  
    0.71 `U{mbw,  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 !8*McO I  
    2.7 .$ Bwb/a  
    0.70 M^6$ MMx  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro -#?<05/C>  
    2.5 KFDS q"j  
    0.68 =-~;OH /  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF aI(>]sWJ  
    2.4 e7xj_QH  
    0.67 ni6r{eSQ  
    rGlRAn#?,  
    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。 F>+2DlA`<e  
    :.iyR  
    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。 zoP%u,XL  
    Sdd9Dv?!  
    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?
    在线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