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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 ]:vo"{*C  
    Zjx:1c= b  
      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: QSq0{  
    .#ASo!O5q  
      MTF = Vo / Vi ,wE cRN w  
    b 6B5  
      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。 mh=YrDU+L  
    9akIu.H  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? /vLdm-4  
    q:/<^|  
      (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。 a@&P\"k  
    d~U}IMj  
      (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)。 zwa%$U  
    &KS*rHgt?  
      看看photodo的例子: :7-2^7z)  
    Dw6mSsC/  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 z<c%Xl\$%  
    =xq+r]g6  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 c$ skLz  
    T,D(Xh  
      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。  F6\Hqv  
    +__PT4ps  
    MTF(续) ')mR87  
    |kXx9vGq@  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 2)zAX"#/  
    d1rIU6  
    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。 Btgxzf  
    %!X|X,b^O  
    浅谈MTF值的含义 ?\.aq p1B  
    7} 2Aq  
    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。 iYk4=l  
    fT.GYvt`  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 :|tWKA  
    ~DYv6-p%  
    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。 dRD t.U!T  
    WQ1~9#  
    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。 EkvTl-  
    / !@@  
    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。 2`;&Uwt  
    v?=y9lEH@%  
    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。 k:qS'  
    ;"K;D@xzh]  
    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: il5Qo  
    镜头品牌规格 hE|W%~Jx  
    得分 3\B 28m  
    MTF侧重平均值 ,&5\`  
    Contax 28~85/3.3-4 ;n~-z5)  
    4.0 !|#W,9  
    0.81 !F|#TETrt  
    Canon EF 28~70/2.8 L zvgy$]y'\  
    3.9 0lm7'H*~  
    0.81 8h%oJ4da   
    Nikon AF 35~70/2.8 %Y:"5fH  
    3.8 :+q d>;yf#  
    0.79 IGQcQ/M  
    Minolta AF 28~70/2.8 EIrAq!CA  
    3.7 D02(6|  
    0.78 \QvoL  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp lPaTkZw  
    3.5 kR,ry:J-  
    0.77 ^tTASK  
    Leica 28~70/3.5-4.5 w$##GM=Tq  
    3.2 ^P}jn`4  
    0.75 !K[UJQ s\  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro ("r\3Mvs  
    3.1  J^V}%N".  
    0.73 {TL.2  
    Sigma AF 28~70/2.8 o^ zrF  
    3.0 31^Jg  
    0.73 Ht9QINo  
    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。 je`Ysben  
    YstR T1  
    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: yCvP-?2  
    镜头品牌规格 }B e;YIhG  
    得分 ! *eDT4a  
    MTF侧重平均值 yt@7l]I  
    Leica 80~200/4 8 v}B-cS  
    4.2 -Lhq.Q*a  
    0.83 2Wn*J[5  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D T@%\?=P  
    4.1 o"!C8s_6  
    0.82 uo8[,'  
    Canon EF 70~200/2.8 L 9]Fi2M  
    4.1 ?:$\ t?e^  
    0.82 q S qS@+p  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX (hJ&`Tt  
    3.9 cE;n>ta"F  
    0.81 PS}'LhZ  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo W=:AOBK  
    3.9 \47djmG-  
    0.81 :o 8XG  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED 48IrC_0j  
    3.9 dfP4SJqq  
    0.80 z?^oy.  
    Contax 80~200/4 $*Kr4vh  
    3.8 vh#81}@N7*  
    0.79 ~ \]?5 nj  
    Tokina AF 80~200/2.8 BPuum  
    3.4 %E\zR/  
    0.76 {vq| 0t\-  
    Leica 70~210/4 QR2S67-  
    3.3 E|vXM"zFl  
    0.75 )_YB8jUR-X  
    Pentax FA 80~200/2.8 w^"IR  
    3.2 f DwK5?  
    0.74 r3B}d*v  
    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。 jsFfrS"*  
    Kh$Q9$  
    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: Kl,NL]]4*5  
    镜头品牌规格 M#_|WL~  
    得分 H76iBJ66  
    MTF侧重平均值 Nq%ir8hE  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U ;1HzY\d%<  
    3.3 xg}Q~,:  
    0.75 D 5bPF~q  
    Pentax FA 28~70/4 AL ,$} xPC  
    3.3 Y4C<4L?  
    0.75 lSg[7lt  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U yQ)&u+r  
    3.2 iF9d?9TWl  
    0.74 {h=gnR-9  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U =EYWiK77a  
    3.1 L#",.x  
    0.73 q;}iW:r&Q  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 ZTibF'\5N  
    3.1 .g3=L  
    0.73 "[eH|z/  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D Sx[ eX,q  
    3.0 2Rt6)hgY  
    0.72 P)kJ[Zv>f  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ^v `naA(  
    3.0 CLTkyS)C  
    0.72 f S[-K?K  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 a'-u(Bw  
    2.9 9O -2  
    0.72 m):*>o55  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 X$;&Mdo.  
    2.9 kU+|QBA@  
    0.71 ?=ffv]v|  
    Contax 28~70/3.5-4.5 :r@t'  
    2.8 x_ /}R3d  
    0.71 'Oj 1@0*0  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 'zM=[#!B  
    2.8 cGiL9|k  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro *i}X(sfe  
    2.7 ^DN:.qQ  
    0.70 n>?D-)g  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 CxTmW5l  
    2.7 > 1(J  
    0.70 V"Z8-u  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 5Yhcnwdm!  
    2.6 f"KrPx!^b  
    0.69 s-_D,$ |  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 Z2gWa~dBC  
    2.3 tEL9hZzI  
    0.66 qa-FLUkIk!  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 NNF"si\FE  
    2.0 [lg!*  
    0.64 ni&|;"Nt-  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 +i!5<nn  
    1.8 -?-XO<I  
    0.62 g"Y _!)X  
    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: .G8>UXX  
    镜头品牌规格 $'%GB $.  
    得分 `XhH{*Q"X  
    MTF侧重平均值 QYMfxpiC  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 1vxRhS&FY  
    3.2 a8f#q]TyQ  
    0.74 >Jmla~A  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U ly-(F2  
    3.1 N^dQX,j  
    0.74 !JDr58  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 FDQ=$w}' >  
    3.0 pY`$k#5  
    0.73 CtXbAcN2B  
    Sigma  70~210/4-5.6 Td'Mc-/  
    2.9 VD$5 Djq  
    0.72 HbegdbTJ  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 A<ds+0  
    2.9 `UTPX'Vz  
    0.72 ${MzO i  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 hhze5_$_  
    2.9 "_q~S$i^  
    0.72 ~=*o  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D 7a1o#O  
    2.8 x%l(0K  
    0.71 {5~h   
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 o{G*7V@H  
    2.7 .;]WcC<3  
    0.69 Cgx:6TRS  
    Yashica AF 70~210/4.5 d ItfR'$  
    2.7 oFj_o  
    0.69 [,;e ,ld  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 y#j7vO  
    2.6 #4JMb#q0E  
    0.69 . vb##D  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 He(65ciT<O  
    2.6 Xg C^-A w  
    0.69 HG;;M6  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U hSm?Z!+  
    2.4 w$:\!FImx  
    0.67 C2}y#AI  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 +})QTFV  
    2.4 c!ZZMC s  
    0.67 S=_u3OH0  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): <= o<lRU  
    镜头品牌规格 /_0B5 ,6R  
    得分 wa8jr5/k"  
    MTF侧重平均值 7|5kak>=  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 ,VS\mG/}s  
    3.7 itYoR-XJ  
    0.78 qWhW4$7x  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF Wx:v~/r  
    3.6 ;k!.ey $S  
    0.78 Sb[>R(0:  
    Canon EF 20~35/2.8 L ,Z~`aHhr  
    3.5 zR<{z  
    0.77 .dU91> ~Ov  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ~JT`q: l-q  
    3.5 gw)4P tb!  
    0.77 Cw,a)XB  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 4 neZw'm  
    3.4 ^ 8}P_  
    0.76 1m~|e.g_'`  
    Pentax FA 20~35/4 AL }|Qh+{H*.  
    3.4 k+9F;p7  
    0.76 mD9Iao%4~  
    Minolta AF 17~35/2.8 G V *@q< rQ  
    3.3 CtCReH03  
    0.75 $5i\D rs  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 j2D!=PK;  
    3.3 th{f|fm62  
    0.75 nLm'a_  
    Canon 20~35/3.5 L uVqc:Q"  
    3.3 {N2GRF~c-y  
    0.75 B~I ]3f  
    Canon EF 17~35/2.8 L -s 0SQe{!_  
    3.2 z:-{Y2F  
    0.74 g=\(%zfsxr  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX `j{3|C=  
    3.1 wO,qFY  
    0.73 o DZZ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 nGVr\u9z  
    2.9 0XA\Ag\`G  
    0.72 BbX$R`f  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 uU)t_W&-J  
    2.8 t\/H.Hb  
    0.71 JPDxzp  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 w: BJ4bi=  
    2.7 wo&IVy@s$  
    0.70 z -?\b^  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro l-XfUjJ  
    2.5 &E]) sJ0  
    0.68 |B (,53  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF NuO@N r  
    2.4 12 )  
    0.67 =#2%[kGq  
    tV=Qt[|@  
    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。 >J9Qr#=H2  
    ,O:4[M!$w  
    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。 @{IX do  
    f4S}Nga(  
    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