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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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    光券
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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 6 Bdxdx*zt  
    P.5l9N s(O  
      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: 5 7t.Ud  
    *U]&a^N  
      MTF = Vo / Vi Nh_\{ &r  
    fK+ 5   
      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。 oI[rxr  
    ,ofE*Wt  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ZJQFn  
    <+-n lK4  
      (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。 ,z>-_HOnw  
    )\ceanS  
      (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 EzN   
    Ul9^"o  
      看看photodo的例子: RJzIzv99m  
    R:YVmqd  
    (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 8cG`We8l&  
    m7g*zu2#  
      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。 M TZCI}  
    .pQ5lK(R  
      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。 !cYID \}S,  
    rU&Y/  
    MTF(续) u*;H$&  
    NytTyk)  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 y|KQ`;  
    R"V90bCf  
    镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用,已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是,由于其图表复杂,每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图,因此,对于一般读者而言,常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样,简单明了,一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米,在边缘是××线对/毫米。但是,分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的,并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等,令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡,位列前茅,而在另一个数据中则表现平平,评价一般,令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始,使用MTF专用测试设备,固定专职检验员,八年来已经测试了400多款35mm相机镜头,分别给出了客观公正的评价,为使用者和制造商提供了指导性数据。 zMu9A|  
    2Kz$y JTp  
    浅谈MTF值的含义 ]6[+tpx  
    GT6i9*tb #  
    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。 $zp|()_  
     IPK1g3Z  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 ?L7DVwVa,I  
    (0b\%;}  
    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。 -43>?m/a  
    < $e#o H  
    1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中,能够纳入顶级头的只有19款(得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上)。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款(两款带微距),75~85mm焦距头有4款,90~135mm焦距头有6款(三款带微距),得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头(4.8分,MTF侧重平均值0.89)。按照厂家划分,徕卡镜头占了六款(M系列:50/2,75/1.4,90/2.8;R系列:50/2,90/2.8,100/2.8 Macro),康太时四款(50/1.7,50/1.4,85/1.4,45/2G),佳能三款(EF85/1.2,EF135/2 EF200/1.8),宾得三款(50/1.4,50/2.8Macro,85/1.4),美能达两款(AF 50/2.8Macro,AF 100/2.8Macro),图丽一款(MF AT-X 90/2.5Macro)。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 ]!"w?-h Si  
    ufIvvZ*  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 4n6AK`E  
    ,++HiYOG}e  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 t^"8M6BqC;  
    4RB%r  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: ]"uG04"Vk  
    镜头品牌规格 X+N5iT  
    得分 `| ?<KF164  
    MTF侧重平均值 8`urkEI^r  
    Contax 28~85/3.3-4 *)-@'{]uB  
    4.0 /~w*)e)  
    0.81 OxGfLeP.R!  
    Canon EF 28~70/2.8 L QJ;dw8  
    3.9 C 8wGbU6`  
    0.81 f0sLe 3  
    Nikon AF 35~70/2.8 J.R\h!  
    3.8 tm.60udbo  
    0.79 sIf]e'@AC  
    Minolta AF 28~70/2.8 M' z.d  
    3.7 %'s_ =r`  
    0.78 y!P!Fif'  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp C0N}B1-MU  
    3.5 trwQ@7  
    0.77 o/o6|[=3  
    Leica 28~70/3.5-4.5 n({%|O<|  
    3.2 sED"}F)  
    0.75 zY:3*DiM  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro AF"7 _  
    3.1 !'^l}K>  
    0.73 5aW#zgxXg  
    Sigma AF 28~70/2.8 4z( B`t~7  
    3.0 g{6jN  
    0.73 yjL+1_"B  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 AaA!U!B  
    A/I\MN|  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: ^.8~}TT-U  
    镜头品牌规格 fm-m?=  
    得分 A/2$~4,  
    MTF侧重平均值 nL=+`aq_  
    Leica 80~200/4 dB6 ,pY(  
    4.2 R&.&x'<  
    0.83 T.;{f{  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D >4luZnWMI  
    4.1 SXqB<j$.;  
    0.82 7yyX8p>  
    Canon EF 70~200/2.8 L =h vPq@C%  
    4.1 uPl}NEwU|  
    0.82 _xCYh|DlQ|  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Anyy  
    3.9 {f-O~P<Z4  
    0.81 ,b!D8{W"N  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo r6uN6XCM  
    3.9 G4SA u  
    0.81 Fnak:R0  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED }wiyEVAh{  
    3.9 mTtaqo_Bh  
    0.80 E Ou[X'gLr  
    Contax 80~200/4 !38KHq^|&  
    3.8 g@!U^mr*3  
    0.79 /A,w{09G  
    Tokina AF 80~200/2.8 5e,u*J]  
    3.4 MF<ZB_@  
    0.76 D(']k?  
    Leica 70~210/4 <{k{Coy  
    3.3 ]>(pj9)  
    0.75 .c}+kHv  
    Pentax FA 80~200/2.8 L#K`F8Wi=  
    3.2 >"!ScYn  
    0.74 ]$L5}pE3  
    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。 J1I,;WGf  
    1qNO$M  
    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: q{9 \hEeb  
    镜头品牌规格 q( ~rk  
    得分 xD&n'M]  
    MTF侧重平均值 Jg=!GU/::  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U b;jdk w|  
    3.3 ;: _K,FU  
    0.75 vc"!3x-G*  
    Pentax FA 28~70/4 AL 0ex.~S_Oj4  
    3.3 ]P wS3:x  
    0.75 HBe*wkPd  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U xSD*e 0  
    3.2 asYk #;z\"  
    0.74 i,ZEUdd*_  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U uFSU|SDd.  
    3.1 }#D=Rf?2\P  
    0.73 >R]M:Wx  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 $Okmurnn  
    3.1 eg/itty  
    0.73  ,==_u  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D -W^{)%4g  
    3.0 =QVkY7  
    0.72 'u v=D  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp <!RkkU& 6  
    3.0 R&(OWF;~,  
    0.72 ZH\t0YhrVe  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 td7(444]  
    2.9 %dPk,Ylz  
    0.72 Jfr'OD2$ %  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 m0;j1-t  
    2.9 (K=0c 6M3=  
    0.71 w*XM*yJHU  
    Contax 28~70/3.5-4.5 mM&P&mz/D  
    2.8 GalSqtbmDt  
    0.71 ^L $`)Ja  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D w;ZT-Fti  
    2.8 WRu(F54Sk  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro ben-<3r  
    2.7 'qT;Eht5  
    0.70 r2\%/9uO  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 d)-ZL*o  
    2.7 36OQHv;&  
    0.70 ?:9y !Q=  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 G3TS?u8Q  
    2.6 u]NsCHKlT  
    0.69 I"czo9Yspd  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 .q MxShUU  
    2.3 9*s8%pL  
    0.66 =nCA=-Jv  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 DDR4h"Y  
    2.0 }O~D3z4l0  
    0.64 4dFr~ {  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 HcIJ&".~  
    1.8 z{OL+-OY  
    0.62 Mu`_^gG  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: q-Z<.GTq  
    镜头品牌规格 R4;1LZ8XzS  
    得分 +I5\ `By=  
    MTF侧重平均值 heIys.p  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO :a)RMp+^0  
    3.2 S\N l|U[  
    0.74 %!Eh9C*  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U W[J2>`k9  
    3.1 f3! Oc  
    0.74 kIS )*_  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 bgE]Wk0  
    3.0 l=XZBe*[g'  
    0.73 "vybVWEE  
    Sigma  70~210/4-5.6 Bv~^keuj3t  
    2.9 2H$](k?   
    0.72 C0w_pu  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 [/hoNCH!  
    2.9 *c4OhMU(  
    0.72 :|5 m"X\  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 Cu%BU}(  
    2.9 e}2?)B`[  
    0.72 y g(Na  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D g0biw?  
    2.8 [p'2#Et  
    0.71 XixjdBFP  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 fIpS P@$<  
    2.7 aoW2c1`?Z  
    0.69 [.|& /O  
    Yashica AF 70~210/4.5 > )Qq^?U  
    2.7 1d49&-N  
    0.69 2*`kkS  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 NaoOgZ?  
    2.6 /xgC`]-  
    0.69 t9<BQg  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 $9\8?gS  
    2.6 qh>An;:u  
    0.69 5w>TCx  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U oVk!C a  
    2.4 lW-G]V  
    0.67 /z^v% l  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 ^[[@P(e>  
    2.4 .6[8$8c  
    0.67 v,Kum<oi?  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): *j(fk[,i  
    镜头品牌规格 #"A`:bjG  
    得分 6%t6u3  
    MTF侧重平均值 bh8GP]*E|  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 >Q=e9L=  
    3.7 p Cx_[#DrP  
    0.78 2va[= >_  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF T@vE@D  
    3.6 gF9GU5T:  
    0.78 =\ 8 x  
    Canon EF 20~35/2.8 L )<J #RgE  
    3.5 NlhC7  
    0.77 h] )&mFiE"  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 k:/Z6TLk3  
    3.5 (oiQ5s^f  
    0.77 ,>(X}Q  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 6&E[hvu  
    3.4 gmTBp}3  
    0.76 sDgo G  
    Pentax FA 20~35/4 AL hQ:wW}HWW  
    3.4 gYh o$E  
    0.76 s!gVY!0  
    Minolta AF 17~35/2.8 G !2B~.!&   
    3.3 xK[ [b  
    0.75 Pt-mLINvG  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 DfkGNBY  
    3.3 d/TFx  
    0.75 CPsl/.$tC  
    Canon 20~35/3.5 L , =*^XlO=c  
    3.3 }n^}%GB  
    0.75 Tl_o+jj  
    Canon EF 17~35/2.8 L uUBUUr  
    3.2 ;gaTSYVe  
    0.74 =dKk #*  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX H^B,b !5i  
    3.1 ?o]NV  
    0.73 7]5+%[Dg!  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 kSge4?&  
    2.9 OI/]Y7D[Oq  
    0.72 jfvlkE-uK  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 k|]l2zlT  
    2.8 U b\&k[F  
    0.71 3M^`6W[;  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 v7+|G'8M`  
    2.7 S._h->5f  
    0.70 \ X6y".|-  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro ]=|iO~WN  
    2.5 `"~X1;  
    0.68 `yhc,5M  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF f~jd N~  
    2.4 v+C D{Tc  
    0.67 ,pZz`B#  
    L^s?EqLXS  
    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。 6QPbmO]z  
    )i-`AJK-'v  
    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。 /3"S_KE1@+  
    Jx&+e,OST  
    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