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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 9-ozrw8t  
    cl~Yx 4  
      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: X NJ4T]><  
    "}]$ag!`q$  
      MTF = Vo / Vi eTuqK23  
    $m4-^=  
      MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 ZL!u$)(V  
    ?%s>a8w  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? tq3_az ~1  
    V_+&Y$msi~  
      (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 ^dQ{vL@9b9  
    4V,.Oi  
      (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。 .Nn11F< d  
    4yl{:!la  
      看看photodo的例子: ffrIi',@  
    _[2@2q0  
    (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 ]\78(_o.zz  
    _Iy\,<  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 YlHP:ZW-cu  
    ]O@$}B];)  
      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。 iM+` 7L'  
    -#|D>  
    MTF(续) :?t~|7O:  
    [^5\Ww  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 4%(Ji  
    [?!I*=*b  
    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。 DP ? d C`  
    qkb'@f=  
    浅谈MTF值的含义 !J`lA  
    ++0)KSvw  
    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。 g52a vG  
    D|;O9iks#  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 r"7n2   
    #.Rn6|V/4  
    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。 sXIYl% d  
    </h^%mnd  
    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。 isQ(O  
    .JhQxXj  
    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。 ht3.e[%'b  
    ~4~`bT9  
    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。 ]?Ef0?44  
    }Z!D?(  
    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: tq3Wga!5  
    镜头品牌规格 *r7v Dc  
    得分 Yd^@Ei9  
    MTF侧重平均值 BrV{X&>[i  
    Contax 28~85/3.3-4 >[}oH2oi  
    4.0 rd%%NnT"  
    0.81 gAqK)@8-  
    Canon EF 28~70/2.8 L 0I&k_7_   
    3.9 {MUB4-@?F$  
    0.81 %oZ:Awx  
    Nikon AF 35~70/2.8 NTg@UT <  
    3.8 n<I{x^!  
    0.79 UtZ,q!sg  
    Minolta AF 28~70/2.8 -fR :W{u  
    3.7 tXD$HeBB?  
    0.78 $XBK_ 5  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ._mep\#.:  
    3.5 +X}i%F'  
    0.77 {zdMmpQF  
    Leica 28~70/3.5-4.5 WjV15\,  
    3.2 \8`?ir q"  
    0.75 {$*N1$(%  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro bx@l6bpQ  
    3.1 vvoxK0  
    0.73 vF$i"^;tJ;  
    Sigma AF 28~70/2.8  N;7/C  
    3.0 wp[Ug2;G  
    0.73 ,"(L2+Yp  
    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。 @f!X%)\;x  
    okNo- \Dh!  
    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: sp9gz~Kq  
    镜头品牌规格 -N *L1Zj  
    得分 .n-#A  
    MTF侧重平均值 $vO&C6m$  
    Leica 80~200/4 P]E-Wp'p  
    4.2 W U(_N*a  
    0.83 g?C;b>4  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D AOf4y&B>q  
    4.1 VFHd2Ea(  
    0.82 39pG-otJ  
    Canon EF 70~200/2.8 L *{o7G  a  
    4.1 SC{m@  
    0.82 my=f}%k=  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX R%E7 |NAG  
    3.9 e|~MJu+1  
    0.81 +n3I\7G>  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo D:)Wr, 26  
    3.9 Bf_$BCyGW  
    0.81 eRauyL"Q+  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED r-2k<#^r  
    3.9 d|`Ll  
    0.80 *6uccx7{  
    Contax 80~200/4 WzMYRKZ  
    3.8 FhE{khc#  
    0.79 &y[NC AeA  
    Tokina AF 80~200/2.8 WWT1= #"  
    3.4 3>,}N9P-v  
    0.76 oFY!NMq}:  
    Leica 70~210/4 tF2"IP.  
    3.3 hbjAxioA  
    0.75 D}-.<  
    Pentax FA 80~200/2.8 :5d>^6eoB?  
    3.2 S63 Zk0(25  
    0.74 nK&]8"  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 L9x-90'q,  
    yNTd_XPL  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: %+7]/_JO&  
    镜头品牌规格 /--p#Gh'  
    得分 9KSi-2?H  
    MTF侧重平均值 xad`-vw  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U @=J|%NO  
    3.3 >rnVT K  
    0.75 74s{b]jN'-  
    Pentax FA 28~70/4 AL Xtp8 ^4Va  
    3.3 FLZ9pb[T  
    0.75 \& JZ >h  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U AeJ ;g  
    3.2 _k-_&PR  
    0.74 xNz(LZ.c  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U W,q @ww u  
    3.1 M5xJ_yjG  
    0.73 8:cbr/F<  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 9&Y@g)+2  
    3.1 OvdT* g=8*  
    0.73 S0$^|/Sr  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D UD I{4+z  
    3.0 !, 4ag1  
    0.72 sFU< PgV  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ~lj~]j  
    3.0 kmB!NxF>)F  
    0.72 F_-Lu]*  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 f~IJ4T2#N  
    2.9 lU WXXuO]  
    0.72 E&[5b4D@<  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 _1" ecaA  
    2.9 ZbnAAbfKH  
    0.71 qY_qS=H^  
    Contax 28~70/3.5-4.5 J0G@]H  
    2.8 TS<d?:  
    0.71 j0=6B  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D y@P%t9l  
    2.8 (Wzp sDte  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro .hTqZvDa  
    2.7 =u~nLL  
    0.70 %&ejO= r  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 X -pbSq~5  
    2.7 %1z;l.c  
    0.70 P8 X07IK  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 4WT[(  
    2.6 b UG,~\Z  
    0.69 sEhvx +(  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 9u=A:n\  
    2.3 T^bA O-d#  
    0.66 =bKDD <(  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 'K[ml ?_  
    2.0 n. %QWhUB  
    0.64 7*:zN  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 AGhenDN V  
    1.8 7vRtTP  
    0.62 ]>3Y~KH(  
    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: %"RJi?  
    镜头品牌规格 )ycI.[C  
    得分 IUMv{2C  
    MTF侧重平均值 W"{Ggk `  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO Pk?$\  
    3.2 hA=uoe\  
    0.74 x6ghO-s  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U 2D\ pt  
    3.1 ZR>BK,  
    0.74 Q3@zUjq_Q  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 SX4*804a_  
    3.0 "ubp`7%67  
    0.73 Ds1h18  
    Sigma  70~210/4-5.6 l u=a e<M  
    2.9 ^F^g(|(K  
    0.72 ;0DoZ  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 *^>"  h@J  
    2.9 g_>&R58  
    0.72 -cqE^qAdX  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 E@}F^0c  
    2.9 6?Ncgj &@  
    0.72 7FX4|]  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D r@G*Fx8Z  
    2.8 F^,:p.ihm<  
    0.71 /9vi  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 WfPb7T  
    2.7 ?m7:@GOE1  
    0.69 )~2\4t4|g  
    Yashica AF 70~210/4.5 S-t#d7'B  
    2.7 YQ0#j'}/  
    0.69 5es t  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 )JMqC+J3*t  
    2.6 +C~h(  
    0.69 EJ:O 1  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 M/S~"iD  
    2.6 }'[>~&/"  
    0.69 EQ%ooAb8  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U ;i@S}LwL  
    2.4 Z\ hcK:  
    0.67 -^&=I3bp  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 OGZD$j  
    2.4 IDct!53~  
    0.67 dT| XcVKg  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): zt.k Nb  
    镜头品牌规格 HxI6_>n^I  
    得分 _i_='dsyW/  
    MTF侧重平均值 Ft5A(P >  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 @SX%q&-  
    3.7 ki1(b]rf  
    0.78 \`Hp/D1  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF c^}G=Z1@  
    3.6 \Vc[/Qp7Bb  
    0.78 c5]Xqq,  
    Canon EF 20~35/2.8 L *_D/_Rp7  
    3.5 H cmW  
    0.77 }:8}i;#M  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 Q-x>yau"  
    3.5 _CD~5EA:  
    0.77 w8lrpbLh  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U ZP"; B^J  
    3.4 [@@{z9c  
    0.76 WNR]GI  
    Pentax FA 20~35/4 AL $6Ma{rC|  
    3.4 G'|ql5Zw  
    0.76 n;Bb/Z!~  
    Minolta AF 17~35/2.8 G u(vZOf]jL  
    3.3 CR4O#f8\  
    0.75 6_mi9_w  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 a (U52dO,  
    3.3 x`E<]z*w}  
    0.75 ERPg TZT  
    Canon 20~35/3.5 L (%_X{R'  
    3.3 Q4XlYgIV2A  
    0.75 TV`1&ta  
    Canon EF 17~35/2.8 L \$9C1@B@  
    3.2 7@@g|l]  
    0.74 ~n=DI/AJ@-  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX a1pp=3Pd?~  
    3.1 3IYFvq~  
    0.73 y._'o7%  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 I\*6 >  
    2.9 =lAjQt  
    0.72 KV0*dB;  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 b1Vr>:sK47  
    2.8 eT b!xb  
    0.71 /LFuf`bXV  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 4/ ` *mPW  
    2.7 WK|5:V8E  
    0.70 AJyN lQ  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro 7z? ;z<VJ  
    2.5 $;5Q mKQ'  
    0.68 2^[dy>[y0  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF YR'F]FI  
    2.4 |_?e.}K  
    0.67 vW?\bH7}I  
    #mV2VIX#Jv  
    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。 <::lfPP  
    mZ71_4X#  
    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。 ^N7H~CT"  
    Avw=*ZW  
    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