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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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    关键词: MTF函数
    MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数 NuR3]Ja\0  
    q]#j,}cN9  
      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: 3T~DeqAyw  
    3,)[Q?nKD  
      MTF = Vo / Vi yM# %UeZ\  
    =h,J!0Y  
      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。 bA\(oD+:  
    $%.,=~W7  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? .Z(Q7j^  
    &EJ/Rl  
      (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。 P#-p* 4  
    !112u#V  
      (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)。 9yWSlbPr]  
    hr`,s!0Y  
      看看photodo的例子: b]g#mQ  
    hQwUw foe@  
    (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 hp$1c  
    8f>v[SQ"  
      看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 "GX k;Y  
    2)9XTY 6$  
      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。 _V(FHjY  
    ZwM d 22  
    MTF(续) Qq3>Xv <  
    L b-xc]  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 58t~? 2E  
    :;KQ]<  
    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。  TUq ,  
    &"d :+!4h  
    浅谈MTF值的含义 Oar%LSkPRz  
    V)]lca  
    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。 &Xi] 0\M)  
    *Rgl(Ba  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 uvJmEBL:  
    |}Mthj9n  
    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。 L~*nI d  
    6\USeZh  
    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。 B/dJj#  
    OmZK~$K_  
    如果仅考虑40线对/毫米的MTF侧重平均值(着眼于24寸照片的放大),在f8时成像素质最佳的为康太时的50/1.7和45/2G系列标头。他们在40线对/毫米的MTF侧重平均值分别达到0.73和0.72。这意味着用这两款镜头,采取必要的防震措施,在f8时可以拍出35mm相机所能拍出的可放大到24寸照片的最佳影象。在最大光圈时,最佳镜头可授予徕卡M50/2标头,其MTF侧重平均值达到0.50。 J3hhh(  
    ?N]G;%3/  
    在所有大光圈人像头中,宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43,已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4,考虑到人像摄影多用大光圈,故位列第一应是问心无愧的。 &'u%|A@  
    CEJqo8ds  
    2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中,康太时28~85/3.3-4居首,适马AF28~70/2.8居末。具体排列如下: "qoJIwl#q  
    镜头品牌规格 &Z%'xAOGR  
    得分 3:bP>l!  
    MTF侧重平均值 8i Ew;I_  
    Contax 28~85/3.3-4 y\R-=Am".  
    4.0 pV*d"~T  
    0.81 (dP9`Na]  
    Canon EF 28~70/2.8 L S e|h]+G  
    3.9 (@Eb+8Zd  
    0.81 qdo_YPG  
    Nikon AF 35~70/2.8 >nO[5  
    3.8 ]L?WC  
    0.79 Awe'MGp%  
    Minolta AF 28~70/2.8 -qG7,t  
    3.7 u. 2^t :A  
    0.78 G%U!$\j:qd  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp j-v/;7s/B  
    3.5 4%7Oaf>9  
    0.77 |WSm puf  
    Leica 28~70/3.5-4.5 -BH T'zq1S  
    3.2 S2?)Sb`  
    0.75 B-V   
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro Y#FSU# a$<  
    3.1 }[OEtd{  
    0.73 g_)i)V  
    Sigma AF 28~70/2.8 %>t4ib_8  
    3.0 `+(4t4@ew  
    0.73 4MRN{W6  
    腾龙最新推出的AF 28~105/2.8LD专业镜头,得分只有2.4分,MTF值为0.67。尼康新推出的AF-S 28~70/2.8 ED的MTF值尚未测试。 =Ds&ArG  
    !J(6E:,b#  
    在常用专业级中远变焦镜头中,徕卡80~200/4镜头最好。各镜头位次排列如下: Lbu,VX  
    镜头品牌规格 sI@kS ^  
    得分 BJjxy0+  
    MTF侧重平均值 Tj=@5lj0  
    Leica 80~200/4 1pT/`x  
    4.2 zwK$ q=-:  
    0.83 )6 K)UA  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D :-~x~ah-  
    4.1 aZCxyoh+  
    0.82 yppXecFJ  
    Canon EF 70~200/2.8 L >Sm#-4B-  
    4.1 $it>*%  
    0.82 ,&jjp eZP  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Y^gIvX  
    3.9 iBCIJ!;  
    0.81 a]4|XJ_  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo 0p=  
    3.9 2>im'x 5  
    0.81 ihIRB9  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED BXr._y, cr  
    3.9 m^4Ojik  
    0.80  9 'IDbe{  
    Contax 80~200/4 ~HXZ-*  
    3.8 M+lI,j+  
    0.79 +Q!Kj7EU/  
    Tokina AF 80~200/2.8 [H>/N7v19*  
    3.4 Zk0?=f?j  
    0.76 a2H_8iQ!  
    Leica 70~210/4 Hzc^fC  
    3.3 P> ~Lx  
    0.75 >c.HH}O0W  
    Pentax FA 80~200/2.8 ,J'@e+jV  
    3.2  #uuNH(  
    0.74 *'R2Lo<C  
    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。 k_1o j[O  
    #b{;)C fL  
    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: g= s2t"&  
    镜头品牌规格 op|x~Thf  
    得分 ;MjOs&1f0K  
    MTF侧重平均值 v9Ez0 :)  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U Yq:TW eZD  
    3.3 ;^P0+d^5C  
    0.75 Cv qUaHW@  
    Pentax FA 28~70/4 AL 7s1LK/R|u  
    3.3 zxvowM  
    0.75 iPrAB*  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U {1W,-%  
    3.2 |R(rb-v  
    0.74 *1_A$14 l  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U j,#R?Ig  
    3.1 5va ;Ol4  
    0.73 ]yA_N>k2K  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 .?.Q[ic  
    3.1 H$]FUv8  
    0.73 HO;,Ya^l  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D i%9xt1c_  
    3.0 JC4Z^/\.  
    0.72 ^os|yRzV*M  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp ,T7(!)dR  
    3.0 SL>0_  
    0.72 $ -f(.S  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 xsXf_gGu  
    2.9 on0>_-n)  
    0.72 g [+_T{  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 0G/_"} @  
    2.9 q=cH ^`<.  
    0.71 h:'wtn@l(  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ca8.8uHY\  
    2.8 XJi^gT N  
    0.71 O.+X,CQG*  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D gNzamorv[  
    2.8 6o ]X.plr  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro `oo(\O7t=  
    2.7 G7H'OB &  
    0.70 ~UV$(5&-  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 nD;8)VI'I  
    2.7 STgYXA(  
    0.70 GFtE0IQ  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 8p~G)J3U  
    2.6 ?TVR{e:  
    0.69 -pm^k-%v  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 4f> s2I&pQ  
    2.3 Tof H =d  
    0.66 _ ?Z :m  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 I%31MU9  
    2.0 ~gvw6e*[  
    0.64 Qz/1^xy  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 %1VfTr5  
    1.8 -dsE9)&8DX  
    0.62 ZtqN8$[6n  
    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: >pn5nn1a  
    镜头品牌规格 6)~J5Fb  
    得分 9q !./)  
    MTF侧重平均值 4E DwZR>./  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO . 'rC'FT  
    3.2 Gfn?1Kt{  
    0.74 4I^8f||b_  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U A&6qt  
    3.1 }~`l!ApD  
    0.74 h*\/{$y  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 ZJ|'$=lR  
    3.0 'VTLp.~G~  
    0.73 IQ"9#{o  
    Sigma  70~210/4-5.6 ON<X1eU  
    2.9 _l;$<]re\k  
    0.72 JgY#W1>  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 L@HWm;aN  
    2.9  @Iy&Qo  
    0.72 csay\Q{  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 11 >K\"K}  
    2.9 Cn>RUGoUsI  
    0.72 !%4&O  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ESAFsJ$r;  
    2.8 R3=]Av46  
    0.71 B#U:6Ty  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 WMLsKoby  
    2.7 i+HHOT  
    0.69 "~&d= f0m  
    Yashica AF 70~210/4.5 H o;bgva  
    2.7 b)Px  
    0.69 +sc--e?  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 $pg1Av7l  
    2.6 hO@VYO   
    0.69 <..|:0Q&~  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 # U j~F  
    2.6 evBr{oi@  
    0.69 AH#eoKu  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U APA:K9jD  
    2.4 W;Ei>~E  
    0.67 NJ{M-K%>  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 \.%GgTF  
    2.4 wJQ"|  
    0.67 u`2[V4=L  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): .\X;VWTI  
    镜头品牌规格 D8''q%  
    得分 }QqmDK.  
    MTF侧重平均值 UoiXIf_Q  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 E5J2=xVW#  
    3.7 Q{0!N8']"  
    0.78 h^}r$k_n  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF c$>$2[*=  
    3.6 V@"Y"}4n4  
    0.78 cKKl\g@}  
    Canon EF 20~35/2.8 L 3 O)^Hq+9  
    3.5 vF,iHzv  
    0.77 GDW$R`2  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 hvS4"% \  
    3.5 C<.Ny,U  
    0.77 yfd$T}WW6  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U 0ThX1)SH  
    3.4 Rn-RMD{dh  
    0.76 D^5bzZk N  
    Pentax FA 20~35/4 AL m%bw$hr  
    3.4 Iw<: k  
    0.76 eBmBD"$  
    Minolta AF 17~35/2.8 G ][y~(&=T  
    3.3 };:+0k/  
    0.75 AGe\PCn-  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ;m+*R/  
    3.3 E?z~)0z2`  
    0.75 l?N|Gj;ZFZ  
    Canon 20~35/3.5 L w<ol$2&B  
    3.3 \MA 4>  
    0.75 f;nO$h[Qb  
    Canon EF 17~35/2.8 L yR Zb_Mq9U  
    3.2 f2JeXsOI  
    0.74 |Ts|>"F'  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX vThK@P!s  
    3.1 i@C1}o-/  
    0.73 : ;nvqbd  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 xSQ:#o=8G  
    2.9 "0(H! }D  
    0.72 %`cP|k  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 E26zw9d  
    2.8 J\BTrN7  
    0.71 0 2lI-xHe  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 9"=1 O  
    2.7 OUd&fUmH  
    0.70 :q.g#:1s  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro Wy[Ua#Dd  
    2.5 R3;,EL{H&  
    0.68 ._uXK[c7P  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF JYt)4mOo  
    2.4 '9+JaB  
    0.67 5ir[}I^z  
    {*Ag[HS0u  
    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。 c/G4@D>  
    [=})^t?8  
    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。 1gA9h-'w  
    g/o@,_  
    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