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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 Azag*M?  
    S)W(@R+@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: ?Suv.!wfLl  
    x_OZdI  
      MTF = Vo / Vi g#r,u5<*?  
    7-2,|(Xg  
      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。 r)Fd3)e   
    G ;  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ?jH u,  
    C0-,<X  
      (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。 h45RwQ5Z  
    "= >8UR  
      (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)。 @h)X3X  
    Jk,}3Cr/  
      看看photodo的例子: O^<\]_l  
    &C.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 aT}?-CUxx  
    }`D-]/T8.  
      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。 w02t9vz  
    BTa#}LBZ+  
      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。 -A)/CFIZ  
    "j%L*J)  
    MTF(续) 6d%)MEM  
    YA*E93J0  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 ^|lG9z%Foy  
    GdtR  /1  
    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。 QIu!o,B  
    </33>Fu)  
    浅谈MTF值的含义 0=c:O  
    u\P)x~-TM  
    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。 cDqj&:$e  
    [eZ'h8  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 :?z E@Ct  
    #u$ Z/,  
    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。 D[bPm:\0M  
    TDY =!  
    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。 (5&l<u"K~  
    -`d(>ok  
    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。 I oFtfb[  
     :IX_}|  
    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。 H <ugc  
    xD4G(]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: | sZu1K  
    镜头品牌规格 q($fl7}Y  
    得分 Nj|~3 *KO  
    MTF侧重平均值  Wkc^?0p  
    Contax 28~85/3.3-4 7kH GU  
    4.0 >TddKR @C  
    0.81 hv 8j$2m  
    Canon EF 28~70/2.8 L 8`;3`lZ  
    3.9 A3mSSc6  
    0.81 dX ;G [\  
    Nikon AF 35~70/2.8 :j( D&?ao  
    3.8 ;+4X<)y*>  
    0.79 2mVLR;s{_  
    Minolta AF 28~70/2.8 C! J6"j  
    3.7 Oky9G C.a  
    0.78 ljRR{HOl  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp NzuH&o][  
    3.5 |4u?Q+k%%  
    0.77 %QKRl 5RM-  
    Leica 28~70/3.5-4.5 *r]Mn~3  
    3.2 f+D a W  
    0.75 VKXZA2<?'  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro &4-rDR,  
    3.1 m=p<.%a  
    0.73 O4w:BWVsn  
    Sigma AF 28~70/2.8 }c-tvK1g  
    3.0 >5}jM5$  
    0.73 'c|Y*2@  
    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。 V;SXa|,  
    d*TpHLm  
    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: RXU#.=xvy  
    镜头品牌规格 20p/p~<  
    得分 [Q*aJLG  
    MTF侧重平均值 )XAD#GYM  
    Leica 80~200/4 ~TEKxgU  
    4.2 60St99@O  
    0.83 C/je5  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D t?R=a-ZI  
    4.1 \qh -fW; #  
    0.82 mQ]wLPP{1  
    Canon EF 70~200/2.8 L x#s=eeP1  
    4.1 ; (;J  
    0.82 jboQ)NxT!,  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX "3Z<V8xB  
    3.9 3U73_=>=&  
    0.81 W!G2$e6  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo ^>fjURR  
    3.9 Fl^}tC  
    0.81 LYY|8)Nj2"  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED KGI0|Z]n~  
    3.9 `X7ns?  
    0.80 _F1{<" 4  
    Contax 80~200/4 #Ua+P(1q  
    3.8 ;qF#!Kb5  
    0.79 4f?Y'+>Z,  
    Tokina AF 80~200/2.8 `kP (2b  
    3.4 t"@: a Y"  
    0.76 { !C';^  
    Leica 70~210/4 (gl/NH!  
    3.3 VIxt;yE  
    0.75 y`EcBf  
    Pentax FA 80~200/2.8 vQ}'4i8(  
    3.2 vZns,K#4H\  
    0.74 g(0 |p6R  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 O/(qi8En  
    hL,+wJ+A  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: n_n0Q}du  
    镜头品牌规格 {&Fh$H!  
    得分 r4~Bn7j2  
    MTF侧重平均值 .qioEqK8!y  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U syYg, G[  
    3.3 LyB$~wZx~@  
    0.75 [k9aY$baT^  
    Pentax FA 28~70/4 AL '`Smg3T!~S  
    3.3 Odr@9MJ  
    0.75 !(hP{k ^g  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U {da Nw>TH  
    3.2 _F *(" o  
    0.74 }V3p <  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U *Bt`6u.>e,  
    3.1 0O>8DX  
    0.73 .Jz$)R  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 PZF>ia}  
    3.1 )T:{(v7 d`  
    0.73 =>hq0F4[;  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D HB$*xS1  
    3.0 A`7uw|uO$  
    0.72 W9?Yzl  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp QK\QvU2y  
    3.0 Lrr^obc  
    0.72 $.}fL;BzVz  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 <v"C`cga  
    2.9 ~u&3Ki*x  
    0.72 )Xa`LG =|  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 !UD62yw~  
    2.9 Fz16m7.  
    0.71 AjaG .fa]k  
    Contax 28~70/3.5-4.5 ML0o :8Bd\  
    2.8 !GMb~  
    0.71 ";j/k9DE  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 2C %{A  
    2.8 \qAMs^1-  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro J?-"]s`J  
    2.7 x!q$`zF\\  
    0.70 >#R<*?*D}  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ;0}$zy1EZ  
    2.7 $.(>Sj1  
    0.70 )vsiX}3  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 Z\xR+3  
    2.6 TeQWrm s  
    0.69 TD,W*(b  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7 9p(s FQ [  
    2.3 'r4 j;Jn  
    0.66 sRo%=7Z  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 ~,Q+E8  
    2.0 d>  Y9g  
    0.64 [Y*p I&f  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 A75IG4]  
    1.8 FgRlxz  
    0.62 J']1^"_'  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: &^1DNpUZ  
    镜头品牌规格 m$A|Sx&sG$  
    得分 V_!hrKkL  
    MTF侧重平均值 ]BCH9%zLj  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO g`gH]W FcG  
    3.2 DI**fywu[3  
    0.74 G F,/<R#  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U TeG5|`t],  
    3.1 rO 6oVz#x  
    0.74 Ve7[U_"  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 cy?u *  
    3.0 tp_*U,  
    0.73 ;hmy7M1%  
    Sigma  70~210/4-5.6 <<v,9*h  
    2.9 zXvAW7  
    0.72 >mT2g  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 GKtG#jZ&  
    2.9 Gs.id^Sf  
    0.72 >&e|ins^N  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 J^ryUO o}b  
    2.9 .!,T> :R  
    0.72 \Q?r+VZ  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D ?^2(|t9KU  
    2.8 hFZ7{pj  
    0.71 1Xt% O86  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 %ztCcgu*  
    2.7 CG@ LYN  
    0.69 XJC|6"n  
    Yashica AF 70~210/4.5 }X)mZyM[  
    2.7 m /JpYv~  
    0.69 3uz@JY"mK  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 zm9>"(H  
    2.6 <:2El9l!  
    0.69 4At%{E  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 ;a XcGa  
    2.6 b(I-0<  
    0.69 c@~\ FUr  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U n4Ry)O[.  
    2.4 pqBd#  
    0.67 VW I{ wC  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 bwqla43gX  
    2.4 c# U!Q7J  
    0.67 TV#pUQ3K  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): {2}O\A  
    镜头品牌规格 -k|r#^(G2  
    得分 %/CCh;N#  
    MTF侧重平均值 4W*52*'F,  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 w{UVo1r:  
    3.7 x}i:nLhL  
    0.78 p./zW )7+  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF - {>JF  
    3.6 w [D9Q=  
    0.78 fDNiU"  
    Canon EF 20~35/2.8 L kTT!gZP$  
    3.5 {PnvQ?|Z  
    0.77 /w^}(IJ4  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 200/  
    3.5 d0"Hu^]  
    0.77 f6j;Y<}' g  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U b<P9@h~:  
    3.4 Q35$GFj"jD  
    0.76 BRPvBs?Q,{  
    Pentax FA 20~35/4 AL 75u/'0~5  
    3.4 4`yCvPu  
    0.76 ) kfA5xi[  
    Minolta AF 17~35/2.8 G U}~SY  
    3.3 fr#Y<=Jo  
    0.75 2%'{f  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 ARGtWW~:  
    3.3 [`BMi-WQ  
    0.75 --4,6va`e  
    Canon 20~35/3.5 L P%A;EF~ v  
    3.3 PTWP7A[  
    0.75 :3pJGMv(  
    Canon EF 17~35/2.8 L eY)ugq>'  
    3.2 qT$;ZV #  
    0.74 zRd^Uks  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX \1cay#X  
    3.1 {?!=~vp  
    0.73 J]yUjnQ[h  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 dl mF?N|EC  
    2.9 XZD9vFj1Z  
    0.72 r: ]t9y>$<  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 }:<`L\8q\  
    2.8 hO w  
    0.71 8/F}vfKEN  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 {VtmQU? cJ  
    2.7 l2vIKc  
    0.70 {AUhF}O  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro r"sK@  
    2.5 NF8'O  
    0.68 :,Z'/e0&  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF ;rXkU9  
    2.4 %Hx8%G!  
    0.67 xucrp::g  
    *(wkgn  
    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。 ecaEWIOG  
    tIn dve  
    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。 & mwQj<Z  
    b* k=  
    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