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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 Tzd#!Lvm:,  
    h;=~%2Y  
      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: xI,3(A.  
    [REH*_  
      MTF = Vo / Vi *r.% /^@  
    %_ew{ff|  
      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。 VgPlIIHh5  
    /&6{}n  
      实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? jV% VN  
    T m"B  
      (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。 "8Dm7)nB  
    'IU3Xu[-.  
      (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)。 4KH'S'eR  
    R3g)LnN  
      看看photodo的例子: =Ti!9_~  
    2)BO@]n  
    (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 G[}v?RLI  
    % jDH{xSMb  
      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。 8Hq4ppC  
    &5}YTKe}|  
      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。 >4g!ic~O  
    %XR(K@V  
    MTF(续) h<L_ =)lH  
    hUpour |b  
    浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 z/#,L!Z3  
    A}"|_ &E  
    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。 !S~)U{SSK  
    u.E>d9  
    浅谈MTF值的含义 0}GO$%l  
    -.Wwo(4  
    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。 g Cp`J(2v:  
    1PVZGZxAgv  
    利用MTF值对镜头统计分析及排列 x~k3kj  
    >QDyG8*  
    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。 IlF_g`  
    k8G4CFg}wP  
    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。 aj|3(2;Kp  
    S))B^).0-  
    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。 :TVo2Zm[@  
    Qfp4}a=  
    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。 `;Ui6{|  
    N75U.;U0  
    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: ,3rsjoKhd  
    镜头品牌规格 6Takx%U  
    得分 }S"gZ6   
    MTF侧重平均值 |>P:R4P  
    Contax 28~85/3.3-4 N?3p,2  
    4.0 WiZkIZ  
    0.81 P|1  D6  
    Canon EF 28~70/2.8 L / 1TK+E$  
    3.9 iwIn3R,  
    0.81 ys!O"=OJ  
    Nikon AF 35~70/2.8 ?taC !{  
    3.8 9t`yv@.>N  
    0.79 lB2 F09`  
    Minolta AF 28~70/2.8 i=5!taxu}E  
    3.7 c}v8j2{  
    0.78 #Br`;hL<T  
    Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ?i_2ueVR  
    3.5 %#fjtbeB  
    0.77 9~^k3!>0  
    Leica 28~70/3.5-4.5 A99;bf}"  
    3.2 !C4)P3k  
    0.75 F.(W`H*1+  
    Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro }2Ge??!  
    3.1 m5/]+xdNX  
    0.73 "z6p=B"?3  
    Sigma AF 28~70/2.8 l_((3e[)  
    3.0 g[y&GCKY!=  
    0.73 m Urb  
    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。 CVY-U|xFY  
    Li8/GoJW-T  
    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: TN Z -0  
    镜头品牌规格 ?AO=)XV2  
    得分 ZHwl9n#m  
    MTF侧重平均值 <bn|ni|c"  
    Leica 80~200/4 x`2dN/wDhf  
    4.2 (7_ezWSl>  
    0.83 }.u[';q ]S  
    Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D (gdzgLHy  
    4.1 {OQ)Np!  
    0.82 F" G+/c/L  
    Canon EF 70~200/2.8 L cEXd#TlY~X  
    4.1 eVj 8u  
    0.82 }<z [t5  
    Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX LvGo$f/9  
    3.9 W-D4" G@  
    0.81 sw$JY}Q8x  
    Minolta AF 80~200/2.8 Apo (w_b  
    3.9 qU&v50n  
    0.81 W`[7|8(6!  
    Nikon AF 80~200/2.8 D ED Q(WfWifu-|  
    3.9 kQ[23  
    0.80 ~ hP]<$v  
    Contax 80~200/4 #cikpHLXG  
    3.8 lh\`9F:  
    0.79 "SKv'*\b  
    Tokina AF 80~200/2.8 17:7w  
    3.4 ee<'j~{A  
    0.76 |+-b#Sa9  
    Leica 70~210/4 p-oEoA  
    3.3 YYe<StyH  
    0.75 Sw{rNzh%$  
    Pentax FA 80~200/2.8 I_c?Ky8J_|  
    3.2 ()Img.TIt  
    0.74 .dc|?$XV  
    佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 Qc Xw -  
    pm}_\_  
    3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 8`<3rj  
    镜头品牌规格 Kk% I N9  
    得分 98|1K>C  
    MTF侧重平均值 `)i4ZmE|  
    Canon EF 28~105/3.5-4.5 U Rs'mk6+  
    3.3 p%Ns f[1>  
    0.75 7&dF=/:X@  
    Pentax FA 28~70/4 AL nS!m1&DeD  
    3.3 U d+6=Us{  
    0.75 43`Atw`\  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 U 0LWV.OIIC  
    3.2 Fe2iG-ec  
    0.74 +D h?MQt?  
    Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U BgsU:eKe  
    3.1 V' sq'XB  
    0.73 >(gbUW  
    Ricoh P 35~70/3.4-4.5 0b=00./o  
    3.1 =`qEwA  
    0.73 {o %OG/!1  
    Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D bM,%+9oz;  
    3.0 >b*}Td~J  
    0.72 L3S29-T  
    Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp UE/iq\a>  
    3.0 7U)w\A;~  
    0.72 fHF*#  
    Nikon AF 28~85/3.5-4.5 J32"Ytdo<  
    2.9 aqP"Y9l  
    0.72 (]"`>, ray  
    Minolta MD 28~70/3.5-4.8 ()_^:WQO?  
    2.9 <@c9S,@t  
    0.71 7MX5hZF"  
    Contax 28~70/3.5-4.5 &7w*=f8I  
    2.8 |x ir93|  
    0.71 AHplvksb  
    Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D a/~1CrYr  
    2.8 \uOR1z  
    Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro %G, d&%f  
    2.7 ~kZ? e1H  
    0.70 d`xDv$QZ  
    Minolta AF 28~80/3.5-5.6 J)^Kls\> t  
    2.7 F,xFeq$/{  
    0.70 AR)A <  
    Ricoh 35~70/3.5-4.8 &*qAB)* *  
    2.6 {u$<-W-&  
    0.69 X<:Zx#J?i  
    Pentax FA 28~80/3.5-4.7  )jH|j  
    2.3 U;]h/3P  
    0.66 iB*1Yy0DC  
    Pentax FA 28~80/3.5-5.6 p=dM2>  
    2.0 E>1%7" i<  
    0.64 nhB.>ReAi  
    Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 m>^#:JK  
    1.8 !h+VbZ  
    0.62 -pN'r/$3V  
    在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: o[k,{`M0  
    镜头品牌规格 7;ddzxR4  
    得分 ugQySg>  
    MTF侧重平均值 i=`@)E  
    Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO 03 I*@jj  
    3.2 !?GW<Rh  
    0.74 kXZG<?  
    Canon EF 70~210/3.5-4.5 U SuJ4)f;'0  
    3.1 pLpWc~#  
    0.74 wN$u^]  
    Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 l7S&s&W @  
    3.0 QjFE  
    0.73 ,Y27uey{wa  
    Sigma  70~210/4-5.6 5NhwIu^<  
    2.9 ds'7zxy/  
    0.72 (x8D ]a  
    Pentax FA 70~200/4-5.6 'zx1kq1  
    2.9 oedLe9!  
    0.72 \aGTi pB  
    Minolta AF 70~210/3.5-4.5 HA GpM\Qa  
    2.9 x4/f5  
    0.72 MOu=  
    Nikon AF 70~210/4-5.6 D $McbVn)~f  
    2.8 LVNJlRK  
    0.71 pa6-3c  
    Minolta AF 70~210/4.5-5.6 Qr]`flQ8  
    2.7 F44KbUH  
    0.69 $w ,^q+  
    Yashica AF 70~210/4.5 Bpdx]5qfK  
    2.7 ]t.6bb4  
    0.69 ??? ;H  
    Ricoh P 70~210/4.5-5.6 R}0!F 2  
    2.6 52z{   
    0.69 njBK{  
    Minolta AF 80~200/4.5-5.6 e'5sT#T9l  
    2.6 >WYradLUi  
    0.69 kPF qsq  
    Canon EF 100~300/4.5-5.6 U 1zJ)x?  
    2.4 F@kd[>/[  
    0.67 94 GF8P  
    Pentax FA 100~300/4.5-5.6 Y #6G&)M  
    2.4 +jGSD@32>  
    0.67 0I"r*;9?K  
    4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 6%fF6  
    镜头品牌规格 FKk.BA957h  
    得分 ~Jx0#+z9V  
    MTF侧重平均值 4Y4QR[>IU3  
    Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 iCh,7I,m  
    3.7 @hj5j;NHK  
    0.78 '( yjq<  
    Nikon AF 20~35/2.8 D IF C *U,$8j|}  
    3.6 ^mCKRWOP'  
    0.78 =.8fES  
    Canon EF 20~35/2.8 L xPorlX)zW  
    3.5 Z-rHYfa4  
    0.77 &WoS(^  
    Sigma AF 21~35/3.5-4.2 -)$5[jM]  
    3.5 ^*_|26  
    0.77 }J|Pd3Q Sf  
    Canon EF 20~35/3.5-4.5 U xHi.N*~D  
    3.4 >}6V=r3[+  
    0.76 1_6oM/?'  
    Pentax FA 20~35/4 AL /m(v5v7(  
    3.4 h!q_''*;  
    0.76 ,K~r':ht  
    Minolta AF 17~35/2.8 G )|`|Usn#[  
    3.3 wJu,N(U  
    0.75 @w5x;uB|%G  
    Tokina AF 20~35/3.5-4.5 [7@9wa1v!  
    3.3 rM{V>s:N  
    0.75 RG V}c#  
    Canon 20~35/3.5 L s>1Wjz2M  
    3.3 Z@ QJ5F1y  
    0.75 dE ]yb|Ld  
    Canon EF 17~35/2.8 L GLE"[!s]f  
    3.2 F%^)oQT+c  
    0.74 iFkXt<_A  
    Sigma AF 17~35/2.8-4 EX _0EKE  
    3.1 hmM2c15T5  
    0.73 m9 D' yXZ  
    Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 b_rHt s  
    2.9 }?^5L7n  
    0.72 SVJt= M  
    Minolta AF 20~35/3.5-4.5 w-wap  
    2.8 w  
    0.71 a5nA'=|}i  
    Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 e]q(fPK  
    2.7 t) 4AQ  
    0.70 Bb zmq  
    Tokina AF 20~35/2.8 Pro &$8YW]1M  
    2.5 uwo\FI  
    0.68 \zM3{{mV/  
    Sigma 21~35/3.5-4.2 MF 9L9qLF5 t  
    2.4 \<0xg[  
    0.67 : oO ?A  
    cyPJ( &;  
    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。 > xie+ ^  
    Zj5B}[,l\  
    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。 pUD(5v*0R  
    M" R= ;n  
    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