MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 6
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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
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MTF = Vo / Vi Nh_\{
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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。
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实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ZJQFn
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(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
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(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)。
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看看photodo的例子: RJzIzv99m
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(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&
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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。 MTZCI}
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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,
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MTF(续) u*;H$&
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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`;
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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|
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浅谈MTF值的含义 ]6[+tpx
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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|()_
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利用MTF值对镜头统计分析及排列 ?L7DVwVa,I
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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。
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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
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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
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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;
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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 *)-@'{]u B
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
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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$.;
0.82 7yyX8p>
Canon EF 70~200/2.8 L =hvPq@C%
4.1 uPl}NEwU|
0.82 _xCYh|DlQ|
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX Any y
3.9 {f-O~P<Z4
0.81 ,b!D8{W"N
Minolta AF 80~200/2.8 Apo r6uN6XCM
3.9 G4SA
u
0.81 Fnak:R0
Nikon AF 80~200/2.8 D ED }wiyEVAh{
3.9 mTtaqo_Bh
0.80 EOu[X'gLr
Contax 80~200/4 !38KHq^|&
3.8 g@!U^mr*3
0.79 /A,w{09G
Tokina AF 80~200/2.8 5e,u*J]
3.4 MF< ZB_@
0.76 D(']k?
Leica 70~210/4 <{k{Coy
3.3 ]>(pj9)
0.75 .c}+kHv
Pentax FA 80~200/2.8 L#K`F8Wi=
3.2 >"!ScYn
0.74 ]$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
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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*wk Pd
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=0c6M3=
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 aoW2 c1`?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&