MTF:Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 ]bYmM@
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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: ab]Q1kD
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MTF = Vo / Vi '%o^#gJ p
ln8es{q
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。 "<^n@=g'q
n~tb z"&
实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? ukRmjHbLf
tD4-Llj6
(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。 >Psq" Xj
($W%&(:/
(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)。 [jrfh>v
MH0wpHz
看看photodo的例子: v5U'ky:
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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 .tQ(q=#
'yV*eG?^&
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。 /XU=l0u
@AK&R~<
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。 ai;Q,Vy
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MTF(续) afzx?ekdF
o2q-x2uB
浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 7>0u
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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。 #^R@EZ
CF@*ki3X
浅谈MTF值的含义 owb+,Gk(
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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。 w0vsdM;G
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利用MTF值对镜头统计分析及排列 '2|P-/jU
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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。 ]lqZ9rO
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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。 Upcx@zJ
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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。 6NHP/bj<1V
aAG']y
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]z7e2S
g1.u1}
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: lnLy"f"zV
镜头品牌规格 99CK [G
得分 FK`:eP{
MTF侧重平均值 >Gk<a
Contax 28~85/3.3-4 lyyf&?2
4.0 NL;sn"
0.81 P#`M8k
Canon EF 28~70/2.8 L OEXa}K#
3.9 A1`6+8}o;b
0.81 <5P*uZ
Nikon AF 35~70/2.8 &K(y%ieIJ
3.8 dUl"w`3
0.79 )Q>Ao.
Minolta AF 28~70/2.8 B& R?{y*
3.7 wu`+KUx
0.78 >]C/ Q6
Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp $5&~gHc,
3.5 I,HtW ),
0.77 " a,4E{7
Leica 28~70/3.5-4.5 1~3dX[&
3.2 >VQLC&u(
0.75 |@yYM-;6
Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro
N&kUTSd
3.1 9F?-zn;2s
0.73 [{Q$$aV1
Sigma AF 28~70/2.8 Un,'a8>V`
3.0 5??}9
0.73 qswC>Gi
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。 3EY
m@oZj
[@8 po-()L
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: ~K99DK.
镜头品牌规格 o0S8ki
得分 1
A0BM
MTF侧重平均值 ^cSfkBh
Leica 80~200/4 -!O8V
4.2 F]r'j
ZL
0.83 $p&eS_f
Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D D!/ 4u0m
4.1 %#eQN
~
0.82 =Y6W
Qf
Canon EF 70~200/2.8 L T!>h Pg
4.1 W[
W)q%[)
0.82 " zD9R4\X.
Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX O!XSU,
3.9 sPeTW*HeR
0.81 Dm8fcD
Minolta AF 80~200/2.8 Apo }1~9i'o%Z
3.9 (xVx|:R[<H
0.81 I"x|U[*B
Nikon AF 80~200/2.8 D ED &GJVFr~z
3.9 JMo r[*
0.80 ;in-)`UC!
Contax 80~200/4 GEh( pJ
3.8 Zf<T`'_d
0.79 ~> lqEa
Tokina AF 80~200/2.8 /IJy'@B
3.4 S-Vj$asv!
0.76 3&AJN#c
Leica 70~210/4 {6:*c
3.3 As,e.V5!
0.75 ~ss6yQ$
Pentax FA 80~200/2.8 Y,Rr[i"j
3.2 HiU)q
0.74 uL1lB@G@
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。 Zl3e=sg=
CM++:Y vJ
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: |pWu|M _'
镜头品牌规格 HF_8661g
得分 hhZ%{lqL
MTF侧重平均值 Ng*-Bw)p]
Canon EF 28~105/3.5-4.5 U 0'$67pY
3.3 f+n {9Hz
0.75 x 4L3Z__
Pentax FA 28~70/4 AL y_Urzgm(
3.3 3Wv^{|^
0.75 jG;J qT
Canon EF 28~80/3.5-5.6 U Dv/7w[F
3.2 Ry]9n.y
0.74 0:u:#))1
Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U V,d\Wk k/
3.1 {j]cL!Od
0.73 JW^ ${4
Ricoh P 35~70/3.4-4.5 JJ_Z{
3.1 w?|qKO
0.73 6?KUS}nRS
Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D F!)[H["_
3.0 wS#Uw_[
0.72 K$/"I0YyI
Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp 83/m^^F{]
3.0 TaHcvjhR
0.72 p!^K.P1 '
Nikon AF 28~85/3.5-4.5 5>0\=
2.9 z+6PVQ
0.72 .nrbd#i-
Minolta MD 28~70/3.5-4.8 0NZ'(qf~9
2.9 uK"FopUJ4i
0.71
wLqj<ot
Contax 28~70/3.5-4.5 f)z(9JJL
2.8 !8[A;+o3P
0.71 GuU-<*u(d
Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D 6?<lS.s
2.8 iz`>'wpC
Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro Jk&!(YK&
2.7 ny1O- `!1
0.70 a@W9\b@I
Minolta AF 28~80/3.5-5.6 ~B"HI+:\L
2.7 np6G~0Y`
0.70 C{uT1`
Ricoh 35~70/3.5-4.8 IBJNs$
2.6 !s1<)%Jt
0.69 _&V,yp!|
Pentax FA 28~80/3.5-4.7 [(#)9/3,
2.3 l~]] RgU
0.66 v:/!OvLe
Pentax FA 28~80/3.5-5.6 M`'DD-Q
2.0 M3@qhEf?vk
0.64 ]7W!f 2@
Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 _%D7D~2r|
1.8 sZ&|omN
0.62 $G"\@YC<
在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: o(Z~J}l({
镜头品牌规格 7UW\|r
得分 {zm8`
MTF侧重平均值 Fovah4q%V
Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO zE$HHY2ovi
3.2 hwXsfh |
0.74 q&v~9~^}d
Canon EF 70~210/3.5-4.5 U zM&ro,W
3.1 p$1 'e,G
0.74 @#,/6s7?
Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 -`\rDPGf
3.0 ,Owk;MV@
0.73 oydP}X
Sigma 70~210/4-5.6 GyQFR ?
2.9 W9w(a:~hY
0.72 Ah7"qv'L\
Pentax FA 70~200/4-5.6 n)q8y0if
2.9 9 CZ@IFS
0.72 aQx6;PC
Minolta AF 70~210/3.5-4.5 }>BNdm"Er
2.9 _yN5sLLyb
0.72 W1"NKg~4
Nikon AF 70~210/4-5.6 D .p e3L7g
2.8 a}NB6E)-
0.71 n8;L_43U
Minolta AF 70~210/4.5-5.6 qfJ2iE|o2.
2.7 f]%SFQ+
0.69 8el6z2
Yashica AF 70~210/4.5 @~ke=w6&pe
2.7 Fik;hB
0.69 Ep./->fOA
Ricoh P 70~210/4.5-5.6 EEZ~Bs}d
2.6 r7R'beiH
0.69 4_QfM}Fyp
Minolta AF 80~200/4.5-5.6 /fT"WaTEK
2.6 SQK82/
0.69 #*CMf.OCh
Canon EF 100~300/4.5-5.6 U Wgte.K> /
2.4 Pa d)|
0.67 "QXnE^
Pentax FA 100~300/4.5-5.6 r4iNX+h?V
2.4 i3|xdYe$
0.67 Iga+8k
4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): 56s%Qlgx
镜头品牌规格 RA<ky*^dr
得分 RDDA^U7y#
MTF侧重平均值 oA-,>:}g{
Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 l]zQSXip
3.7 d38o*+JCf
0.78 [nV BnB
Nikon AF 20~35/2.8 D IF Gy):hGgN
3.6 TX$dxHSPK
0.78 --l
UEo ~
Canon EF 20~35/2.8 L LhAW|];
3.5 eJ45:]_%I@
0.77 \)uA:v
Sigma AF 21~35/3.5-4.2 a~LA&>@
3.5 wMCg`rk
0.77 nm<VcCc
Canon EF 20~35/3.5-4.5 U | VaJ70\o
3.4 ]}b
0.76 F5x*#/af
Pentax FA 20~35/4 AL ^TZmc{i
3.4 b?`2LAgn
0.76 g4,ldr"D
Minolta AF 17~35/2.8 G 'q:7PkN!p
3.3 &UnhYG{A
0.75 80Hi v
Tokina AF 20~35/3.5-4.5 u4
es8"
3.3 Yn [
F:Z
0.75 +i!HMyM
Canon 20~35/3.5 L ZlC+DXg#S
3.3 EQ^]W-gN
0.75 J2x}@p
Canon EF 17~35/2.8 L Zx{ Sxv"
3.2 N5zWeFq@6
0.74 |z3!3?%R
Sigma AF 17~35/2.8-4 EX KZg2`8F
3.1 FD E?O]^
0.73 `!N}u
Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 SN{A@dyt
2.9 cOdRb=?9
0.72 QpQ 2hNf
Minolta AF 20~35/3.5-4.5 I>nYI|o1
2.8 P,m+^,
0.71 B6&[_cht
Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 0!YVRit\N
2.7 &S+*1<|`K
0.70 `qmwAT
Tokina AF 20~35/2.8 Pro *V:U\G
2.5 RjviHd#DXn
0.68 Pf4zjc
Sigma 21~35/3.5-4.2 MF /dg?6XT/
2.4 J/Y9 X,
0.67 ,m`&J?
.?3roQ
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。 ~),%w*L
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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。 NvIg,@}
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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。