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lchg_yy 2010-02-10 11:55

MTF调制传递函数知识详解

MTF：Modulation Transfer Function. 中文译作调制传递函数。 K\IS"b3X  
yeE_1C .  
　　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: H<}<f:  
Lt@4F   
　　MTF = Vo / Vi un W{ZfEC  
+3s i=x\=/  
　　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。 oxPOfI1%]  
P6i4Dr  
　　实际地，怎样从MTF值看一个镜头的特性呢？ &^ =t%A%#  
dvyE._/v  
　　(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。 Hi,_qlc+  
TkWS-=lNH0  
　　(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)。 45/f}kvy  
]8+%57:E  
　　看看photodo的例子： u-OwL1S+  
Te$/[`<U  
(1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 jn]hqTy8  
9.zy`}  
　　看来Nikon头的分辨力较Canon稍低，但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平，所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果，我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 7fI[yCh  
^._)HM  
　　总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现，在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 B(Y{  
R!*UU'se  
MTF（续） ,EcmMI^A  
Q`5jEtu#,  
浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 >9+@oGe(E  
2?Q IK3"v  
镜头的MTF值在分析判断一个镜头的成像质量上的作用，已经被于琪林等人在不同的杂志报纸上给予了详尽的阐述。但是，由于其图表复杂，每个镜头在不同光圈和不同焦距处都有一个曲线图，因此，对于一般读者而言，常感到无所适从。不象对于分辨率指标那样，简单明了，一眼就可看出某镜头在中心分辨率是××线对/毫米，在边缘是××线对/毫米。但是，分辨率数据在不同的实验条件下是不可比较的，并且所测结果的离散率很大。因此就出现了“英国数据”、“美国大众摄影数据”、“德国测评”、中国的“钱元凯据”、“于琪林数据”等，令读者眼花缭乱。某一镜头在这个数据中表现非凡，位列前茅，而在另一个数据中则表现平平，评价一般，令欲购买者无所适从。好在瑞典哈苏实验室从1991年开始，使用MTF专用测试设备，固定专职检验员，八年来已经测试了400多款35mm相机镜头，分别给出了客观公正的评价，为使用者和制造商提供了指导性数据。 C.8]~MP  
[%P_ Y/  
浅谈MTF值的含义 y"e'Gg2  
.A\9|sRZ5  
MTF值（模量传递函数）是对镜头的锐度，反差和分辨率进行综合评价的数值。对于一个平面黑（白）色物体，它的线对频率是0。此时，任何一个最简易的镜头都可以完整的体现出这一反差。即MTF值等于1。而对于纯黑和纯白相间的线条（反差为100%）来说，随着线对频率的提高，通过镜头表现的反差就相应减少（反差小于100%）。当线频达到一个很高的数值时（例如1000线对/毫米），则任何镜头也只能把它们记录成一片灰色。这时镜头的MTF值就接近于0。因此，MTF值是一个界于0到1之间的数值。这个数值越大（越接1），说明这个镜头还原真实的能力越强。例如在35mm底片上，10线对/毫米的线对频率时，优质镜头的MTF值为95%左右，而业余镜头的MTF值也在90%左右，这样在普通5寸片上的差别就几乎看不出来。而对于40线对/毫米的线频时，优质镜头的最高MTF值可达70%以上，而业余镜头此时的最高MTF值却只有40%左右。将底片放大到24寸时，被摄体的细节表现差别就充分反映出来。对于分辨率高而明锐度低的镜头，虽然能把一个黑发白肤女郎的眉毛（反差较大）拍的清晰可辩，而对于一个德国北部（灰发白皮肤）或印度（黑发棕皮肤）的女郎而言，由于体现不出来反差，其眉毛也只能是模糊一团了。举一个灰发女郎在白背景前的散发为例（假定反差为0.45）：通过优质镜头后其反差仍然为0.45×70%=0.315，而通过业余镜头后反差则降低为0.45×40%=0.18。我们知道，在白纸上印刷灰字时，两者的反差小于0.2时读者就很难辨认了，更何况此时的发丝只有0.18的反差呢。 <%>Q$b5  
\dIIZSN  
利用MTF值对镜头统计分析及排列 wXuHD<<  
=<`9T_S 16  
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。 %?X~,  
[g=yuVXNZZ  
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。 G{+sC2  
Ln[R}qD  
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。 oF]0o`U&a  
n$5,B*  
在所有大光圈人像头中，宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43，已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4，考虑到人像摄影多用大光圈，故位列第一应是问心无愧的。 S$BwOx3QF  
J24UUZ9&$  
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： MCL?J,1?r  
镜头品牌规格 egx(N <  
得分 J%j#gyTU  
MTF侧重平均值 ^:{l~~9iKp  
Contax 28～85/3.3-4 T>vHZZiO  
4.0 }k\a~<'X  
0.81 Pk~P  
Canon EF 28～70/2.8 L N=tyaS(YJ  
3.9 |5e/.T$  
0.81 ^YenS6`F  
Nikon AF 35～70/2.8 TeHL=\L-^  
3.8 S@N&W&W#~  
0.79 )3h=V^rm  
Minolta AF 28～70/2.8 7S2Bm]fP  
3.7 aina6@S  
0.78 UbY-)9==  
Sigma AF 28～70/2.8 EX Asp bC?t4-W  
3.5 yK"U:X  
0.77 -a&wOn-W  
Leica 28～70/3.5-4.5 pR`.8MMc8  
3.2 r^WO$u|@i  
0.75 9zi/z_G  
Tokina AF 28～70/2.6-2.8 Pro r'{pTgm#  
3.1 y'2K7\>E  
0.73 1swh7  
Sigma AF 28～70/2.8 P0' ;65  
3.0 ]~3wq[O  
0.73 S U2`H7C*  
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。 ;Jv)J3y  
;\4}Hcg  
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： ',m,wp`  
镜头品牌规格 )c]GgPH  
得分 >@ h0@N  
MTF侧重平均值 <JF78MD\  
Leica 80～200/4 sl |S9Ix  
4.2 @8n0GCv  
0.83 9co -W+  
Nikon AF-S 80～200/2.8 IF-ED D OaU} 9&  
4.1 cS QUK  
0.82 m]7Y )&3  
Canon EF 70～200/2.8 L I[tU}ojP  
4.1 g@B9i =  
0.82 Ujq)h:`  
Sigma AF 70～200/2.8 Apo EX =*8"ci $  
3.9 ,dZ 9=]  
0.81 [OH>NpL  
Minolta AF 80～200/2.8 Apo XRP/E_4  
3.9 Ls*.=ARq  
0.81 ;bP7|  
Nikon AF 80～200/2.8 D ED -_>c P  
3.9 q_cqjly<  
0.80 ]y-r I  
Contax 80～200/4 N|1J@"H  
3.8 L?Wl#wP\;*  
0.79 )bPNL$O  
Tokina AF 80～200/2.8 5jx{O${u  
3.4 V&h ,v%$  
0.76 Axj<e!{D  
Leica 70～210/4 C[gSiL  
3.3 zx#d _SVi  
0.75 m='+->O*'l  
Pentax FA 80～200/2.8 b cz<t)  
3.2 Z#7HuAF{]  
0.74 7F}I.,<W  
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。 7@+0E 2'  
?em)om  
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： mz9Kwxe  
镜头品牌规格 }@ 1LFZx  
得分 Y$oBsg\v  
MTF侧重平均值 "]zq<LmX  
Canon EF 28～105/3.5-4.5 U 2R<1  ^  
3.3 iDHmS6_c  
0.75 [>C^ 0\Z~  
Pentax FA 28～70/4 AL Sq(=Bn6E  
3.3 U?xl%qF`)  
0.75  pSV 8!  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 U V+Cb.$@  
3.2 #BT= K  
0.74 4XX21<yn  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 II U L d#  
3.1 v oC< /}E  
0.73 :*}tkr4&eh  
Ricoh P 35～70/3.4-4.5 mUnn k`v  
3.1 Ix1ec^?f  
0.73 z^Oiwzo  
Nikon AF 28～80/3.5-5.6 D Hb!Q}V+Kb8  
3.0 $JX_e  
0.72 "* 'rzd  
Tamron AF 28～80/3.5-5.6 Asp H(?z?2b p  
3.0 I>9rfmmTI  
0.72 1AoBsEnd  
Nikon AF 28～85/3.5-4.5 )o9CFhFB  
2.9 Dk ]Y\:  
0.72 ^0X86  
Minolta MD 28～70/3.5-4.8 S&.DpsK  
2.9 H3 `%#wQ0j  
0.71 W]6Y buP:  
Contax 28～70/3.5-4.5 r}*2~;:pW  
2.8 cC4*4bMm  
0.71 sjShm  
Nikon AF 28～70/3.5-4.5 D   ;h  
2.8 {H"gp?Z-  
Sigma AF 28～80/3.5-5.6 Macro 9W'#4  
2.7 |mmIu_  
0.70 I&>R]DV  
Minolta AF 28～80/3.5-5.6 "b -KVZ  
2.7 W-Hw%bwN/q  
0.70 xwK<f6H!y  
Ricoh 35～70/3.5-4.8 2"V?+Hhz  
2.6 T*A_F [  
0.69 +=O8t0y n  
Pentax FA 28～80/3.5-4.7 EkXns%][L  
2.3 yVh]hL#4+w  
0.66 7cvbYP\<lv  
Pentax FA 28～80/3.5-5.6 N15{7 ,   
2.0 M=0I 3o}J  
0.64 E\RQm}Z09  
Vivitar AF 28～80/3.5-5.6 d@] 0 =Ax  
1.8 O-  r"G  
0.62 '%K,A-7W  
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： }>)"!p;t_  
镜头品牌规格 Fnll&TF  
得分 nM}X1^PiK"  
MTF侧重平均值 EZBk;*= B  
Minolta AF 100～300/4.5-5.6 APO =>ph\  
3.2 xx9qi^  
0.74 NUx%zY  
Canon EF 70～210/3.5-4.5 U :Q&8DC#]  
3.1 p|AIz3  
0.74 2v%~KV  
Vivitar 70～210/2.8-4 Series 1 sfVtYIu  
3.0 b/O~f8t  
0.73 vK2L"e  
Sigma  70～210/4-5.6 ,gkxZ{Eh  
2.9 JrCm >0g  
0.72 hnG'L*HooE  
Pentax FA 70～200/4-5.6 ^>k[T.  
2.9 T4\,b  
0.72 Lxd*W2$3_  
Minolta AF 70～210/3.5-4.5 oN)K2&M0  
2.9 % YU(,83(+  
0.72 5 QMu=/  
Nikon AF 70～210/4-5.6 D . 6Bz48*  
2.8 *K m%Vl  
0.71 (*"R"Y  
Minolta AF 70～210/4.5-5.6 H!oP!rzEo  
2.7 vco:6Ab$  
0.69 Fwho.R-.  
Yashica AF 70～210/4.5 bU_9GGG|  
2.7 CQ3;NY=o  
0.69 ]j_S2lt  
Ricoh P 70～210/4.5-5.6 >Qt#6X|  
2.6 Ybd){Je"z  
0.69 :5h&f  
Minolta AF 80～200/4.5-5.6 G%rK{h  
2.6 D97oS!*  
0.69 rD<@$KpP  
Canon EF 100～300/4.5-5.6 U yuKfhg7  
2.4 F(@|p]3*  
0.67 >JC.qjA  
Pentax FA 100～300/4.5-5.6 2eb :(D7Cq  
2.4 w 7=Y_  
0.67 $WTu7lVV[1  
4. 超广角变焦镜头（不分专业业余）： uX`Jc:1q3  
镜头品牌规格 / ^!(rHf  
得分 BflF*-s ^  
MTF侧重平均值 d \0K 3=h  
Tamron SP AF 20～40/2.7-3.5 {WFYNEQ[  
3.7 |h6)p;`gc  
0.78 sV3/8W13  
Nikon AF 20～35/2.8 D IF y>Nlj%XH  
3.6 ;~/  
0.78 ^$rt|]  
Canon EF 20～35/2.8 L m,)Re8W-  
3.5 B.{0,b W?  
0.77 )"j_ NlO  
Sigma AF 21～35/3.5-4.2 hQHV]xW  
3.5 <}i\fJX6  
0.77 3H4p$\; C  
Canon EF 20～35/3.5-4.5 U ap_(/W  
3.4 c;(}Ih(#  
0.76 8kO|t!?:U  
Pentax FA 20～35/4 AL 9$#2+G!J  
3.4 \n+`~< i  
0.76 _Se>X=  
Minolta AF 17～35/2.8 G -,zNFC:6g  
3.3 e2/[`k=7-  
0.75 gsT%_2>CL  
Tokina AF 20～35/3.5-4.5 kiqq_`66  
3.3 yK[ ~(!c5  
0.75 U .e Urzu  
Canon 20～35/3.5 L Q.vtU%T  
3.3 o7hjx hmC  
0.75 *B@<{x r  
Canon EF 17～35/2.8 L kk^KaD4dA  
3.2 n;2W=N?y  
0.74 D>LdDhNn,`  
Sigma AF 17～35/2.8-4 EX srg#<oH|{c  
3.1 eQzSWn[  
0.73 +F+jC9j(<  
Vivitar AF 19～35/3.5-4.5 #gi&pR'$  
2.9 bYow EzieF  
0.72 t'R&$;z@b  
Minolta AF 20～35/3.5-4.5 `?`\!uP"  
2.8 #!Kg?BR2  
0.71 +O\6p  
Pentax Fisheye 17～28/3.5-4.5 LTFA2X&E=  
2.7 ^\Jg {9a  
0.70 b\6w[52m  
Tokina AF 20～35/2.8 Pro 3osAWSCEL  
2.5 /UM9g+Bb  
0.68 E-Cj^#OY|N  
Sigma 21～35/3.5-4.2 MF &hqGGfVsd  
2.4 hM+nA::w  
0.67 |)GE7y0Q  
<R_3; 5J%  
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。 ><^A4s  
HLTz|P0JZ  
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。 /5zzzaj {  
W\FKA vS  
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。
scorebean 2010-02-10 12:18
MTF說穿了就是PSF的空間頻率響應
zhugerufeng 2010-07-04 14:12
very good.
luckytim 2010-09-25 15:04
很好的文章
joyinmay 2011-02-24 10:00
看完了还是不懂，有没有通俗易懂的？
drymatini 2011-07-06 11:48
啥都通俗易懂 还要用脑子么？
空空也 2012-12-01 16:05
very dood
空空也 2012-12-16 21:33
very dood
空谷幽蓟 2012-12-31 09:19
看完了，长进了~
wangyue8 2013-04-26 12:55
非常有帮助 谢谢
wangyue8 2013-04-26 12:55
不错啊
砺剑158 2013-05-22 23:33
感谢分享啊
bairuizheng 2013-05-22 23:48
非常有帮助 谢谢 !
bairuizheng 2013-05-23 00:37
很好的文章
爬格子的树 2013-06-17 15:10
咋还有啥哈苏实验室。。。都不知道查证一下。。。除非几大镜头商自己合起来编个测试方法，就像光伏的IEC,UL 类似。。。。不然不可能有一家之言能服众家之意。。。 5nf|CQH6?  
不同算法不同测试仪器不同测试方法结果就是不一样的MTF...
sherrysun 2014-03-31 13:14
学习一下
arashi 2017-08-29 11:48
谢谢楼主分享
1508351475 2017-09-02 11:14
点赞点赞！！
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