首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 文献,论文,课件及其它 -> MTF调制传递函数知识详解 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

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。 0^=S:~G  
#p]O n87>  
　　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: r"+ WUU  
!s$fqn 6  
　　MTF = Vo / Vi (\j<`"n  
vd~O:=)4  
　　MTF值和条纹密度(空间频率，lp/mm)的关系是：条纹越密，MTF 越低。条纹密到一定程度时，镜头的分辨能力达到极限，MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚，表明镜头的分辨力越高。 X^ovP'c2  
g!$ "CX%8  
　　实际地，怎样从MTF值看一个镜头的特性呢？ L>B0%TP^  
IH5thL@D  
　　(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。 7 ?Fl [FW$  
wgrYZ^]  
　　(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)。 MmX42;Pw  
2}NfR8 N  
　　看看photodo的例子： #xmUND`@  
Xe5J  
(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 *)`:Nm~y  
]n{2cPx5d  
　　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。 m2;%|QE(  
@:Ns`+ W*  
　　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。 .}tL:^'~o  
7 ir T6O<.  
MTF（续） _u>+H#  
f:TW<  
浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 m>iuy:ti  
_?{2{^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。 DT*/2TH*l  
BjA|H  
浅谈MTF值的含义 txi m|)  
8w{V[@QLn  
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。 /:S.(" Unv  
.8"o&%$`V  
利用MTF值对镜头统计分析及排列 )T>a|.  
|Oo WGVc  
哈苏实验室在测定了各镜头的MTF值曲线后，制定了MTF侧重平均值的计算方法，首先对预定焦距，分别对镜头的f4和f8时的MTF值，分别乘以0.4和0.6的侧重系数，相加得到某一线频下的MTF值，然后再取10线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.57，20线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.29，40线对/毫米的平均值乘以侧重系数0.14，将三个数字相加，就得到该镜头的MTF侧重平均值。根据这些数值对镜头打分。分数从0到5，使各种镜头的分值明显化，不象有些测试结果，给人的印象都很好，却失去了指导意义。 4o%hH  
A3Su&0uaB  
1. 顶级镜头 全世界生产的数百种35mm相机镜头中，能够纳入顶级头的只有19款（得分4.5以上即MTF侧重平均值在0.86以上）。这些镜头全部是定焦头。其中标准镜头有8款（两款带微距），75～85mm焦距头有4款，90～135mm焦距头有6款（三款带微距），得分最高的为佳能的200mm/1.8镜头（4.8分，MTF侧重平均值0.89）。按照厂家划分，徕卡镜头占了六款（M系列：50/2，75/1.4，90/2.8；R系列：50/2，90/2.8，100/2.8 Macro），康太时四款（50/1.7，50/1.4，85/1.4，45/2G），佳能三款（EF85/1.2，EF135/2 EF200/1.8），宾得三款（50/1.4，50/2.8Macro，85/1.4），美能达两款（AF 50/2.8Macro，AF 100/2.8Macro），图丽一款（MF AT-X 90/2.5Macro）。实力雄厚的尼康竟然没有一款镜头入围。 B$\5=[U  
U<*dDE~z  
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。 iB\d `NUf  
V@$B>HeK  
在所有大光圈人像头中，宾得的手动调焦85/1.4镜头以微弱优势占据上风。这是因为其在最大光圈时的MTF侧重平均值达到0.43，已达到业余变焦镜头f8时的MTF侧重平均值。在f8时的MTF侧重平均值虽略低于佳能EF85/1.2和康太时85/1.4，考虑到人像摄影多用大光圈，故位列第一应是问心无愧的。 a(m#GES  
&P\T{d2"  
2. 专业级镜头 在常用专业级标准变焦镜头中，康太时28～85/3.3-4居首，适马AF28～70/2.8居末。具体排列如下： 9<R:)Df  
镜头品牌规格 4-m}W;igu  
得分 dZZHk  
MTF侧重平均值 j*CnnM#n  
Contax 28～85/3.3-4 L|c01  
4.0 6ds&n#n  
0.81 v'|Dj^3[  
Canon EF 28～70/2.8 L Qc6323/"  
3.9 *`dGapd3  
0.81 @.%ll n  
Nikon AF 35～70/2.8 b+{yF  
3.8 _mcD*V  
0.79 jML}{>Gy8S  
Minolta AF 28～70/2.8 -1fT2e  
3.7 U2G\GU1 X  
0.78 ,#s}nJ4  
Sigma AF 28～70/2.8 EX Asp Z{%h6""  
3.5 FQ);el'_V  
0.77 : G<1   
Leica 28～70/3.5-4.5 IuRKj8J)o  
3.2 e\\ I,  
0.75 ^G5 _d"Gr  
Tokina AF 28～70/2.6-2.8 Pro ;0ake%v]  
3.1 ."9v1kW  
0.73 N8:vn0ww  
Sigma AF 28～70/2.8 `?~pk)<C].  
3.0 SC'fT!  
0.73 [7$.)}Q-  
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。 >YD? pDPb/  
tM~R?9OaJ  
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： qRTy}FU1  
镜头品牌规格 |',MgA  
得分 Uh*V>HA#  
MTF侧重平均值 nd-y`@z  
Leica 80～200/4  $ l Y  
4.2 o4tQ9X=}  
0.83 $dq R]'  
Nikon AF-S 80～200/2.8 IF-ED D 5r@x$*>e  
4.1 u PjJ>v  
0.82 FhW\23OC  
Canon EF 70～200/2.8 L 7n {uxE#U)  
4.1 7)z^*;x  
0.82 EZao\,t  
Sigma AF 70～200/2.8 Apo EX s-Bpd#G>/  
3.9 L= hPu#&/  
0.81 <!R~G-D#_T  
Minolta AF 80～200/2.8 Apo _r&`[@m  
3.9 M~=9ym  
0.81 A@+pvC&  
Nikon AF 80～200/2.8 D ED ~`(#sjr6KR  
3.9 ux'!1mN  
0.80 <t&0[l  
Contax 80～200/4 (m25ZhW  
3.8 ,{=#  
0.79 ~[t%g9  
Tokina AF 80～200/2.8 yY[N\*P  
3.4 Q"S;r1 D  
0.76 *ax$R6a#X  
Leica 70～210/4 DhYQ>Gv8U  
3.3 V!(Ty%7  
0.75 Z-.`JkKd8  
Pentax FA 80～200/2.8 GeD^-.^  
3.2 8:TN,p  
0.74 ^,qi` Tk  
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。 :[?hU}9  
cE$7CSR  
3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中，以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表： C0Z mv  
镜头品牌规格 Hcq?7_)  
得分 1!~=8FTv  
MTF侧重平均值 |1uyJ?%B  
Canon EF 28～105/3.5-4.5 U ?zM]p"M  
3.3 l`M{Ravvn*  
0.75 )OS^tG[=  
Pentax FA 28～70/4 AL >$j?2,Za(V  
3.3 $i;%n1VBg  
0.75 Z.ky=vCt  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 U 1/:WA:]1 ,  
3.2 xy5&}_Y  
0.74 Qo+I98LX[  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 II U ~7IXJeon  
3.1 Q$^oIFb  
0.73 ;shhg z$  
Ricoh P 35～70/3.4-4.5 yY_Zq\   
3.1 P>j^w#$n  
0.73 a<*q+a(*W  
Nikon AF 28～80/3.5-5.6 D @ (<C{  
3.0 D,b'1=  
0.72 F !g>fIg  
Tamron AF 28～80/3.5-5.6 Asp V(3^ev/  
3.0 F9IrbLS9c  
0.72 DybuLB$f  
Nikon AF 28～85/3.5-4.5 eg!s[1[_  
2.9 lA>^k;+>  
0.72 4+I@   
Minolta MD 28～70/3.5-4.8 %38HGjS  
2.9 )_BQ@5NK  
0.71 BJC$KmGk  
Contax 28～70/3.5-4.5 ^h\& l{e  
2.8 Mtq\xF,/+  
0.71 &m[ZpJ9  
Nikon AF 28～70/3.5-4.5 D 0vR gmn  
2.8 3Z/_}5%"  
Sigma AF 28～80/3.5-5.6 Macro RC?gozBFJ  
2.7 ZEa31[@B[  
0.70 .Nt;J,U  
Minolta AF 28～80/3.5-5.6 Vi1l^ Za  
2.7 Wg{ 9X#|  
0.70 d^h`gu~3  
Ricoh 35～70/3.5-4.8 v_^>*Vm*  
2.6 ~j3O0s<gK  
0.69  /5M0[C E  
Pentax FA 28～80/3.5-4.7 *WMI<w~_  
2.3 XNbeYj  
0.66 e7tp4M9!%  
Pentax FA 28～80/3.5-5.6 O?,Grn%'.  
2.0 lEAf\T7  
0.64 BV;dV6`z  
Vivitar AF 28～80/3.5-5.6 Z:eB9R#2y  
1.8 /vgEDw  
0.62 |Yb]@9 >vn  
在流行业余远摄变焦镜头中，美能达AF 100～300/4.5-5.6得分最高。详见下表： ,i RUR 8  
镜头品牌规格 *{y({J  
得分 O1+OE!w  
MTF侧重平均值 gug9cmA/Q7  
Minolta AF 100～300/4.5-5.6 APO "t0l)P*C}  
3.2 OTe h8h  
0.74 t?Ku6Z'  
Canon EF 70～210/3.5-4.5 U ~t+T5`K  
3.1 <=nOyT9  
0.74 ) KvGJo)("  
Vivitar 70～210/2.8-4 Series 1 h4ozwVA  
3.0 L0\~ K~q  
0.73 i8w/a  
Sigma  70～210/4-5.6 ,{6 Vf|?  
2.9 i1dE.f ;  
0.72 R1 C}S  
Pentax FA 70～200/4-5.6 {<cL@W  
2.9 QJ\+u  
0.72 <#nt?Xn  
Minolta AF 70～210/3.5-4.5 R E0ud_q2  
2.9 {"PIS&]tR  
0.72 XgI;2Be+&a  
Nikon AF 70～210/4-5.6 D po9f[/s'+o  
2.8 1S+lHG92I  
0.71 +7 \"^D  
Minolta AF 70～210/4.5-5.6 +-r ~-bs  
2.7 B@j2^Dr~!  
0.69 Y6 <.]H  
Yashica AF 70～210/4.5 gWD46+A){  
2.7 [CG3&J  
0.69 Ev Ye1Y-  
Ricoh P 70～210/4.5-5.6 4^Ke? ;v  
2.6 0gRm LX  
0.69 8-B6D~i  
Minolta AF 80～200/4.5-5.6 ;,lFocGv  
2.6 , Dab(  
0.69 0^3n#7m;K  
Canon EF 100～300/4.5-5.6 U ?zuKVi? I  
2.4 gb{8SG5ac  
0.67 lFtH;h,==v  
Pentax FA 100～300/4.5-5.6 G\z5Ue*  
2.4 dOT7;@   
0.67 oTJ^WePZQ  
4. 超广角变焦镜头（不分专业业余）： WJJmM*>JW  
镜头品牌规格 w8D6j%C  
得分 2kcDJ{(  
MTF侧重平均值 u!-v1O^[  
Tamron SP AF 20～40/2.7-3.5 Q h{P>}  
3.7 r$:hiE@  
0.78 R=2"5Hy=  
Nikon AF 20～35/2.8 D IF <v6W l\  
3.6 EQtYb"_  
0.78 ?bAv{1dvT=  
Canon EF 20～35/2.8 L a>Wr2gPko  
3.5 J#gG*(  
0.77 Tb:6IC7="  
Sigma AF 21～35/3.5-4.2 WjBH2v  
3.5 -TMg9M4  
0.77 2>[xe  
Canon EF 20～35/3.5-4.5 U 8<x& Xd  
3.4 7|xu)zYB  
0.76 Bg[_MDWc-P  
Pentax FA 20～35/4 AL 6 w'))Z  
3.4 LJ6L#es2  
0.76 _T_6Yl&cf)  
Minolta AF 17～35/2.8 G ~h:(9q8NLC  
3.3 &hUEOif  
0.75 y=0)vi{]  
Tokina AF 20～35/3.5-4.5 JEs@ky?{z  
3.3 OdpHF~(Y/  
0.75 Wecxx^vtv6  
Canon 20～35/3.5 L W&k@p9  
3.3 R.?PD$;_M  
0.75 |/ji'Bh  
Canon EF 17～35/2.8 L )HcLpoEi  
3.2 u* G+=aV.6  
0.74 $<9u:.9xf  
Sigma AF 17～35/2.8-4 EX \a4X},h\  
3.1 JZK93R  
0.73 S['cX ~  
Vivitar AF 19～35/3.5-4.5 /ykc`E?f  
2.9 1?yj<^"  
0.72 m[z $y  
Minolta AF 20～35/3.5-4.5 mMvAA;  
2.8 qyAnq%B}  
0.71 a`8]TD  
Pentax Fisheye 17～28/3.5-4.5 sjOv!|]A  
2.7 G3 |x%/Fbp  
0.70 UM`{V5NG#  
Tokina AF 20～35/2.8 Pro Sl-9im1  
2.5 D2GF4%|  
0.68 9|3sNFGX  
Sigma 21～35/3.5-4.2 MF EDuH+/:n  
2.4 w5^k84vye  
0.67 0@[*~H0{n  
, @!X! L  
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。 jABFdNjri  
B;S'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。 Z\]{{;%4b7  
ak-agH  
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。。。 1HKA`]D"p  
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！！
查看本帖完整版本: [-- MTF调制传递函数知识详解 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2026 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计