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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。 $"1&! zaPR>:r0 MTF 表现了一个镜头对所摄物体对比度(contrast)的再现能力。光学中对于正弦条纹对比度的定义是V = (Imax - Imin) / (Imax + Imin),(这儿人们用矩形条纹,也一样)。那么MTF就是成像前后此对比度的比: THZ3%o=X Np_6ZUaqz MTF = Vo / Vi q\Z1-sl~s :D-vE7 MTF值和条纹密度(空间频率,lp/mm)的关系是:条纹越密,MTF 越低。条纹密到一定程度时,镜头的分辨能力达到极限,MTF值趋近于零。这一极限情况到达得越晚,表明镜头的分辨力越高。 K?WqAVK oWOZ0]H1 实际地,怎样从MTF值看一个镜头的特性呢? Fd'L:A~ I!~Omr@P (1) 在较低条纹密度(<20lp/mm)时,MTF值受镜头分辨力的影响较小,这时候MTF主要表现了镜头成像的对比度的高低,说白了就是镜头“软”或“硬”的区别。 AP@d2{"m} 8yl/!O,v (2) 在高条纹密度(>40lp/mm)时,MTF值则主要体现镜头分辨能力的大小。(对比度也有影响,但此时不是主要因素)。
A(5?
ci ]P^ +~ 看看photodo的例子: [r'M_foga* V4D&&0&n (1)Nikkor 35mm/1.4ais:Weighted MTF 1 0 lp/mm: 0,89Weighted MTF 20 lp/mm: 0,76Weighted MTF 40 lp/ mm: 0,52(2)Canon 35mm/1.4L USM:Weighted MTF 10 lp/mm: 0,89W eighted MTF 20 lp/mm: 0,78Weighted MTF 40 lp/mm: 0,59 :{<HiJdp 4f5$^uN$qA 看来Nikon头的分辨力较Canon稍低,但在低一些分辨力的情况下在10 lp/mm时MTF值却与canon持平,所以Nikon头的对比度的表现力要稍高于Canon, 也就是“硬”一些。据说这是对无穷远的测试结果,我总觉得再对中距离做做测试才能对镜头有更全面的了解。 L.[2l Q 9!h+LGs(, 总之MTF是镜头分辨力和对比度的综合体现,在不同线密度的情况下二者对MTF值的影响不同。这是为什么MTF曲线都要对几种不同线密度测试的原因。 vkLG<Y Sj+#yct - MTF(续) @,.H)\a4 ~46ed3eGzi 浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 B$j,: ^ uqH;1T;s 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。 v-qS 'N4 .=S{ 浅谈MTF值的含义 -B!pg7>'## A 78{b^0* 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。 2{\Y<%. %yVZ|d*Q 利用MTF值对镜头统计分析及排列 h Bw~l?G ( d.i np( 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。 @hv]
[(< !j@ 8:j0WY 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。 ~XRr }z_Lq .b"e`Bw_= 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。 3 -FNd~% To+{9"$, 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。 wVTo7o%U R_}(p2 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: W`
V 镜头品牌规格 \I=:,cz*, 得分 &0`L; 1R MTF侧重平均值 E}u\{uY Contax 28~85/3.3-4 %/y/,yd 4.0 K||85l?< 0.81 ADDp m-] Canon EF 28~70/2.8 L |r%P.f:y{X 3.9 O<*iDd`(e 0.81 O%I' Nikon AF 35~70/2.8 w;"'l]W 3.8 *V/SI E*8 0.79 zob-z==' Minolta AF 28~70/2.8 Jor?;qo3 3.7
;L7<mU 0.78 P\R3/g Sigma AF 28~70/2.8 EX Asp ,LvJ'N 3.5 li[g =A,
0.77 1<F/boF~ Leica 28~70/3.5-4.5 ]iPdAwc.1 3.2 &'R]oeag 0.75 11uqs
S2 Tokina AF 28~70/2.6-2.8 Pro -3Ffk: 3.1 sfLBi~*j 0.73 4_ 3\4 Sigma AF 28~70/2.8 O_033& 3.0 C`ok{SNtUy 0.73 R[z6 c) 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。 ^t*BWJxPC cg4,PI%hz 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: 0|cQx
VJb 镜头品牌规格 sbVeB%k 得分 #q-t!C%E MTF侧重平均值 6Yklaq5 Leica 80~200/4 `CV a`% 4.2 h*Ej}_
0.83 i^8Zp;O"f Nikon AF-S 80~200/2.8 IF-ED D #Jn_"cCRLx 4.1 ~7*HZ:. 0.82 gaJS6*P# Canon EF 70~200/2.8 L L6FUC6x" 4.1 jooh`| `P 0.82 |Q{ l]D Sigma AF 70~200/2.8 Apo EX 0-@waK 3.9 #M:W?&. 0.81 =(o$1v/k Minolta AF 80~200/2.8 Apo kys?%Y1 3.9 *I~F7Z]| 0.81 OAv/P|n= Nikon AF 80~200/2.8 D ED p7z#4 GW 3.9 #2pgh? 0.80 -n6C~Yx Contax 80~200/4 ZnQnv@{8l 3.8 Z/64E^ 0.79
>IRo]-, Tokina AF 80~200/2.8 Axr'zc 3.4 'h:4 Fzo< 0.76 5K8\hoW{ Leica 70~210/4 1vobfZ-w9 3.3 X/@Gx 4 0.75 ).-FuL4Y Pentax FA 80~200/2.8 N@k:kI 3.2 {r Gx*<e 0.74 $jm'uDvm 佳能颇有影响的EF 35~350/3.5-5.6 L镜头,在35~200毫米段表现颇佳,但在远摄端表现平平,只有业余头的水平。该镜头整体得分为3.3分,MTF侧重平均值为0.76。图丽的AF 100~300/4 Pro镜头得分为3.1分,MTF侧重平均值为0.74。 REHfk6YE <)M?qkjb 3. 业余级镜头 在流行业余标准变焦镜头中,以佳能和宾得的两款头得分最高。详见下表: 2WKA] l; 镜头品牌规格 k|w6&k3 得分 fd(>[RP? MTF侧重平均值 1[!Idl ?m Canon EF 28~105/3.5-4.5 U bO-8<IjC_3 3.3 BKN]DxJ6 0.75 2-8<uU y Pentax FA 28~70/4 AL ~!UxmYgO 3.3 b+{,c@1rd 0.75 Bs^W0K$uBO Canon EF 28~80/3.5-5.6 U pnf3YuB 3.2 /H\ZCIu/7 0.74 Am-JB Canon EF 28~80/3.5-5.6 II U 'A4Lr
3.1 ~,ac{%8x 0.73 +^`c"qJo Ricoh P 35~70/3.4-4.5 1,4kw~tA 3.1 $)kIYM& 0.73 w2 CgEJ% Nikon AF 28~80/3.5-5.6 D jLZ+HYyG9 3.0 @T1-0!TM') 0.72 )\t#e`3 Tamron AF 28~80/3.5-5.6 Asp puDy&T 3.0 iHTxD1D+H 0.72 S0\:1B Nikon AF 28~85/3.5-4.5 t@b';Cuv 2.9 @UD6qA 0.72 yBeSvsm Minolta MD 28~70/3.5-4.8 R\6#J0&Y- 2.9 9erTb?@S 0.71 ='>k|s: Contax 28~70/3.5-4.5 ,)%nLc 2.8 KWM.b"WnXr 0.71 eml(F Nikon AF 28~70/3.5-4.5 D C}wmoYikV 2.8 1Hzj-u&N/ Sigma AF 28~80/3.5-5.6 Macro 7
pp[kv;!G 2.7 GQT|T0>Ro 0.70 _bFX(~37z? Minolta AF 28~80/3.5-5.6 GN(PH/fO9 2.7 z;1yZ4[G 0.70 %WdAI, Ricoh 35~70/3.5-4.8 4_)@Nq 2.6 gr yC# 0.69 ix,5-j Pentax FA 28~80/3.5-4.7 9CW .xX8 2.3 Au@U;a4UU 0.66 R /iB Pentax FA 28~80/3.5-5.6 =f?| f 2.0 Z-Zox-I1}- 0.64 9^>nZ6 Vivitar AF 28~80/3.5-5.6 9tqX77UK 1.8 kC6J@t) 0.62 Q;Xb-\\ 在流行业余远摄变焦镜头中,美能达AF 100~300/4.5-5.6得分最高。详见下表: -g_PJ.Hk 镜头品牌规格 HtPasFrJ 得分 *b~$|H-\ MTF侧重平均值 x_AG=5OJX, Minolta AF 100~300/4.5-5.6 APO XoL9:s(m~ 3.2 O~Pbu[C 0.74 xLX:>64'o> Canon EF 70~210/3.5-4.5 U L:j;;9Sp{ 3.1 x~Y]c"'D 0.74 px".pYr0 Vivitar 70~210/2.8-4 Series 1 h{qB\aK 3.0 d 6j'[ 0.73
cT-XF Sigma 70~210/4-5.6 ney6N@ 2.9 /5EM;Mx 0.72 9!}&&]Q` Pentax FA 70~200/4-5.6 V1,O7m+F2 2.9 g;D
[XBp 0.72 h1q ?kA Minolta AF 70~210/3.5-4.5 c"H*9u: 2.9 +'x|VPY.PG 0.72 lt`#or"o Nikon AF 70~210/4-5.6 D {?$-p%CF`8 2.8 XSkx<"U* 0.71 UW88JA0 Minolta AF 70~210/4.5-5.6 now\-XrS 2.7 m?`U;R[ 0.69 L?23Av0W Yashica AF 70~210/4.5 8%@7G* 2.7 +W
x/zo 0.69 )u7y.o Ricoh P 70~210/4.5-5.6 $2~I-[ 2.6 *$0uAN 0.69 UMuRB>ey Minolta AF 80~200/4.5-5.6 >T'^&l(: 2.6 c!d>6:\ 0.69 QI0d:7!W1 Canon EF 100~300/4.5-5.6 U |W[BqQIf 2.4 lb{<}1YR0o 0.67 H<92tP4M Pentax FA 100~300/4.5-5.6 {R5Q{]dK3 2.4 mQ*:?\@ 0.67 o4^rE<vJ 4. 超广角变焦镜头(不分专业业余): xPl+
rsU 镜头品牌规格 7j8nDX< 得分 &!x!j,nT MTF侧重平均值 \#?n'qyj Tamron SP AF 20~40/2.7-3.5 -]C3_ve 3.7 5|. _K(M 0.78 tsaf|xe Nikon AF 20~35/2.8 D IF Q&
j: ai* 3.6 qv>?xKSm 0.78 |gxT-ZM Canon EF 20~35/2.8 L qq9fZZb 3.5 |j3mI\ANF 0.77 7O84R^!|2 Sigma AF 21~35/3.5-4.2 ;5urIYd 3.5 z~i=\/~tZ 0.77 $k5mI1~ Canon EF 20~35/3.5-4.5 U i"V2=jTeBv 3.4 ;-Fr^|do y 0.76 =B-a]?lM Pentax FA 20~35/4 AL %eW[`uyV 3.4 I
CCmE#n 0.76 \3a(8Em Minolta AF 17~35/2.8 G ?0QoYA@.$ 3.3 n#8N{ya5x1 0.75 Vj(}'h-c\ Tokina AF 20~35/3.5-4.5 %%5K%z,R# 3.3 @62QDlt; 0.75 vu-QyPnS|w Canon 20~35/3.5 L >*r H Nf 3.3 qw={gZ 0.75 9)N/J\b Canon EF 17~35/2.8 L BiI?eT+ 3.2 yyCx;
0.74 9U$n;uA Sigma AF 17~35/2.8-4 EX QbA+\ 3.1 9,g &EnvG 0.73 DY<Br; Vivitar AF 19~35/3.5-4.5 B]jN~CO? 2.9 M`^;h: DN^ 0.72 S,A\%:Va Minolta AF 20~35/3.5-4.5 <4V]>[{W 2.8 WPLM*]6 0.71 $w!; ~s Pentax Fisheye 17~28/3.5-4.5 yv2BbrYyy 2.7 0tV" X 0.70 N]qX^RSb Tokina AF 20~35/2.8 Pro
;/.ZjTRw 2.5 g!%C_AI 0.68 Ck< | |