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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。 /)/>/4O  
8=Aoj% l#  
　　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: trm-&e7q?;  
D wtvtglqV  
　　MTF = Vo / Vi =OR "Bd:O  
+ X0db  
　　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。 GX,)~Syw*  
( *Fb/  
　　实际地，怎样从MTF值看一个镜头的特性呢？ ,%4~ulKMn  
:vo#(  
　　(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。 xI( t!aYp  
gl>%ADOB@  
　　(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)。 .0b4"0~T6  
;oGpB#[zO  
　　看看photodo的例子： YX{c06BHs  
j~C-T%kYa  
(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  Lxqv  
}Jm~b9j  
　　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。 dSPye z  
W0;MGBfb  
　　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。 c6~<vV'}  
e{E8_2d  
MTF（续） JS#AoPWA  
KbM1b  
浅说镜头的MTF值及其对市场流行镜头的实际指导意义 CEEAyip-c  
{}DoRp q=  
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。 a*bAf'=  
\wM8I-f!  
浅谈MTF值的含义 6u [ B}%l  
Gm.2!F=R4A  
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。 l0nm>ps'D  
<BX'Owbs!O  
利用MTF值对镜头统计分析及排列 owKOH{otf  
?CSv;:  
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。 WNcJ710k27  
" gQJeMU  
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。 #CTeZ/g  
j7sRmQCl  
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。 V8-*dE  
5"mH6%d :8  
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。 Y wu > k  
)=5 ,S~IT  
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： ^j *H  
镜头品牌规格 .Hm1ispq  
得分 -a`P W  
MTF侧重平均值 Y@2v/O,\  
Contax 28～85/3.3-4 }[b3$WZ  
4.0 Ta NcnAY>9  
0.81 1^AG/w  
Canon EF 28～70/2.8 L g\Akf  
3.9 I'e`?H t  
0.81 ,}a'h4C  
Nikon AF 35～70/2.8 gH:+$FA  
3.8 Ux+UcBKm-  
0.79 B'8T+qvA  
Minolta AF 28～70/2.8 v&r\Z @%  
3.7 2f0qfF  
0.78 a2SXg A  
Sigma AF 28～70/2.8 EX Asp <Wa7$hF  
3.5 -W.bOr  
0.77 h)pYV>!d  
Leica 28～70/3.5-4.5 e!oL!Zg  
3.2 YES-,;ZQ'  
0.75 I~) A!vp  
Tokina AF 28～70/2.6-2.8 Pro J?_-Dg(=  
3.1 rt C:3fDy  
0.73 e_3($pj  
Sigma AF 28～70/2.8 P\{ }yd  
3.0 sM6o(=>  
0.73 4`'V%)M  
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。 s7"5NU-  
g[ O6WZ!F_  
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： IXC2w *'m  
镜头品牌规格 O~4Q:#^c  
得分 3S{3AmKj?  
MTF侧重平均值 NN] 8T  
Leica 80～200/4 ZYs?65.  
4.2 OCv,EZ  
0.83 p@[n(?duC.  
Nikon AF-S 80～200/2.8 IF-ED D Z}yd` 7  
4.1 I/)*pzt8  
0.82 )(-aw,i K  
Canon EF 70～200/2.8 L rbc7CPq_^  
4.1 7Y6b<:4j  
0.82 }.N~jx0R  
Sigma AF 70～200/2.8 Apo EX V@pUU~6R  
3.9 0;tu}]jnN  
0.81 J!d=aGY0-  
Minolta AF 80～200/2.8 Apo PasVfC@  
3.9 EnP>  
0.81 f[Xsri  
Nikon AF 80～200/2.8 D ED .Z(Q7j^  
3.9 k|3hs('y|  
0.80 %hi]oz  
Contax 80～200/4  I|. <  
3.8 Kj/Lcx;bh  
0.79 _71&".A  
Tokina AF 80～200/2.8 Mw|lEctN0  
3.4 6 jU ?~  
0.76 j9f[){m`  
Leica 70～210/4 N14Q4v-*x  
3.3 GC7W7B  
0.75 2[i(XG{/  
Pentax FA 80～200/2.8 3u/ GrsF  
3.2 _*-b0}T   
0.74 wo9`-o6  
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。 +Ou<-EQV  
t@!A1Vr@  
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： e, }{$HStZ  
镜头品牌规格 vDCbD#.6  
得分 ,:% h`P_  
MTF侧重平均值 CPcB17!  
Canon EF 28～105/3.5-4.5 U lm|s%  
3.3 /Nns3oE  
0.75 =\)76xC20  
Pentax FA 28～70/4 AL t|C?=:_  
3.3 Q} |0  
0.75 <.:mp1,8V  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 U pER[^LH_)  
3.2 `a5,5}7v%`  
0.74 \-D[C+1(  
Canon EF 28～80/3.5-5.6 II U 2/ejU,S  
3.1 <K <|G  
0.73 0Ok[`r`  
Ricoh P 35～70/3.4-4.5 ='6@^6y  
3.1 N`O0jH{  
0.73 I].ddR%  
Nikon AF 28～80/3.5-5.6 D Y8for'  
3.0 \m(>Q  
0.72 [ nLd>2P  
Tamron AF 28～80/3.5-5.6 Asp c=aVYQ"2  
3.0 JPpNCC.b  
0.72 K~+x@O*  
Nikon AF 28～85/3.5-4.5 ! q+>'Mt  
2.9 74a k|(!  
0.72 7%W@Hr,%F  
Minolta MD 28～70/3.5-4.8 2]}e4@{  
2.9 ge#P(Itz  
0.71 e}iv vs2  
Contax 28～70/3.5-4.5 G Q}Rxu]  
2.8 |WSm puf  
0.71 -BH T'zq1S  
Nikon AF 28～70/3.5-4.5 D S2?)Sb`  
2.8 B-V   
Sigma AF 28～80/3.5-5.6 Macro Y#FSU# a$<  
2.7 }[OEtd{  
0.70 {6iHUK   
Minolta AF 28～80/3.5-5.6 06I(01M1   
2.7 !L)yI#i4C  
0.70 jV' tcFr4  
Ricoh 35～70/3.5-4.8 0oo_m6ie&  
2.6 }] . |7h  
0.69 qWJa p-hb  
Pentax FA 28～80/3.5-4.7 `[~LMV&2U  
2.3 ~>$z1o&}.  
0.66 &Q t1~#1  
Pentax FA 28～80/3.5-5.6 L08" 8\  
2.0 ZVz*1]}  
0.64 Vu,:rPqI  
Vivitar AF 28～80/3.5-5.6 vqo ~?9z[e  
1.8 h([qq<Lzs  
0.62 :fQN_*B4@4  
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： ._<gc;G  
镜头品牌规格 h8P_/.+g|V  
得分 Rk}=SB-  
MTF侧重平均值 i|fkwV,5  
Minolta AF 100～300/4.5-5.6 APO '8b=4mrbH  
3.2 q,]57s  
0.74 29NP!W /g  
Canon EF 70～210/3.5-4.5 U Nrc-@ ]  
3.1 r]&&*:  
0.74 E#n: d9WA:  
Vivitar 70～210/2.8-4 Series 1 '>>@I~<\  
3.0 F>at^6^  
0.73 kv`5"pa7M  
Sigma  70～210/4-5.6 vr$z6m ^  
2.9 |2&|#K4k^  
0.72 dq3"L!0u  
Pentax FA 70～200/4-5.6 Dm`gzGl  
2.9 8TO5j  
0.72 y|Y hDO  
Minolta AF 70～210/3.5-4.5 jxnb<!|?H@  
2.9 Ms A)Y  
0.72 5S4`.'  
Nikon AF 70～210/4-5.6 D qb5IpI{U  
2.8 b<KKF'  
0.71 -3C$br  
Minolta AF 70～210/4.5-5.6 eb<' >a  
2.7 s$VLVT*6  
0.69 E5$uvxCI  
Yashica AF 70～210/4.5 (ce"ED`1  
2.7 s4>xh=PoJ  
0.69 -ha[xM05  
Ricoh P 70～210/4.5-5.6 62#8c~ dL  
2.6 XU$\.g p-  
0.69 Y'o.`':\~  
Minolta AF 80～200/4.5-5.6 hj[sxC>z5  
2.6 PSa"u5O  
0.69 |R(rb-v  
Canon EF 100～300/4.5-5.6 U *1_A$14 l  
2.4 \K(# r=  
0.67  Fr9_!f  
Pentax FA 100～300/4.5-5.6 I^S{V^Ty  
2.4 znd fIt^  
0.67 C-ipxL"r  
4. 超广角变焦镜头（不分专业业余）： uB 35CRd  
镜头品牌规格 YR$d\,#R  
得分 5VW*h  
MTF侧重平均值 }C&kzJBEF  
Tamron SP AF 20～40/2.7-3.5 If(IG]>`D  
3.7 L!kbDbqn  
0.78 O)G^VD s  
Nikon AF 20～35/2.8 D IF u1 (8a%ZC  
3.6 )"<:Md$7  
0.78 Y ptP_R:2p  
Canon EF 20～35/2.8 L :@+@vM;gh  
3.5 Q?W}]RW  
0.77 )UG<KcdI  
Sigma AF 21～35/3.5-4.2 ,?s: s&4  
3.5 o^~KAB7  
0.77 pc<A ,?  
Canon EF 20～35/3.5-4.5 U @0q*50  
3.4 +jX.::UPm  
0.76 h-[FUPfuw  
Pentax FA 20～35/4 AL k%lz%r  
3.4 w\ 7aAf3O  
0.76 '} LAZQ"  
Minolta AF 17～35/2.8 G 8Wyv!tL  
3.3 \}mn"y  
0.75 Iw) 'Yyg  
Tokina AF 20～35/3.5-4.5 -m>ng E~q  
3.3 Oe}6jcb6&  
0.75 4f> s2I&pQ  
Canon 20～35/3.5 L d/`Q,Vl  
3.3 _ ?Z :m  
0.75 I%31MU9  
Canon EF 17～35/2.8 L ~gvw6e*[  
3.2 ?]u=5gqUU  
0.74 %1VfTr5  
Sigma AF 17～35/2.8-4 EX -dsE9)&8DX  
3.1 S4BU!  
0.73 >pn5nn1a  
Vivitar AF 19～35/3.5-4.5 6)~J5Fb  
2.9 9q !./)  
0.72 h ?%]uFJC  
Minolta AF 20～35/3.5-4.5 . 'rC'FT  
2.8 Gfn?1Kt{  
0.71 4I^8f||b_  
Pentax Fisheye 17～28/3.5-4.5 L5yv}:.U  
2.7 }~`l!ApD  
0.70 h*\/{$y  
Tokina AF 20～35/2.8 Pro ZJ|'$=lR  
2.5 'VTLp.~G~  
0.68 w(Hio-l=  
Sigma 21～35/3.5-4.2 MF x4vowF  
2.4 B7!dp`rPp  
0.67 ;nB.f.e`  
j:6VWdgq  
5. 特殊变焦镜头 市场上流行的一些有名的特殊变焦头分值并不高，如尼康24～120/3.5-5.6 D IF只有2.3分，MTF侧重平均值只有0.66，腾龙AF 28～200/3.8-5.6 LD（Asp Super）得分为2.7分，MTF侧重平均值为0.70。倒是佳能新推出的防抖镜头EF 28～135/3.5～5.6 IS U得分达到3.5分，MTF侧重平均值达到0.77，进入专业级成像行列。 Qcf5* ]V  
J  4OgV?  
6. 传言的证实 通过一些比较，还证实了摄影界通过实际经验作出的一些结论。德国镜头确实素质不凡，19款顶级镜头中徕卡占了6款，康太时（德日合作）占了四款。但也并不比其他专业级镜头有很大优势，表现出性能价格比较低。又如传说尼康手动聚焦镜头好于自动聚焦镜头。经检验尼康F35～135/3.5-4.5和F35～70/3.5-4.5镜头得分都达到3.3分，MTF侧重平均值为0.75，而AF35～135/3.5-4.5和AF35～70/3.5-4.5镜头的得分都只有2.6，MTF侧重平均值只有0.69，成像素质确实降低不少。传说宾得镜头素质在美能达之上，现在看来宾得的手动镜头确实不错，还放了几个卫星，但自动镜头却表现一般。如售价高达1.4万元的80～200/2.8专业头，得分只有3.2分，低于售价仅有5100元的图丽80～200/2.8。其业余级的标准和远摄变焦镜头都排在同级别镜头的最后几位，这也是宾得镜头声望越来越小的原因。适马镜头近几年异军突起，28～70/2.8EX镜头比原同级别镜头高出0.5分。70～200/2.8 Apo EX镜头已与尼康，美能达同级镜头并驾齐驱，远高于昔日的竞争对手图丽。 ;J3 (EB  
D/-$~u_o  
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。。。 u,R;=DNl  
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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