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镜头的MTF曲线

IT圈 admin 55浏览 0评论

2024年8月25日发(作者:海峻熙)

创作时间:二零二一年六月三十日

(一)成像的清晰度、分辨率和锐度之阿布丰王创作

创作时间:二零二一年六月三十日

要理解MTF曲线, 需要先搞明白这几个词:成像的清晰度, 锐度,

比较度, 和分辨率.摄

影里, 锐度是指acutance, 不是sharpness, 尽管两个词翻译成

英文都可以叫做锐度.Acute

是锋利的意思, 比如形容刀口锋利.acutance是acute的一个名

词.在摄影上, acutance特

指黑白色调的鸿沟的锋利或锐利水平, 即黑白鸿沟处的比较度.高

acutance照片的黑白鸿沟

非常清晰, 见下图:

因此, 锐度(acutance)描述鸿沟处影像信息过渡的快慢;高锐

度招致信息的迅速过渡从而

使得鸿沟清晰可见.

相机和镜头的分辨率(resolution)描述的是对空间细节分辨的

能力.如果能把相邻非常近的

线条分开, 我们就说这个相机或镜头的分辨率高.

比较度(contrast)是和acutance相联系的.显然, 高比较度对

应高acutance, 低比较度对应

低acutance.比较度和acutance可以互换, 我们这里不区别其含

义, 尽管比较度有更广泛的

含义, 比如照片的整体比较度.

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

sharpness是resolution和acutance的结合.如果一幅图像即有

高的分辨率(resolution)

和高的边缘锐度(acutance), 那么我们说这幅图像具有高的

sharpness.分辨率和边缘比较

度任何一个不够高, 这幅图画的sharpness都不够.所以, 摄影里

的sharpness指照片的整体

清晰度.考虑到这些, 摄影里的sharpness可能翻译成“清晰度”

更合适, 而“锐度”的含

义留给acutance.下边我们就这样用:清晰度=sharpness, 锐度

=acutance, 分辨率=resolution,

比较度=contrast.(读国外的镜头测评文章, sharp和

sharpness是罕见到的辞汇, 比如说某

个镜头very sharp.这个词的含义是确定的, 指该镜头的解像力

非常高, 成像清晰:分辨率

高, 而且比较度复制准确;这和我们常说的某个镜头成像很锐是

纷歧样的.我们说尼康镜头

成像锐度高, 是指色调鸿沟的比较度高, 清晰;比如树叶的边缘

非常清晰.)

记住, 清晰度=比较度+分辨率;或者, 清晰度=锐度+分辨率.高

的分辨率只能通过恰当

使用好的仪器(相机和镜头)实现, 后期无法获得.锐度则可以通

过后期来增强.还有, 不

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

同的镜头厂家生产镜头的偏重点也纷歧样, 比如蔡司和佳能重视

分辨率, 莱卡和尼康则重视

锐度.

(二)镜头的MTF曲线

镜头的MTF曲线(MTF chart)是对镜头的解像力的一个定量描述,

确切地说是对镜头成像

的清晰水平(包括分辨率和锐度两个因素)的一个定量描述.MTF

的数学含义是调制传递

函数(Modulation Transfer Function), 这是镜头设计工程师

必需考虑的一个镜头特性函数.

所谓镜头的解像力, 就是镜头如实地再现被摄物体质感

(texture)的能力, 是镜头成像质量

的一个重要指标.用来测试镜头解像能力的被拍对象通常是如图所

示的清晰黑白条纹:

这个黑白条纹包括了描述影像清晰度的两个基本要素:锐度, 即

黑白比较度, 这里黑条纹和白条纹有清晰的鸿沟;分辨率, 即单

元长度包括的黑白条纹数目, 用“空间频率”(简称频率)来定

量描述.在上边的黑白条纹图案里, 空间频率是变动的, 从左往右,

黑白条纹宽度逐渐变窄, 间隔逐渐变小;空间频率逐渐升高.左边

是低频, 右边是高频.

如果经过镜头成像之后, 影像是跟原物一模一样的黑白明晰条纹

(包括分辨率和锐度), 这个镜头就有完美的解像力.然而, 这样

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

完美的镜头是不存在的, 一般的镜头成像效果是这样的:

和原物相比, 成像有两个损失:(1)锐度降低了, 黑白鸿沟变得

模糊, 这在一定水平上是由光波衍射造成的;(2)太密集的黑白

条纹变得不成份辨, 这是由于密集条纹锐度降低招致的结果, 所

以也跟衍射有关.锐度或比较度的丧失最终招致镜头的有限分辨率.

黑白条纹的频率一般用单元长度之内的成对的黑白条纹数目(LP,

line pairs)来描述, LP/mm.注意, 这是把条纹团映射到胶片和

数码传感器上的频率, 尺寸比原物小很多, 所以单元长度是1毫

米.因为数码相机的影像传感器年夜小纷歧样, 同样尺寸的黑白条

纹图案映射到分歧年夜小的传感器上获得的频率是纷歧样的.

完美的镜头, 也受光波衍射现象的限制.太阳下的影子的边缘不是

完全清晰, 总是有一定的模糊.这是因为光是一种电磁波, 电磁波

有衍射现象, 经过物体的边缘会偏离直线传布的方向.镜头的口径

有一定年夜小, 光线经过镜头光圈的边缘也会发生衍射, 使得黑

白的鸿沟变得模糊.黑白条纹的频率越高, 衍射的影响越年夜, 最

终招致条纹成像的不成份辨.

MTF值代表的是在一定的条纹空间频率下比较度的复制率, 这就

是MTF的界说.完美镜头(即成像只受光波衍射限制的镜头)的

MTF曲线如下图:

图A

在低频端, 镜头的MTF值接近于1(坚持完美的比较度).频率越

低, 解像越容易, 鸿沟的模糊带来的影响越小.随着频率增加,

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

MTF值逐渐降低, 因为衍射现象的影响开始变得重要.在高频端,

衍射的影响强烈到影像无法解析的水平, 所以MFT值趋近于0

(黑白条纹无法分辨, 分辨率酿成0).这是物理上完美的镜头的

MTF曲线.

质量非常高的镜头的MTF曲线和理论的完美镜头的曲线非常接近

(图中紫线):

低质量镜头的MTF曲线则和理论的完美MTF曲线相差较远(图中

绿线):

下图给出了MTF=100%, 50%, 10%, 5%, 和2%对应的黑白条纹成

像的视觉印象.这里黑白条纹原物的黑白亮度不是上边“阶梯函

数”形式的(即黑白鸿沟是突变的), 而是频率逐渐变动的“正

弦函数”形式, 因此黑白鸿沟是逐渐过渡的.

MTF=50%对应的影像黑白比较度被中等水平地弱化了;MTF=10%

对应的影像比较度则被严重地弱化了.MTF=2%对应的图案这里还

可以略微分辨是因为采纳了无噪点的中性灰布景而且电脑屏幕的

比较度比力高;

在其它晦气的视觉条件下很可能就无法分辨了.

MTF=5%或2%对应的分辨率是很主观的一个概念, 分歧的人或同

一个人在分歧时间看同一个成像会得出分歧的结论, 所以某个

MTF阈值对应的最高分辨率不适合用来描述镜头的解像力.MTF=

50%=0.5(MTF-50)所对应的空间分辨率和影像的视觉清晰度有

很好的关系, 因为这个MTF值对应的比较度降低了一半.所以, 有

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

时候人们用MTF-50对应的黑白条纹空间频率来表述镜头的解像

力.MTF-50对应50LP/mm(每毫米长度包括50对黑白条纹)频率

的高端镜头, 其成像要比MTF-50对应20LP/mm的低端镜头的成像

清晰很多(假设使用同样的相机, 同样的光圈, 同样的焦距).

图A样子的MTF曲线(横轴是频率, 纵轴是MTF值)其实不是我

们通罕见到的MTF曲线.图B样子的MTF曲线有时会见到.实际上,

网站上的镜头测评中MTF图都是这种图, 横轴是镜头光圈, 纵轴

是MTF-50对应的频率;只不外那里空间频率的单元是lw/ph

(line width per picture height).(因为数码相机影像传感

器的尺寸可以和35mm胶片尺寸分歧, lw/ph更适合表达数码影像

传感器上的频率.lp/mm转换lw/ph的方法是先乘以2, 再乘以传

感器高度的毫米数.比如对24×36mm的全画幅传感器,

30lp/mm=30×2×24lw/ph=1440lw/ph.换句话说, 对全画幅相机,

1lp/mm=48lw/ph.)

然而, 更罕见到的MTF曲线是这样的:横轴代表距离影像传感器

(数码相机)中心的径向距离(沿着传感器的对角线方向), 纵

轴是MTF值.图中一般给出两组MTF曲线:一组对应低频=10LP/mm,

一组对应高一些的频率=30LP/mm.每组曲线又分两条, 一条代表镜

头对径向线条(线条方向沿着由传感器中心向外的径向)的解像

力(实线);另外一条代表镜头对切向线条(线条方向和传感器

中心的同心圆相切)的解像力(虚线).英文里边径向的用

sagittal(sagitta是矢, 箭的意思)暗示, 切向的、圆方向的

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

用meridional(meridian是子午圈)暗示.所以, 这四条MTF曲

线暗示为:S10(对径向的、频率为10LP/mm的线条的解析度),

M10(对切向的、频率为10LP/mm线条的解析度), S30(对径向

的、频率为30LP/mm的线条的解析度), 和M30(对切向的、频

率为30LP/mm的线条的解析度).比如下图是尼康厂方公布的

Nikkor AF-S 35mm f/1.4G镜头在光圈f/1.4的MTF曲线:

和Nikkor AF-S 200mm f/2G VRII镜头在光圈f/2.0的MTF曲

线:

全画幅35mm数码相机的影像传感器的对角线长是43.2mm, 一半

是21.6mm.所以, MTF曲线的横轴坐标一般从0到21.5mm.21.5mm

(MTF曲线最右端)对应传感器的四个角.18mm对应传感器的短边

位置, 12mm对应长边的位置.1.5X的APS-C传感器则对应0-

14.4mm部份.

全画幅(FX)35mm影像传感器尺寸(24×36mm)

FX传感器和径向(S)线条示意图

FX传感器和切向(M)线条示意图

径向线条(S)和横向线条(M)对应的的MTF曲线

(三)镜头MTF曲线的解读

根据图A, 低频比高频对应的MTF值要高, 即比较度损失相较高

频要少;理想情况下低频的MTF值趋近于1.所以, 10LP/mm曲线

对应的MTF值代表了比较度的复制率.这个值越接近于1(100%),

镜头的比较度(即锐度, 边缘锐度, acutance)复制率越高.较高

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

频率的30LP/mm的曲线对应的MTF值反应了镜头的分辨率

(resolution).这个值越年夜, 说明镜头的分辨率越高.

所以, 镜头厂方公布的MTF图一般包括10LP/mm和30LP/mm的两

组MTF曲线;一个反映的是锐度, 一个反应的是分辨率.

为什么MTF曲线要画出径向和切向两组数据呢?因为镜头在这两

个方向的解像力分歧.在影像的中心, 径向和切向的MTF值是没有

分另外.离开中心, 它们不再相同, 在影像的边角处径向和切向的

MTF值会有很年夜的分别.所以, 这两个方向的MTF要分开来暗示.

在MTF图上, 当同一频率的径向和切向MTF曲线开始分开的时候,

成像的模糊水平在两个方向不再一样.这种现象叫做“散光”

(astigmatism), 如下图所示:

S-MTF > M-MTF, 成像切向模糊严重(左边原像, 右边成像)

S-MTF < M-MTF, 成像径向模糊严重(左边原像, 右边成像)

S-MTF = M-MTF, 径向切向模糊相同(左边原像, 右边成像)

从上图可见, 如果径向(S)MTF高于切向(M)MTF, 成像在

垂直于半径方向更模糊.如果径向(S)MTF低于切向(M)MTF,

成像在离开相片中心的半径方向更模糊.所以, 镜头的MTF曲线实

线(S)和虚线(M)越接近越好, 因为它代表成像在两个方向模

糊水平均衡.这和镜头的焦外成像特性(虚化, bokeh--这个词

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

来自日语)也有关.径向和切向的MTF曲线越接近, 焦外虚化的效

果越好--光斑越接近圆形.

所以, 根据镜头的MTF曲线鉴定镜头解像力的基来源根基则是:

(1)MTF曲线越高、越接近于1越好;(2)实线和虚线越接近

越好;(3)曲线越平越好.MTF曲线越平, 代表镜头的径向解像

力越均匀, 边角的解像力好.

固然, 这些标准也不是绝对的, 也要看镜头的用途.比如人像镜头,

解像力太高反而不是好事, 因为太高的解像力使得人脸上的瑕疵

毕现.这也是为什么微距镜头(有极高的解像力)不适合拍摄人像

的一个重要原因.人像头, 一般也不要边缘解像力太好, 因为太好

的边缘解像力容易分散人的注意力, 也容易给人一种平面缺乏立

体感的印象.

对同一个镜头, MTF曲线依赖于光圈值和焦距(如果是变焦).所

以, 比较分歧的镜头的MTF曲线, 要在相同的光圈和焦距下比较.

如果焦距确定, 在最年夜和最小光圈的MTF值一般要比中间光圈

的MTF值低(图B).全开光圈, 镜头边缘介入成像, 色散会比力

严重, 招致MTF降低.太小的光圈, 光线衍射现象严重, 也会招致

MTF降低.所以, 一般镜头的最年夜光圈和最小光圈都很少用到.

在购买年夜光圈镜头的时候, 一定要注意检查最年夜光圈的MTF

曲线, 看最年夜光圈是否可用.

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

2024年8月25日发(作者:海峻熙)

创作时间:二零二一年六月三十日

(一)成像的清晰度、分辨率和锐度之阿布丰王创作

创作时间:二零二一年六月三十日

要理解MTF曲线, 需要先搞明白这几个词:成像的清晰度, 锐度,

比较度, 和分辨率.摄

影里, 锐度是指acutance, 不是sharpness, 尽管两个词翻译成

英文都可以叫做锐度.Acute

是锋利的意思, 比如形容刀口锋利.acutance是acute的一个名

词.在摄影上, acutance特

指黑白色调的鸿沟的锋利或锐利水平, 即黑白鸿沟处的比较度.高

acutance照片的黑白鸿沟

非常清晰, 见下图:

因此, 锐度(acutance)描述鸿沟处影像信息过渡的快慢;高锐

度招致信息的迅速过渡从而

使得鸿沟清晰可见.

相机和镜头的分辨率(resolution)描述的是对空间细节分辨的

能力.如果能把相邻非常近的

线条分开, 我们就说这个相机或镜头的分辨率高.

比较度(contrast)是和acutance相联系的.显然, 高比较度对

应高acutance, 低比较度对应

低acutance.比较度和acutance可以互换, 我们这里不区别其含

义, 尽管比较度有更广泛的

含义, 比如照片的整体比较度.

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

sharpness是resolution和acutance的结合.如果一幅图像即有

高的分辨率(resolution)

和高的边缘锐度(acutance), 那么我们说这幅图像具有高的

sharpness.分辨率和边缘比较

度任何一个不够高, 这幅图画的sharpness都不够.所以, 摄影里

的sharpness指照片的整体

清晰度.考虑到这些, 摄影里的sharpness可能翻译成“清晰度”

更合适, 而“锐度”的含

义留给acutance.下边我们就这样用:清晰度=sharpness, 锐度

=acutance, 分辨率=resolution,

比较度=contrast.(读国外的镜头测评文章, sharp和

sharpness是罕见到的辞汇, 比如说某

个镜头very sharp.这个词的含义是确定的, 指该镜头的解像力

非常高, 成像清晰:分辨率

高, 而且比较度复制准确;这和我们常说的某个镜头成像很锐是

纷歧样的.我们说尼康镜头

成像锐度高, 是指色调鸿沟的比较度高, 清晰;比如树叶的边缘

非常清晰.)

记住, 清晰度=比较度+分辨率;或者, 清晰度=锐度+分辨率.高

的分辨率只能通过恰当

使用好的仪器(相机和镜头)实现, 后期无法获得.锐度则可以通

过后期来增强.还有, 不

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

同的镜头厂家生产镜头的偏重点也纷歧样, 比如蔡司和佳能重视

分辨率, 莱卡和尼康则重视

锐度.

(二)镜头的MTF曲线

镜头的MTF曲线(MTF chart)是对镜头的解像力的一个定量描述,

确切地说是对镜头成像

的清晰水平(包括分辨率和锐度两个因素)的一个定量描述.MTF

的数学含义是调制传递

函数(Modulation Transfer Function), 这是镜头设计工程师

必需考虑的一个镜头特性函数.

所谓镜头的解像力, 就是镜头如实地再现被摄物体质感

(texture)的能力, 是镜头成像质量

的一个重要指标.用来测试镜头解像能力的被拍对象通常是如图所

示的清晰黑白条纹:

这个黑白条纹包括了描述影像清晰度的两个基本要素:锐度, 即

黑白比较度, 这里黑条纹和白条纹有清晰的鸿沟;分辨率, 即单

元长度包括的黑白条纹数目, 用“空间频率”(简称频率)来定

量描述.在上边的黑白条纹图案里, 空间频率是变动的, 从左往右,

黑白条纹宽度逐渐变窄, 间隔逐渐变小;空间频率逐渐升高.左边

是低频, 右边是高频.

如果经过镜头成像之后, 影像是跟原物一模一样的黑白明晰条纹

(包括分辨率和锐度), 这个镜头就有完美的解像力.然而, 这样

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

完美的镜头是不存在的, 一般的镜头成像效果是这样的:

和原物相比, 成像有两个损失:(1)锐度降低了, 黑白鸿沟变得

模糊, 这在一定水平上是由光波衍射造成的;(2)太密集的黑白

条纹变得不成份辨, 这是由于密集条纹锐度降低招致的结果, 所

以也跟衍射有关.锐度或比较度的丧失最终招致镜头的有限分辨率.

黑白条纹的频率一般用单元长度之内的成对的黑白条纹数目(LP,

line pairs)来描述, LP/mm.注意, 这是把条纹团映射到胶片和

数码传感器上的频率, 尺寸比原物小很多, 所以单元长度是1毫

米.因为数码相机的影像传感器年夜小纷歧样, 同样尺寸的黑白条

纹图案映射到分歧年夜小的传感器上获得的频率是纷歧样的.

完美的镜头, 也受光波衍射现象的限制.太阳下的影子的边缘不是

完全清晰, 总是有一定的模糊.这是因为光是一种电磁波, 电磁波

有衍射现象, 经过物体的边缘会偏离直线传布的方向.镜头的口径

有一定年夜小, 光线经过镜头光圈的边缘也会发生衍射, 使得黑

白的鸿沟变得模糊.黑白条纹的频率越高, 衍射的影响越年夜, 最

终招致条纹成像的不成份辨.

MTF值代表的是在一定的条纹空间频率下比较度的复制率, 这就

是MTF的界说.完美镜头(即成像只受光波衍射限制的镜头)的

MTF曲线如下图:

图A

在低频端, 镜头的MTF值接近于1(坚持完美的比较度).频率越

低, 解像越容易, 鸿沟的模糊带来的影响越小.随着频率增加,

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

MTF值逐渐降低, 因为衍射现象的影响开始变得重要.在高频端,

衍射的影响强烈到影像无法解析的水平, 所以MFT值趋近于0

(黑白条纹无法分辨, 分辨率酿成0).这是物理上完美的镜头的

MTF曲线.

质量非常高的镜头的MTF曲线和理论的完美镜头的曲线非常接近

(图中紫线):

低质量镜头的MTF曲线则和理论的完美MTF曲线相差较远(图中

绿线):

下图给出了MTF=100%, 50%, 10%, 5%, 和2%对应的黑白条纹成

像的视觉印象.这里黑白条纹原物的黑白亮度不是上边“阶梯函

数”形式的(即黑白鸿沟是突变的), 而是频率逐渐变动的“正

弦函数”形式, 因此黑白鸿沟是逐渐过渡的.

MTF=50%对应的影像黑白比较度被中等水平地弱化了;MTF=10%

对应的影像比较度则被严重地弱化了.MTF=2%对应的图案这里还

可以略微分辨是因为采纳了无噪点的中性灰布景而且电脑屏幕的

比较度比力高;

在其它晦气的视觉条件下很可能就无法分辨了.

MTF=5%或2%对应的分辨率是很主观的一个概念, 分歧的人或同

一个人在分歧时间看同一个成像会得出分歧的结论, 所以某个

MTF阈值对应的最高分辨率不适合用来描述镜头的解像力.MTF=

50%=0.5(MTF-50)所对应的空间分辨率和影像的视觉清晰度有

很好的关系, 因为这个MTF值对应的比较度降低了一半.所以, 有

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

时候人们用MTF-50对应的黑白条纹空间频率来表述镜头的解像

力.MTF-50对应50LP/mm(每毫米长度包括50对黑白条纹)频率

的高端镜头, 其成像要比MTF-50对应20LP/mm的低端镜头的成像

清晰很多(假设使用同样的相机, 同样的光圈, 同样的焦距).

图A样子的MTF曲线(横轴是频率, 纵轴是MTF值)其实不是我

们通罕见到的MTF曲线.图B样子的MTF曲线有时会见到.实际上,

网站上的镜头测评中MTF图都是这种图, 横轴是镜头光圈, 纵轴

是MTF-50对应的频率;只不外那里空间频率的单元是lw/ph

(line width per picture height).(因为数码相机影像传感

器的尺寸可以和35mm胶片尺寸分歧, lw/ph更适合表达数码影像

传感器上的频率.lp/mm转换lw/ph的方法是先乘以2, 再乘以传

感器高度的毫米数.比如对24×36mm的全画幅传感器,

30lp/mm=30×2×24lw/ph=1440lw/ph.换句话说, 对全画幅相机,

1lp/mm=48lw/ph.)

然而, 更罕见到的MTF曲线是这样的:横轴代表距离影像传感器

(数码相机)中心的径向距离(沿着传感器的对角线方向), 纵

轴是MTF值.图中一般给出两组MTF曲线:一组对应低频=10LP/mm,

一组对应高一些的频率=30LP/mm.每组曲线又分两条, 一条代表镜

头对径向线条(线条方向沿着由传感器中心向外的径向)的解像

力(实线);另外一条代表镜头对切向线条(线条方向和传感器

中心的同心圆相切)的解像力(虚线).英文里边径向的用

sagittal(sagitta是矢, 箭的意思)暗示, 切向的、圆方向的

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

用meridional(meridian是子午圈)暗示.所以, 这四条MTF曲

线暗示为:S10(对径向的、频率为10LP/mm的线条的解析度),

M10(对切向的、频率为10LP/mm线条的解析度), S30(对径向

的、频率为30LP/mm的线条的解析度), 和M30(对切向的、频

率为30LP/mm的线条的解析度).比如下图是尼康厂方公布的

Nikkor AF-S 35mm f/1.4G镜头在光圈f/1.4的MTF曲线:

和Nikkor AF-S 200mm f/2G VRII镜头在光圈f/2.0的MTF曲

线:

全画幅35mm数码相机的影像传感器的对角线长是43.2mm, 一半

是21.6mm.所以, MTF曲线的横轴坐标一般从0到21.5mm.21.5mm

(MTF曲线最右端)对应传感器的四个角.18mm对应传感器的短边

位置, 12mm对应长边的位置.1.5X的APS-C传感器则对应0-

14.4mm部份.

全画幅(FX)35mm影像传感器尺寸(24×36mm)

FX传感器和径向(S)线条示意图

FX传感器和切向(M)线条示意图

径向线条(S)和横向线条(M)对应的的MTF曲线

(三)镜头MTF曲线的解读

根据图A, 低频比高频对应的MTF值要高, 即比较度损失相较高

频要少;理想情况下低频的MTF值趋近于1.所以, 10LP/mm曲线

对应的MTF值代表了比较度的复制率.这个值越接近于1(100%),

镜头的比较度(即锐度, 边缘锐度, acutance)复制率越高.较高

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

频率的30LP/mm的曲线对应的MTF值反应了镜头的分辨率

(resolution).这个值越年夜, 说明镜头的分辨率越高.

所以, 镜头厂方公布的MTF图一般包括10LP/mm和30LP/mm的两

组MTF曲线;一个反映的是锐度, 一个反应的是分辨率.

为什么MTF曲线要画出径向和切向两组数据呢?因为镜头在这两

个方向的解像力分歧.在影像的中心, 径向和切向的MTF值是没有

分另外.离开中心, 它们不再相同, 在影像的边角处径向和切向的

MTF值会有很年夜的分别.所以, 这两个方向的MTF要分开来暗示.

在MTF图上, 当同一频率的径向和切向MTF曲线开始分开的时候,

成像的模糊水平在两个方向不再一样.这种现象叫做“散光”

(astigmatism), 如下图所示:

S-MTF > M-MTF, 成像切向模糊严重(左边原像, 右边成像)

S-MTF < M-MTF, 成像径向模糊严重(左边原像, 右边成像)

S-MTF = M-MTF, 径向切向模糊相同(左边原像, 右边成像)

从上图可见, 如果径向(S)MTF高于切向(M)MTF, 成像在

垂直于半径方向更模糊.如果径向(S)MTF低于切向(M)MTF,

成像在离开相片中心的半径方向更模糊.所以, 镜头的MTF曲线实

线(S)和虚线(M)越接近越好, 因为它代表成像在两个方向模

糊水平均衡.这和镜头的焦外成像特性(虚化, bokeh--这个词

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

来自日语)也有关.径向和切向的MTF曲线越接近, 焦外虚化的效

果越好--光斑越接近圆形.

所以, 根据镜头的MTF曲线鉴定镜头解像力的基来源根基则是:

(1)MTF曲线越高、越接近于1越好;(2)实线和虚线越接近

越好;(3)曲线越平越好.MTF曲线越平, 代表镜头的径向解像

力越均匀, 边角的解像力好.

固然, 这些标准也不是绝对的, 也要看镜头的用途.比如人像镜头,

解像力太高反而不是好事, 因为太高的解像力使得人脸上的瑕疵

毕现.这也是为什么微距镜头(有极高的解像力)不适合拍摄人像

的一个重要原因.人像头, 一般也不要边缘解像力太好, 因为太好

的边缘解像力容易分散人的注意力, 也容易给人一种平面缺乏立

体感的印象.

对同一个镜头, MTF曲线依赖于光圈值和焦距(如果是变焦).所

以, 比较分歧的镜头的MTF曲线, 要在相同的光圈和焦距下比较.

如果焦距确定, 在最年夜和最小光圈的MTF值一般要比中间光圈

的MTF值低(图B).全开光圈, 镜头边缘介入成像, 色散会比力

严重, 招致MTF降低.太小的光圈, 光线衍射现象严重, 也会招致

MTF降低.所以, 一般镜头的最年夜光圈和最小光圈都很少用到.

在购买年夜光圈镜头的时候, 一定要注意检查最年夜光圈的MTF

曲线, 看最年夜光圈是否可用.

创作时间:二零二一年六月三十日

创作时间:二零二一年六月三十日

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