如何解释MTF图表?


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作为佳能(和其他镜头制造商)提供有关镜头技术信息的方式的一部分,他们提供了MTF(调制传递函数)图表。我如何阅读和解释图表告诉我的内容?

这是16-35 f2.8 L II(我最喜欢的环行摄影镜头之一)的MTF图表样本。各行是什么意思?什么是轴?

MTF图表


现有答案中没有提到的至关重要的一点是,制造商提供的MTF图不是实际镜片的测量值。而是,它们是镜头设计完美执行示例的理论极限。可见光本身的物理特性,以及相同的透镜元件如何不同地折射不同的波长,是导致产生不完美的MTF图的原因,而不是制造过程的缺陷。实际镜头的性能不如制造商发布的理论MTF图表好。
Michael C

Answers:


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luminous-landscape.com上有一个非常不错的教程,解释了所有详细信息。

如果您不想阅读整篇文章,本节将介绍基础知识:

这是阅读图表的一些经验法则...

—图表上的10 LP / mm线(粗线)越高,镜头的对比度再现能力就越高。

—图表上的30 LP / mm线(细线)越高,分辨力越高,因此镜头的主观清晰度也就越高。

—请记住,黑线表示镜头张开,而蓝线表示镜头停在f / 8位置,因此,这两套线之间的距离越近,使用全开时镜头的性能越好。最好的镜头将黑线和蓝线并拢。

—通常来说,粗线(10 LP / mm)在图表上的.8以上的镜头应被视为具有出色的图像质量。高于.6被认为是“令人满意”。低于.6就是低于。


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蔡司在如何阅读MTF图表方面有一篇不错的论文。它相当详细和广泛,但是如果您有兴趣全面了解MTF如何代表镜头质量(以及MTF可能有多精确),那是一本很好的书。

如何读取MTF曲线


文章的一个非常有趣的小方面表示了MTF的三个重要属性,这导致了关于相机镜头最大对比度范围的有趣结论。我发现这不仅在了解镜头MTF的背景下很有趣,而且还是影响相机胶卷/传感器动态范围的重要因素。

然后,我们可以在此处识别MTF的三个重要属性,在读取MTF曲线时应该记住这些属性:

  1. 在较高的对象对比度水平下,较高的MTF值的微小差异尤为重要。
  2. 另一方面,小于一个光圈的弱色调值变化不需要高MTF值。因此,差异在70-80%以上几乎没有关系。
  3. 如果MTF值非常低,那么实际上物体的对比度有多高并不重要。图像对比度始终很低。

顺便说一句,这就是为什么胶片的数据表也总是提供分辨率为1:1.6的低对比度的原因。对比度为1:1000的分辨率数字只能使用接触曝光来测量。对于最好的结构(即非常高的空间频率),世界上没有任何透镜能够产生十个孔径光阑的对比度。因此,基于该更高的分辨率值来估计胶片图像的信息量太乐观了。


佳能书“ Lens Works”的最后部分中找到了另一个有关如何阅读MTF图表的出色资源。“ 光学术语和MTF特性 ”部分提供了镜头类型和功能的出色概述,并对许多佳能镜头的MTF图表进行了精彩的视觉回顾。


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各行是什么意思?什么是轴?

我们都引用了有关如何阅读MTF图表的信息,是Michael Reichmann在Luminous Landscape上的文章。该文章包含以下大多数信息。

但是,请记住,这些特殊约定仅适用于佳能 MTF图表。其他镜头制造商可能用不同的方式来表示这些东西,并且可能会或可能不会显示所有相同的信息。而且,正如Reichmann在那篇文章中所说:

...请注意,MTF图表并不能告诉我们有关镜头的所有信息。重要的变量,例如渐晕,各种线性失真和抗耀斑性,都没有测量到。

在“调制传递函数”上,水平轴表示距镜头中心的距离,因此左侧的零点是镜头在中心的性能,而右侧的远距离表示转角性能。另请注意,通过这种方式,您可以看到在作物和全帧传感器上使用时角落性能的差异。

垂直轴表示对比度的量,范围为0到1(即,您可以将其视为0%到100的比例)。因此,例如,空气会为您提供一条水平直线,即1。水平线越靠近图表顶部,总体性能越好。

黑线表示性能完全开放蓝线表示性能已降至f / 8(我认为尼康不会在其MTF上显示此效果)。

粗线是以每毫米10条线(低分辨率)进行的测量。这些图表越高,镜头的对比度越好。

细线每毫米30线(高分辨率)。这些图表越高,则镜头的清晰度越好。

实线是子午线(即,测试图线从左上角到右下角倾斜45°)。和虚线是矢状(线被从右上方倾斜,以左下)。他们评估像散和场曲,这两条线之间的距离越近,散景将越平滑。

也可以看看:


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现有答案中没有提到的至关重要的一点是,制造商提供的MTF图不是实际镜片的测量值。而是,它们是镜头设计完美执行示例的理论极限。

可见光本身的物理特性,以及相同的透镜元件如何不同地折射不同的波长,是导致产生不完美的MTF图的原因,而不是制造过程的缺陷。

实际镜头的性能不如制造商发布的理论MTF图表好。

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