MTF知识讲解
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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:
江西凤凰富士胶片光学有限公司
做最好的镜头 To Be No.1
这个黑白条纹包含了描述影像清晰度的两个基本要素:锐度 ,即黑白对比度,这里黑条纹和白条纹有清晰的边界;分辨率, 即单位长度包含的黑白条纹数目,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,空间频率是变化的,从 左往右,黑白条纹宽度逐渐变窄,间隔Байду номын сангаас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 ,这样完美的镜头是不存在的,一般的镜头成像效果是这样的:
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和原物相比,成像有两个损失:(1)锐度降低了,黑白边界 变得模糊,这在一定程度上是由光波衍射造成的;(2)太密集 的黑白条纹变得不可分辨,这是由于密集条纹锐度降低导致的结 果,所以也跟衍射有关。锐度或对比度的丢失最终导致镜头的有 限分辨率。
那么,有没有摄影镜头的分辨率和反差进行综合评价 的方法呢?有没有对摄影镜头的光学成像质量进行全面 分析评价的更科学、更精确的方法呢?答案是非常肯定 的,这就是关于摄影镜头的成像质量的光学传递函数( MTF)的表示方法。
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二、MTF简介
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程度(包含分辨率和锐度两个 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须考虑的一个镜头特性函数。
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江西线凤凰传富士播胶的片光方学有向限。公司
做最好的镜头 To Be No.1
镜头的口径有一定大小,光线经过镜头光圈的边缘也会发 生衍射,使得黑白的边界变得模糊。黑白条纹的频率越高 ,衍射的影响越大,最终导致条纹成像的不可分辨。 MTF值代表的是在一定的条纹空间频率下对比度的复制率 ,这就是MTF的定义。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:
黑白条纹的频率一般用单位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,所以单位长度 是1毫米。因为数码相机的影像传感器大小不一样,同样尺寸的 黑白条纹图案映射到不同大小的传感器上获得的频率是不一样的 。
眼球
视网
镜头
CCD
圖膜1.眼睛、镜头的对比 江西凤凰富士胶片光学有限公司
分辨率和反差是摄影镜头的两大重要指标.
做最好的镜头 To Be No.1
佳能 EF 85mm F1.2 L 实拍效果(EOS江5西D凤)凰富士胶片光学有限公司
做最好的镜头 To Be No.1
分辨率(Resolution)又称分辨力、鉴别率、鉴别力、分析 力、解像力和分辨本领,是指摄影镜头清晰地再现被摄景物 纤微细节的能力。显然分辨率越高的镜头,所拍摄的影像越 清晰细腻。它的单位是“线对/毫米”。它的优点是可以量化, 用数据表示,使结果更直观、更科学、更严密。
做最好的镜头 To Be No.1
MTF知识讲解
镜头技术 蒲少佳
江西凤凰富士胶片光学有限公司
如何来评价一个镜头的好坏 MTF简介 怎样看MTF曲线 高清摄像机镜头选择
结语
做最好的镜头 To Be No.1
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做最好的镜头 To Be No.1
一、如何来评价一个镜头的好坏
镜头好比是人的眼睛,我们通过眼睛观察整个世界。 同时通过镜头我们可以把世界上各种事物记录下来,通过 拍摄或录像的形式,可以保存在我们的电子设备中。
本镜头、很多俄罗斯镜头和多数国产镜头就
是如此。而某些德国镜头,虽然分辨率并不
高,但其反差相当高,仍不失为一只优秀的
镜头。当然,如果反差和分辨率都很高,才
真正是一只理想的摄影镜头。然而这种镜头
非常难得,只有经过严格检验并反复挑选的
德国名牌定焦摄影镜头和极少数日本名牌摄
影镜头,才能兼有这两种素质。
江西凤凰富士胶片光学有限公司
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做最好的镜头 To Be No.1
三、MTF计算方式
MTF (modulation transfer function调制传递函数)
以此来反映镜头的反差和分辨率
被测的黑白条纹图(分辨率图版)白线最亮处与黑线最暗
处的差别,反映了被测图形的反差(或称对比度)。设白线
最大亮度为Imax,黑线最小亮度为Imin,我们用调制度(
做最好的镜头 To Be No.1
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分辨率和反差的综合表现,被称为清晰
度(Clarity)。很明显,分辨率和反差是全面
评价一只摄影镜头成像质量的两大重要因素
。分辨率高而明锐低的镜头,所成影像轮廓
不鲜明,边缘不锐利,反差灰暗、影调平淡
,给人的视觉感受反而不清晰。一些中档日
Modulation)来表示反差的大小。调制度M定义如下:
M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
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反差(Acutance)又称鲜锐度、 明锐度,是摄影镜头鲜明地再现摄 景物中间层次、暗部层次、低反差 影纹细节、微弱亮度对比和微妙色 彩变化的能力。反差高的镜头,所 成影像轮廓鲜明、边缘锐利、反差 正常、层次丰富、纹理细腻、影调 明朗、质感强烈、色彩过渡柔合、 彩色还原真实、自然。显然以上这 些特性是优质摄影镜头不可缺少的 素质,然而摄影镜头的反差,很难 简单地用数据表示,也很难用普通 的仪器测试出来,人们通常是只凭 主观感觉,定性地进行评述。
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这个黑白条纹包含了描述影像清晰度的两个基本要素:锐度 ,即黑白对比度,这里黑条纹和白条纹有清晰的边界;分辨率, 即单位长度包含的黑白条纹数目,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,空间频率是变化的,从 左往右,黑白条纹宽度逐渐变窄,间隔Байду номын сангаас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 ,这样完美的镜头是不存在的,一般的镜头成像效果是这样的:
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和原物相比,成像有两个损失:(1)锐度降低了,黑白边界 变得模糊,这在一定程度上是由光波衍射造成的;(2)太密集 的黑白条纹变得不可分辨,这是由于密集条纹锐度降低导致的结 果,所以也跟衍射有关。锐度或对比度的丢失最终导致镜头的有 限分辨率。
那么,有没有摄影镜头的分辨率和反差进行综合评价 的方法呢?有没有对摄影镜头的光学成像质量进行全面 分析评价的更科学、更精确的方法呢?答案是非常肯定 的,这就是关于摄影镜头的成像质量的光学传递函数( MTF)的表示方法。
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二、MTF简介
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程度(包含分辨率和锐度两个 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须考虑的一个镜头特性函数。
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江西线凤凰传富士播胶的片光方学有向限。公司
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黑白条纹的频率一般用单位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,所以单位长度 是1毫米。因为数码相机的影像传感器大小不一样,同样尺寸的 黑白条纹图案映射到不同大小的传感器上获得的频率是不一样的 。
眼球
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分辨率和反差是摄影镜头的两大重要指标.
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镜头好比是人的眼睛,我们通过眼睛观察整个世界。 同时通过镜头我们可以把世界上各种事物记录下来,通过 拍摄或录像的形式,可以保存在我们的电子设备中。
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是如此。而某些德国镜头,虽然分辨率并不
高,但其反差相当高,仍不失为一只优秀的
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被测的黑白条纹图(分辨率图版)白线最亮处与黑线最暗
处的差别,反映了被测图形的反差(或称对比度)。设白线
最大亮度为Imax,黑线最小亮度为Imin,我们用调制度(
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不鲜明,边缘不锐利,反差灰暗、影调平淡
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M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)
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