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镜头MTF曲线图意义及分析

[2007-5-20 01:00:24] 来源：大艺影像作者:new2002 进入论坛

MTF座标轴释意：
垂直座标轴表示对比转移率，完美的镜头能100%呈现实特对线条对比。事实上，在制造上并没有完美无缺陷的的镜头。

MTF曲线图的垂直坐标值从0—1，这里水平座标表示与结像场中心点的距离由于35mm相机的对角钱长约43.3mm，所以水平坐标轴的值从0—-22左右。

这里举几个高价与廉价优秀镜头的MTF曲线例子：
（图1）是佳能公司公布的固定焦距标准镜头EF50mm/F1.4 USM的MTF曲线。图中共有8条曲线，横坐标是测量点到像场中心的距离，单位是毫米。纵坐标是MTF值。粗线是空间频率为10线对/毫米的结果，细线是 30线对/毫米的；黑色曲线是最大光圈(对于这个镜头是F1.4)的，蓝色曲线是光圈F8(一般是最佳光圈)的；实线是S曲线(弧矢曲线)，虚线是M曲线 (子午曲线)。
从图的蓝色线条我们可以看出，代表反差的低频粗线很高，接近于1，说明该镜头在F8的最佳光圈有着非常好的反差。代表分辨率的细线也在0.86以上，说明此光圈下分辨率极优。蓝色曲线直到距离中心18毫米左右依然平直、仅在边缘略有下降，说明该镜头像场内整个有着一致的特性，边角分辨率略有一点下降。实线与虚线距离很近，反映出该镜头像散也很小。黑色曲线反映出在1.4的大光圈条件下，无论是反差(粗线)还是分辨率(细线)都有明显的下降，而且边缘下降更为厉害。

（图2）是尼康公司公布的AF 17-35 f2.8D IF-ED（俗称金广角，价格10500）与AF 18-35 f/3.5-4.5D IF-ED（俗称银广角，价格3500）变焦距镜头的MTF曲线，虽然两个镜头的最大光圈以及价格相差甚远，但做一对比也未尝不可。
（图3）是尼康公司著名的两个固定焦距人像王镜头AF 85 f/1.4D（价格6500）和AF 85 f1.8D（价格2500）的MTF曲线图，我们也可以比较一下，以便在选择器材时考虑到经济情况时提供一个选择的参考。
（图4）适马公司的变焦镜头18-50/f2.8 DC EX MACRO（价格3000）的MTF曲线图。
（图5）尼康公司AF 50mm/f1.4D（价格2000）与AF 50mm/f1.8D（价格850）固定焦距标准镜头MTF曲线图。
(图6)适马公司APO 120-300mm F2.8 EX DG HSM（价格16000）变焦距镜头MTF曲线图。
[注]：尼康或适马变焦镜头的MTF曲线图中的Wide和Tele表示最小焦距与最大焦距端最大光圈时的曲线。它们分别是：红色实线为反差(光线值)，红色虚线（正切值）；蓝（绿）色线为象场，蓝（绿）色虚实两线越靠拢象场的平均或一致性就越好。

MTF的“场幅曲线”是严谨的镜头专业制造厂家或第三方所提供的最常见的光学测试参数，通过对MTF曲线的分析可以了解镜头的主要光学特性，帮助我们从曲线图上对镜头成像质量有些比较参数化的了解。不只何故，我们很少见到另一镜头制造厂腾龙公司提供的MTF曲线图，故这里只能提供几种佳能、尼康和适马镜头的典型MTF曲线参数。

一般的MTF图提供两组不同空间频率的场幅曲线，分别代表反差和分辨率：低频选在MTF频幅曲线水平部分，反映镜头的反差特性；高频选在MTF频幅曲线下降比较陡峭的部分，反映镜头的分辨率特性。现在将分析MTF曲线基本要领列举如下：
1、 MTF曲线在垂直坐标位置上越高越好，越高说明镜头光学质量越好。综合反差和分辨率来看，MTF曲线以下包含面积越大越好。
2、 MTF曲线顺水平坐标方向越平直越好，越平直越说明边缘与中间一致性好。边缘严重下降说明边角反差与分辨率较低。
3、 S曲线与M曲线越接近越好，两者距离较小反映出镜头像散较小。
4、低频(10线对/mm)曲线代表镜头反差特性。这条曲线越高反映镜头反差大。
5、高频(30线对/mm)曲线代表镜头分辨率特性。这条曲线越高反映镜头分辨率越高。
6、 F8的曲线反映了镜头理想条件下的最佳性能。这是任何严格的摄影师都非常看重的性能。
7、最大光圈的曲线反映了在镜头边界条件下至少应当达到的性能。当你在金钱与超大口径之间折衷时，你必须将这个性能当作重要的考虑因素。

下面列出分析MTF曲线时应当注意的一些事情。
1、不要将不同焦距的镜头做横向对比。长焦镜头像场的边缘只相当于广角镜头中心附近位置，因此对比长焦镜头边缘的MTF值，会得出广角镜头都是很差镜头的错误结论。广角镜头尤其是超广角镜头边缘MTF值下降很多是正常的现象，对于这类镜头，我们必须对像场边缘的MTF值相当宽容。
2、不要将超大光圈(F1.4或F2.0)的镜头与普通镜头做横向对比。普通镜头的“最大”光圈要比超大光圈镜头小一两挡或者更多，两者的“最大光圈”完全不可比！（例如图2、3两个最大光圈不同的镜头，这里仅做性价比选择的参考）更何况有些超大光圈镜头在设计时，还要为了照顾最大光圈时的效果而对其它性能做一点折衷！因此，必须对超大光圈镜头最大光圈的MTF有所宽容。
3、不要将变焦镜头与定焦镜头横向对比。与定焦镜头相比，变焦镜头结构复杂得多、设计时所要兼顾的因素也要多得多，因此有的特性不如定焦镜头是正常现象。比如，S曲线和M曲线，对于变焦镜头来说，就不如定焦镜头那么近。
4、质优价高的高档镜头与普通廉价的经济型镜头也是不能直接对比的。选购经济型镜头一般主要注重最优光圈(F8)的MTF特性，对最大光圈的效果心知肚明即可。特别要注意的是：经济型中长焦变焦镜头长焦端，即使F8时的“最佳光圈”，与优质镜头相比也有较大差异，选购时必须充分注意。如果除了一般家庭摄影之外还想搞一些创作，购买这一类镜头需要三思而行。
总之，不能绝对的去看待MTF曲线，而是要根据需求、成本、方便性等等诸因素综合考虑。切忌在分析镜头MTF曲线时绝对化从而将我们引入歧途。
有一种说法：价格决定好坏。我觉得也并非完全如此，通常大光圈镜头制造难度要高，研制投入的制造成本必然也高，但是大光圈镜头也并非那么完美。如果我们在选择镜头时要不考虑自己的用途及摄影功夫一味追求最高的价格，那么可能会因具体结果带来的失望而感到后悔，