衡量镜头解像能力性能的指标-MTF曲线

摘要:
谈到MTF,我们不得不提到衡量镜头性能的两个重要指标——分辨率和对比度。常见的MTF曲线如下:横轴表示距图像传感器中心的径向距离,纵轴表示MTF值。每组曲线分为两条,一条代表透镜对径向线(实线)的分辨力;另一个代表透镜对切线(虚线)的分辨力。

MTF(Modulation Transfer Function,模量传递函数),是目前分析镜头解像能力的方法,可以用来评判镜头还原物体对比度的能力。说到MTF,不得不先提一下衡量镜头性能的两在重要指标--分辨率和反差。


一、分辨率:


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”。它的可以量化,用数据表示,使直观、更科学、更严密。


二、反差:


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、色彩柔和、彩色还原真实镜头的反差,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。

分辨率和反差的综合表现,被称为清晰度(Clarity),两者是全面评价一个摄像头成像质量的两大重要因素。


MTF使用的是黑白逐渐过渡的线条标板,通过镜头进行投影。被测量的结果是反差的还原情况。如果所得影像的反差和测试标板完全一样,则MTF值为100%(1),这是理想的最佳镜头。若反差为一半,则MTF值为50%,数值0表示渐变黑白线条被还原为单一的灰色,当数值超过80%(20lp/m)则已很好。


衡量镜头解像能力性能的指标-MTF曲线第1张


测试一般分为径向和切向两个方向,如果两个方向上MTF值相差较大,说明镜头遭受较严重的像散。另一点是需要注意使用相同的线对分布,线对分布越密,测得的MTF值通常也越低。同时MTF也与相机的光圈有关,在最大和最小光圈下MTF值通常非常低,最佳MTF值一般在小于最大光圈2-3档处获得。人眼能够分辨的最低调制度为0.05,即入眼能分辨1 mm内有20线对的图像,高于20线对人眼已经无法分辨。


MTF曲线如何看?


常见的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),纵细是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)。


衡量镜头解像能力性能的指标-MTF曲线第2张



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