选购镜头的时候,经常会听到某某镜头锐度高,某某镜头比较肉,或者分辨率不能满足高像素、分辨率高这样的说法。这都是什么意思?又是如何评定的呢?
本文将从三部分讲述镜头分辨率的那些事。
通常情况下,我们都会参考MTF曲线来了解每只镜头的分辨率情况。什么是MTF曲线,怎么解读MTF曲线将在下文一一揭晓。
一、什么是mtf曲线
MTF全称Modulation Transfer Function(调制传递函数),是目前分析镜头的解析力比较科学的方法。MTF曲线表现了镜头的分辨率和反差(对比度),是由镜头的生产厂家在极为客观严谨的测试环境下测得并对外公布的,是镜头成像品质最权威、最客观的技术参考依据。但有些影响因素无法量化评比,(如镜头畸变、抗眩光性能、近摄能力、对焦速度等) 所以他只是个参考值而非全部。
二、MTF曲线的测试方式(此章节为理论部分)
分辨率的单位是线对/ 毫米(lp/mm),相邻的黑白两条线可以称为一个线对,每毫米能够分辨出的线对数就是分辨率。如何测试镜头的分辨率和反差呢?
厂商利用拍摄正弦光栅(测试标板中的黑白相间的栅格)的方法进行测试,亮度按正弦变化的周期图形叫做“正弦光栅”。而正弦光栅的疏密程度被称为“空间频率”(Spatial Frequency),空间频率的单位用lp/mm 表示。lp/mm 标识单位长度( 每毫米) 的亮度按照正弦变化的图形的周期数。
MTF曲线图的纵坐标是反差,其计算方法为反差 =( 照度的最大值-照度的最小值) /( 照度的最大值 + 照度的最小值)。
反差,就是对比度,也称为调度制M。调制度M 总是介于0 和1 之间,调制度越大,反差越大。由于镜头像差的影响,会出现以下情况。当空间频率很低时,测量出的调制度M 几乎等于正弦光栅的调制度;当所拍摄的正弦光栅空间频率提高时,镜头成像的调制度逐渐下降。镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数MTF(Modulation Transfer Function)。对于原来调制度为M 的正弦光栅,如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M ’ ,则MTF函数值为:
MTF值= M ’ / M
由此可见,MTF 值必定大于0,小于1。MTF 值越接近1,说明镜头的性能越优异。
MTF 值不但可以反映镜头的反差,也可以反映镜头的分辨率。由于MTF 值是厂商在严谨的测试环境下测得的,排除了成像介质(cmos)的影响,因此较为客观。当空间频率很低时,MTF 趋于1,这时的MTF 值可以反映镜头的反差。当空间频率提高,也就是正弦光栅的密度提高时,MTF 值逐渐下降,这时的MTF 曲线可以反映镜头的分辨率。
对于35mm全画幅来说,10lp/mm是低频,20lp/mm是中频,30mm/mm是高频,一般MTF曲线只测10(反差/对比度)和30(分辨率)。
三、解读MTF曲线
一条曲线只能表示在一个焦距和光圈值下面的反差值,实线和曲线是代表着两个不同方向的反差。实线是平行于直径方向的线对反差,也就是径向(弧矢),一般标为S (Sagittal),虚线是和直径的切线方向平行的线对反差,也就是切向(子午),一般标为M(Meridional)。
其中固定空间频率低频(10 线对/mm)曲线代表镜头反差特性,这条曲线越高,镜头反差越大。而固定高频(30 线对/mm)曲线代表镜头分辨率特性,这条曲线越高,镜头分辨率越高。径向值曲线与切向值曲线则是越接近越好。
镜头是以光轴为中心的对称结构,中心向各方向的成像素质变化规律是相同的。由于像差等因素的影响,像场中某点与像场中心的距离越远,其MTF 值一般呈下降的趋势。因此以像场中心到像场边缘的距离为横坐标,可以反映镜头边缘的成像素质。
对于这样的MTF曲线,如何解读呢?
在最大光圈下,中心点画质较高,并且边缘画质损失很少。
在缩小光圈下,曲线几乎是完美的,边缘分辨率虽然有所衰减,但仍达到MTF80%以上的标准,说明了这支镜头无论在中心还是边缘位置,都有极佳的成像。
这只镜头,就是一只在锐度和分辨率表现极为优秀的镜头。
一般厂商都会给出镜头最大光圈和F8的MTF曲线图,索尼新出的GM系列镜头还一度标出了50lp/mm的MTF曲线图,这代表了更高分辨率的标准。个人以为,对于如今动辄四五千万像素,甚至传说中的八千万像素级来说,10、30lp/mm的标准是不是低了一些。相机像素在飞速发展,镜头的衡量标准是不是也该有所提升呢?欢迎各位朋友来讨论~
总结
1.MTF曲线只反映了镜头的反差(对比度)和分辨率,其他因素无法衡量。
2.一般实线代表径向,标为S;虚线代表切向,标为M
3.10lp/mm反映了镜头的反差(对比度),两条线越高越好,越贴近越好。
4.30lp/mm反映了镜头的分辨率,两条线越高越好,越贴近越好。
如果你没看懂MTF曲线的原理不要紧,记住一句话。MTF 曲线越高越好,越平直越好,两条线越接近越好。