第三章 调制传递函数与 MTF曲线 的评价
摄影镜头所摄影像的视觉清晰度 是由分辨率和明锐度两个因素共同决 定。
? 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。
? 就是在物体反差无限大的时候（就是所有物象在纯白和纯黑下）镜头 记录物体细节的能力，当镜头在一毫米的范围内，可以分辩出 60根平 行线组成的图案，这时我们说这支镜头的光学分辨率为 60lp/mm 。理 论上说分辨率越高的镜头，它成像也越清晰。
? 明锐度(Acutance) 又称鲜锐度、锐度，是摄影镜头鲜明地再现摄景物 中间层次、蜕部层次、低反差影纹细节、微弱亮度对比和微妙色彩变 化的能力。明锐度高的镜头，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。然而摄影镜头的明锐度，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。
? 1、什么是空间频率
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在讲清MTF曲线随空间频率的变化关系以前，我们
先来弄明白什么叫“空间频率”。 空间频率(Spatial
”(lp/mm) 。但测试分辨率的标板是一组一组
轮廓鲜明的黑白线条，每两条线条之间的距离，以及线条 本身的宽度之比是个定值，目前我国分辨率的标板规定，
佳能 EF 85mm F1.2 L 实拍效果（EOS 5D）
? 光学传递函数，简称OTF(Optical Transfer Function) ， 是近30年以来光学领域里一个十分引人注目的前沿课题， 也是近十几年以人们更加关注的一门新兴学科 ——“信息 光学”的重要组成部分。1948年，美国人谢德(O.Schade) 第一次用光学传递函数的方法，以全新的观点来评价电视
? 几种典型的 MTF值曲线形状 下面我们仍然以横轴为空间频率的 MTF曲线为
例，来谈一下曲线形状与镜头素质的关系。
分析MTF曲线的基本要领 ?
1.MTF曲线越高越好。越高，说明镜头光学质量越好。
2.MTF曲线以下包含的面积越大越好。综合反差和分辨率 来看，MTF曲线以下包含的面积越大越好。
这个定为公因子 是20√10≈1.122等比级数；而空间频率用 一种叫“光栅” 的标板测试，它的线条是从黑到白逐渐
过渡的，而且线条的间距和宽度也是由稀至密，从宽到窄
逐渐过渡的
40lp/mm曲线(红色) 边缘>20%(图形右侧) 中心>65%(图形左侧)。 ·20lp/mm曲线(紫色) 边缘>45% 中心>80% ·10lp/mm曲线(绿色)十分接近5lp/mm曲线。 ·5lp/mm 曲线(蓝色)整个X轴上>95%
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? 在微观上的反差表现。因为不是在标准的测试板的高反差 下，镜头的反差更多的决定了成像的清晰度。人们开始发 现相同的分辨率下反差高的镜头往往得到了更高的肉眼清 晰度，这种镜头人们就把它称作“锐利”nikon 在专业领 域里就是以“锐”著称的。许多高手称nikon 镜头拍出的 片子有“刀刻斧凿”的感觉就是这个意思。
的亮度为 1，则白纸的亮度约为 15—20，都是反光率的相对值 ) 则调制度约为 0.88—0.90(14/16 —19/21) 。 ? 再比如一个背对太阳的穿黑丝绒衣服的人，如果我们逆光把 他和太阳同时拍进画面，则景物的对比度最大可达到 1:100000 以上，而其调制度约为 1(99999 ：100001) 。 ? 正常人眼能够分辨的调制度最低值一般 0.05，此时的对比度 约为1：1.1左右。
? “MTF测试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,其MTF值为100%。 这是理想 中的最佳镜头，实际上是不存在的；如果反差为一半 ,则 MTF值为50%。数值0值代表反差完全丧失,黑白线条被还 原为单一的灰色； 当数值超过80% (20lp/mm 下)则已极 佳；而数值低于30%则即使在4X6英寸扩印片下影像质量 仍较差”。
? 注意:镜头在极端光圈（即最大光圈和小于 f/16）时相对表现较差!它们的值不代表镜 头所能达到的最佳光学质量!最佳光圈通常 为最大光圈收小 2-3档。
Canon EF 1.2 85mm L 于f/5.6 ： 表现出色——反差和锐度俱佳!
Sigma AF 2.8-4.0 28-70mm 于 70mm f/8： 锐度好但反差不佳(5lp/mm差于
摄影系统的成像质量，并获得了巨大的成功。
? 调制传递函数（MTF）是实际像与理想像之间调制度之比 相对空间频率的函数。
? 景物的调制度是指该景物或该影像中最大亮度和最小亮度 之差，与最大亮度、最小亮度之和的比值。
调制度=最大亮点-最小亮度/
最大亮度+最小亮度
? 一张白纸的调制度为 0， ? 即:M 景=[(100-100)/(100+100)=0/200=0] 。 ? 一张白纸上印有黑白线条，假如对比度为 1:100 ， ? 则M景=0.98； ? 一本杂志的印刷对比度约为 1:15 至1:20( 最黑的线条、文字
90%)
Sigma AF 2.8-4.0 28-70mm 于 28mm f/2.8 (全开光圈) ：
表现差——无论是反差还是锐度
一只摄影镜头的空间频率表现，最由它的分辨率决定的； 而它的调制传递函数值(即MTF值)高低，则是由它的反差决 定的。所以这种MTF曲线，非常集中地反映了摄影镜头最 重要的两在基本参数。如果到目前为止仍对“空间频率”、 “调制度”和“MTF值” 概念不清楚的话，不妨就把这三 个概念等效地理解为 “分辨率”、“对比度”和“反差”， 丝毫不影响对MTF曲线意义的理解。