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产品百科 - 测试解像力的基础理论MTF

日期:2012-02-24 11:06:18  阅读次数:29

    在開始介紹整個測試程序之前,我們必須先來看看幾個重要的基礎理論。首先我們知道,以目前的影像技術尚無法完成一個全部標準化的測試程序,其原因在於:第一,無法建立一張圖表可以同時解說解像力和色彩還原力的分析。第二,對色彩形成理論的支派很多,各個支派都有其擅長的領域,卻不見得有足夠的證據可以說服眾人。所以,相機測試的報導就會出現很多版本,A說A的好,B說B的好。  然而,總歸一句話,所有的測試報告都想舉證一個事實,那就是一部相機對所拍攝到的影像還原力究竟有多少!
   為了解決這個問題,幾乎目前所有的測試程序都概分為:解像力測試和色彩還原兩大部分。在解像力部分,目前做的最好,也同時是最多人採用的就是 MTF = Modulation Transfer Function為基礎的測試程序。  MTF是引進反差對比的概念來檢定鏡頭解像力。而首先,必須對「空間頻率 / Spatial frequency」下個定義,就是1mm的寬度中,正弦濃度變化反覆有幾次的意思(請想像空間頻率如同海浪一樣的波型變化)。原本充足的反差可以很容易辨識出兩條線來,而當空間頻率加大時,也就是線條越緊密時,反差也逐漸縮小,終於反差衰減到全部變成灰色,再也分辨不出黑白條紋來,就表示鏡頭的解像力已到極限。(如下圖:)
  

銳利度和反差的對比 
「空間頻率 / Spatial frequency」由小------------------->大

(原始尺寸)1.

(1X放大)2.

(3X放大)3.
模擬拍攝 ISO12233以目測法判斷相機鏡頭的解像力
100%的反差比,只有在理想狀態下才可能出現。
鏡頭解像力較差,但對比反差尚可。 
解像力和反差均無法比對
(表示鏡頭已達極限)
    

因此,藉由拍攝MTF 測試圖,可以得到兩種數據 : 對比和銳利度。而藉由計算線條密度 和 MTF 之間的關係,我們就可以將數據轉換成下圖:
MTF隨著空間線條的增加而減少的情形。

  ·         這是最基本的數據變化,聰明的你是否已經發現到還缺少了什麼呢?
          是的!線條除了可以是直的外,橫的當然也可以拿來測。所以,透過數據的整理繪製成圖之後,我們大致上可以看出以下四種模式:



本圖摘自PHOTO ZONE

這樣的線條模式,代表其銳利度和對比非常的好,MTF值幾乎沒有衰減。

這張圖表示鏡頭的解像力表現相當好,但紅虛線
(40 lp/mm)的異常下降告訴我們,這個鏡頭對結構細膩的物件拍攝仍有它的極限。

此圖的曲線告訴我們,這個鏡頭有好的解像力,因為曲線下降的斜率較緩。但對比較差 (藍色的實線和虛線(5 lp/mm)MTF值低於 90%) 

這樣的表現,代表您可能需要多花點錢買個好鏡頭才是。