Як інтерпретувати діаграму MTF?

У рамках того, як Canon (та інші виробники лінз) надають технічну інформацію про свої лінзи, вони надають діаграму MTF (Modulation Transfer Function). Як я читаю та інтерпретую те, що говорить мені діаграма?

Ось зразок діаграми MTF для 16-35 f2.8 L II (один з моїх улюблених об'єктивів для прогулянок по фотографії). Що означають різні лінії? Що таке оси?

Є дійсно хороший підручник, який пояснює всі подробиці на luminous-landscape.com .

Якщо ви не хочете читати всю статтю, цей розділ висвітлює основи:

Ось кілька правил для читання діаграми ...

- чим вище вгору діаграми на 10 ЛП / мм лінія (товсті лінії), тим вище здатність об'єктива буде відтворювати контраст.

- чим вище вгорі діаграми на 30 л / мм лінія (тонкі лінії), тим більша роздільна здатність і, таким чином, буде суб'єктивна різкість об'єктива.

- майте на увазі, що чорні лінії показують об'єктив широко розкритим, тоді як сині лінії показують, що лінза зупинилася до f / 8, тому чим ближче ці набори ліній одна до одної, тим краще продуктивність об'єктива при використанні широко відкритим. Найкращі лінзи матимуть чорну та блакитну лінії, що зближуються.

- як правило, об'єктив, товсті лінії якого (10 ЛП / мм) вище .8 на діаграмі, слід вважати відмінним якістю зображення. Вище .6 розцінюється як "задовільний". Нижче .6, ну, нижче.

Zeiss має досить хороший документ про те, як читати графіки MTF. Він досить детальний і обширний, але якщо ви зацікавлені в повному розумінні того, як MTF представляє якість лінз (і наскільки точним може бути MTF), це чудове зчитування.

Як читати криві MTF

Дуже цікава невелика сторона статті позначає три важливі властивості MTF, які призводять до інтригуючого висновку про максимальний діапазон контрастності об'єктива камери. Я вважав, що це цікаво не лише в контексті розуміння MTF об'єктива, але і як важливий фактор аргументу динамічного діапазону фільму / датчика камери.

Тоді ми можемо розпізнати тут три важливі властивості MTF, які слід пам’ятати, читаючи криві MTF:

1. Невеликі відмінності у більш високих значеннях MTF особливо значні при високих рівнях контрастності об'єкта.
2. З іншого боку, слабкі зміни тональних значень менше однієї зупинки діафрагми не вимагають високих значень MTF. Відмінності вище 70-80% тоді навряд чи є актуальними.
3. При дуже низьких значеннях MTF практично не має значення, наскільки високий контраст об'єкта; контрастність зображення завжди низька.

Між іншим, саме тому аркуші фільмів завжди надавали вирішальну силу для низької контрастності 1: 1.6. Цифри роздільної здатності для контрасту 1: 1000 можна виміряти лише за допомогою контактної експозиції. Для найкращих структур (тобто дуже високих просторових частот) жодна лінза у світі не здатна створювати контраст із десяти зупинок діафрагми. Таким чином, оцінка кількості інформації кінофільмів на основі цього більш високого значення роздільної здатності є надто оптимістичною.

Ще один чудовий ресурс для читання графіків MTF можна знайти в останніх частинах книги Canon "Роботи об'єктива". Частина " Оптична термінологія та характеристики MTF " надає ВИКЛЮЧНИЙ огляд типів та можливостей об'єктивів та забезпечує чудовий, візуальний огляд діаграм MTF для багатьох лінз Canon.

Що означають різні лінії? Що таке оси?

Всі джерела, які ми цитуємо про те, як читати графік MTF, - це стаття Майкла Райхмана в "Світлому ландшафті" . Більшість наступної інформації зібрано з цієї статті.

Однак майте на увазі, що ці конкретні умови застосовуються лише до графіків MTF Canon . Інші виробники лінз можуть по-різному позначати ці речі, а можуть і не відображати однакову інформацію. І, як говорить Рейхман у цій статті:

... майте на увазі, що діаграма MTF не говорить нам про все, що потрібно знати про об'єктив. Важливі змінні, такі як віньєтування, лінійні спотворення різного роду та стійкість до спалаху є одними з речей, які не вимірюються.

У функції передачі модуляції горизонтальна вісь позначає відстань від центру об'єктива , тому нульова точка зліва - це продуктивність лінзи в центрі, а далека відстань праворуч позначає продуктивність кута. Зверніть увагу також, що таким чином ви можете побачити різницю в кутових показниках між використанням на врожаї та на сенсорі повного кадру.

Вертикальна вісь позначає кількість контрасту за шкалою від 0 до 1 (Тобто ви можете вважати це шкалою від 0% до 100). Так, наприклад, повітря дасть вам пряму горизонтальну лінію на 1. Чим плоскіша і ближче до верхньої частини діаграми лінія, тим краще загальна продуктивність.

Чорні лінії вказують на продуктивність широко відкритою . Сині лінії вказують, що продуктивність припинилася до f / 8 (я думаю, Nikon не намагається показувати це на своїх MTF).

Товсті лінії - це вимірювання, проведені на 10 ліній на міліметр (низька роздільна здатність) . Чим вище вони вгору, тим краще контрастність об'єктива.

Тонкі на 30 рядків на міліметр (висока роздільна здатність) . Чим вище вгору діаграма, тим краще сприймається гострота лінзи.

Суцільні лінії є меридіональними (тобто лінії тестової діаграми нахилені на 45 ° зліва вліво праворуч). А штрихові лінії - сагіттальні (лінії нахилені зверху праворуч донизу ліворуч). Вони оцінюють астигматизм і кривизну поля, і чим ближче ці дві лінії одна до одної, тим більш плавним буде боке.

Дивись також:

• Стаття навчального центру Canon США про графіки MTF .
• Стаття Photographylife про читання MTF , з прикладом Nikon.
• Стаття Zeiss у PDF "Як читати криві MTF" , де детально описується передача модуляції.

Те, що жоден з існуючих відповідей не згадує про критичне значення, - це те, що діаграми MTF, що постачаються виробниками, не є вимірюванням фактичних об'єктивів. Це швидше теоретичні межі ідеально виконаного прикладу конструкції лінз.

Фізика самого видимого світла і те, як різні довжини хвилі заломлюються по-різному одними і тими ж елементами лінзи, - це те, що призводить до менших, ніж досконалі графіки MTF, а не недосконалості виробничого процесу.

Фактичні об'єктиви не будуть працювати так само, як і теоретичні діаграми MTF, опубліковані виробниками.