教你看懂MTF圖

MTF圖怎麼看

各位如果有去鏡頭生產商的網站,於鏡頭介紹中都會提供MTF圖(Modulation Transfer Function (調制轉換函數)),但未必每個人也看得懂,為了令大家有一個更清晰的理解,今次小弟嘗試盡量簡單地介紹這圖該怎樣閱讀。

首先大家要知道MTF圖可以令到你得到以下的資料︰

  • 鏡頭於全開光圈或特定的光圈下,由中央到邊角的解像度
  • 鏡頭於全開光圈或特定的光圈下,由中央到邊角的對比度
  • 鏡頭的邊緣紫邊散光程度。

其實如果你深入研究,還可以看到鏡頭的Focus Shift及Field Curvature的問題,但今次是簡易版,所以略過。

有些資料是MTF圖未能透露的,以下便是不能從MTF圖看到的資料︰

  • 變形;
  • 焦外紫邊;
  • 色彩;
  • 暗角;
  • 造價;
  • 光暈。

有一點大家要注意,由於各生產商都會用自己的一套儀器及標準去製作MTF圖,所以不同廠商的MTF是不能互相比較的。 如A牌的50mm F1.4的MTF圖在數據上優勝於B牌的50mm F1.4的話,也不能作出A牌那支鏡好些的結論,而由於光學的差異,就算同廠但焦距不同的鏡也不宜比較,如拿24mm和85mm比較也沒有很大意義的。 所以如要比較的話,便要拿同廠而焦距相近鏡頭的MTF圖比較了。

好,接下來便正式教大家怎樣看。 MTF圖的X軸(橫線)是代表鏡頭把影像投射於感光元的成像,由中央作為起點到最邊緣對角位的距離,用亳米mm作為單位。 MTF圖的Y軸(直線)則代表鏡頭對光的還原度,簡單點說即是鏡頭的分數,單位為百份比,由0%至100%,亦有廠商會用0, 0.1, 0.2至最高的1代表,1或100%即是100%還原影像。

MTF圖中的線通常起碼有四條,兩種色,每種色各有一條虛線和一條實線。 但它們分別代表甚麼便每間廠的定義不同,閱讀前要先弄清它們代表甚麼。 以Canon的MTF圖來說,粗線代表對比(反差, contrast)表現、幼線代表解像(resolution) 表現。 注意一般來說對比線一定是高於解像線的。 而實線和虛線其實是分別代表S及M 線(Sagittal and Meridonial line),即是由中央開始,鏡頭對於弧線和子午線的解像能力,我相信這一句肯定令大部份人看得一頭霧水,大家看成是測試成像的指標便可以了。 而根據Canon的光學設計師說,實線及虛線(即S及M線)越接近的話,鏡頭越能表現出自然的散景。

19-Jan-2014 補充: 大家看MTF圖時,會有指某條線是「30線」或「10線」的,簡單點說,30線即代表解像度,10線即代表對比度,有興趣知道背後原理可按本文結尾的連結,有詳盡解釋。

怎樣為之好?

看MTF圖時,數值如於0.5 (50%)或以下是差,0.5-0.7是普通,0.7-0.9是非常好,0.9以上是極佳。

聰明的你一定想到假如世上有一支完美的鏡,它的MTF圖應該是所有線都於Y軸的最頂端,左至右成一條水平線,但現實當然沒可能有這支鏡。

實戰解說MTF圖

就以Canon EF 35mm f/2 IS USM的MTF圖來看看︰

mtf

 

Canon的MTF圖比Nikon的多一組光圈F8的線(Nikon官方只提供全開光圈的MTF圖),總共有8條線,黑色線是全開光圈組,藍色線是鏡頭於光圈F8的一組。

我們首先看看黑線那一組,即是全開光圈(以這支鏡而言,即是F2)。 還記得粗線代表反差表現,幼線代表解像表現嗎? 我們看到此鏡於全開光圈時中央的解像合格,反差更達到非常好的水平,而越接近邊緣,解像便隨之下降,去到最邊角的位置時解像甚差。 但大家先不要下定論認為這支是劣質鏡頭,因全開光圈時鏡頭解像度通常都很一般,而邊緣位置的解像比中央會更差,這是正常光學表現,廣角鏡尤其明顯。 接下來我們看到此鏡的實線及虛線於中央位置都很接近,但到邊緣位置便分開兼有點距離,代表了在邊角位置會有紫邊和散光出現。

然後看看藍色即光圈於F8那組線,對比度和解像度由中央至邊角都有極佳至良好表現,而虛線和實線除了極邊角外也相對接近,可以看到散光及紫邊應該控制得很好,散景亦會很自然。 此鏡於光圈F8有非常優異的水平。

每支鏡頭的「最佳光圈」都不同,通常於最大光圈再收二至三級,而鏡頭於光圈F8一般都有非常不俗的表現。 所以看Canon的MTF圖,不難發現藍色那組線(F8)都大大優勝於黑色那組線。 順帶一提,除了全開光圈的光學表現會較弱之外,鏡頭的最小光圈的表現亦都是較弱的,所以有些拍友為了得到鏡頭的最佳解像力,會避免使用鏡頭的最大和最小光圈的。

 一些你要知MTF圖的事實

其實大多數廠方的MTF圖並不是由實體鏡頭測試出來,而是廠方推算該支鏡「理論上」的最佳光學表現而得出的,只有少數生產商如Zeiss, Schneider及Leica真的以實體鏡頭測試。 大家亦要知道每支鏡都存有誤差,官方的MTF圖只可作參考,給你知道該鏡的最佳表現會是如何。 而MTF圖只可以看到某指定光圈值,Zoom鏡的話,也只可以看到最廣角端和最遠攝端的表現,中間的多數都沒有提供,所以MTF圖其實有不少的限制,但也不失為實用的參考數據。

本次教學希望令到大家下次看到這圖時不會變成背景圖案而是多添一重意義。 而有新手問你怎樣看時亦不需手心冒汗,拍了十多年照片都不懂看這圖是會被後輩輕視的(雖然和攝影技術絕無關係)。 如有想學習攝影的可愛女生看到這圖大惑不解時你也可清清喉嚨,然後以專家口吻慢慢解讀,一定對閣下的專業形象大有裨益。

上文已經簡略了很多細節,如你想對MTF圖有最深入了解的話,可以按以下連結(英文)慢慢學習︰

http://photographylife.com/how-to-read-mtf-charts

http://www.learn.usa.canon.com/resources/articles/2013/reading_MTF_charts.shtml

本篇文章的圖片皆來自香港Canon

www.canon.com.hk

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