01 什么是MTF图

MTF，指的是Modulation Transfer Function，即调制传递函数。这个函数描述的是镜头将实际物体的对比度传递到成像面的能力。

通俗点说，我们可以简单理解成镜头成像情况和实际物体情况的差距。

最理想的情况是，镜头能够完全丝毫不差地将实际物体的对比度传递到成像面上。这种情况下，其传递函数曲线是100%的一条直线：

当然，实际上的镜头会由于各种现实原因（色差像差等）做不到完美，这个曲线永远都会小于1，且越远离中心，下降越快。甚至在不同方向上的MTF曲线都不一样。

因此，常见的MTF曲线都会有两个方向的线对组成 —— 径向S（Sagittal，从中心往外扩散，和半径平行）和切向M（Meridional，和半径垂直），两个方向如下图所示：

MTF图，则是使用相同的分辨率的线对来测量不同位置的对比度的变化情况，并将对比度变化和距离的关系绘制在图上，例如下图：

MTF图先简单回顾到这里，我们来说说这东西是怎么得出来的。

02 MTF值的来历

a MTF值的测量工具

事实上，上面还没有提到MTF值的核心定义。

这玩意的核心定义是：镜头对单一空间频率正弦波对比度的传递能力。

为了对这个能力进行测量，需要用专门的正弦光栅测试卡进行测试，如下图：

之所以叫做正弦光栅测试卡，是由于其黑白变化是按照正弦波规律进行变化的，如下图所示，是两个不同空间频率的正弦光栅：

不过事实上，现在测试MTF的主流是使用ISO12233斜边测试卡，再通过数学转换得到等效的正弦光栅对比度曲线。

测试卡长这样，大家了解一下就好。

b MTF值怎么计算？

由于只是做简单的介绍，这里还是以正弦光栅测试卡的测试为例。

在测试时，会将测试卡放在特定距离，用镜头拍摄（当然，相机本身的Sensor能力也需要达到要求），再分析待测试部分的最大亮度和最小亮度。

在上面我们说过，MTF测量的是对比度的传递能力，对比度的计算就需要用到最大和最小亮度：

而MTF则是计算成像前（物体侧）对比度和成像后（像侧）的对比度的比值：

一般为了测试方便，我们都会将物体对比度设为1。

举个例子，在某个密度的正弦光栅测试卡中，我们设卡片上的最高亮度为100，最低亮度为0，按照上面的公式，我们可以得出物体的对比度为1。

而我们拍摄的图像中，最亮处为85，最暗处为15，按照公式，我们可以得出成像对比度是0.7。

那么这时候的MTF=0.7/1=0.7=70%。

不过，现在的测量方法已经多使用斜边测试图为主，这个东西讲起来比较复杂，就不展开了。

03 MTF和镜头挑选

最后，我们来说说怎么按照MTF图来挑选镜头。

镜头厂商给出的MTF图我们之前已经说过，横轴是距离中心的距离，纵轴是分辨率变化情况，虚线实线则是径向切向的MTF：

要从MTF来看镜头，简单点来说，三个标准：

• 曲线高度越高越好：10线看对比，30线分辨率。优秀的镜头最大光圈10线0.8起步，f/8时能接近0.9；30线最大光圈0.6起步。（当然，价格肯定也要上天了）

• 曲线下降越平缓越好：MTF图的横轴是到中心的距离。大多数镜头的特点，都是中心画质高，边缘画质低。体现在曲线上，就是曲线左高右低。曲线下降越平缓越少，说明边缘画质一致性高。

• S线M线越贴合越好：两条线指两个方向上的对比度，两条线越接近，像散越小，虚化越自然。两条线分离越明显，边缘虚化越容易生硬甚至出现“二线性”的现象。

除此之外，看MTF图时还需要注意几点：

• 变焦镜头可能会给出多个焦距/光圈下的MTF图，需要注意不同焦距、不同光圈的曲线情况。一般来说，长焦端的MTF相对较差，光圈在F4~F8左右的MTF会比最大光圈的MTF好（即所谓的最佳光圈）。如果预算有限，则可以主要关注光圈F4~F8左右的曲线情况。

• 根据自己的实际需求和机身来分析MTF图：大画幅镜头配小画幅机身，横轴就只看画幅对角线的一半；拍摄人像可以偏向中心高画质。

• 跨品牌的MTF可能会由于测试条件不同，不好直接对比。

  总的来说，MTF图不是判断好镜头的唯一标准，但是它可以是一个客观的起点。

04 总结

简单总结一下。

MTF图看对比，理想镜头全为1。

实际镜头有差异，根据曲线来考虑。

十线反映对比度，三十则是分辨率。

曲线越高越给力，当然价格也不低。

起点高则中心好，下降平缓边缘妙。

S线M线不分离，虚化柔和不生硬。

需求不同重点变，根据实际来分辨。

曲线并不是唯一，用于参考也可以。