(a)成像的清晰度、分辨率和清晰度
要理解MTF曲线，我们需要理解这几个词：清晰度、锐度、对比度、分辨率。在摄影中，锐度指的是锐度，而不是锐度，虽然这两个词翻译成英语都可以叫锐度。急性的意思是锋利的，例如，形容锋利的刀刃。Acutance是acute的名词。在摄影中，锐度是指黑白色调边界的锐度或锐度，即黑白边界的对比度。高锐度照片的黑白边界非常清晰，如下图所示：
因此，锐度描述的是图像信息在边界处跃迁的速度；高清晰度导致信息的快速转换，使得边界清晰可见。相机和镜头的分辨率描述了分辨空间细节的能力。如果相邻的线可以分开，我们说这个相机或镜头的分辨率高。
对比度与锐度有关。显然，高对比度对应高锐度，低对比度对应低锐度。对比度和锐度是可以互换的，我们不这里不区分它们的含义，虽然contrast有更广泛的含义，比如一张照片的整体对比度。锐度是分辨率和锐度的结合。如果一幅图像有很高的分辨率和清晰度，那么我们说它有很高的清晰度。分辨率和边缘对比度都不够高，这张图锐度不够。所以摄影中的锐度是指照片的整体清晰度。考虑到这些，摄影中的锐度可以解释为锐度更恰当地说，虽然锐度是留给锐敏的。这里我们如何使用它：锐度=锐度，锐度=锐度，分辨率=分辨率，对比度=对比度。(看了国外的镜头评测文章，sharp和sharp都是常用词，比如某个镜头很犀利。这个词的意思是确定的，指镜头具有非常高的分辨率，成像清晰：分辨率高，对比度再现准确；这和我们常说的成像锐利的镜头是不一样的。我们说尼康镜头成像清晰度高，是指色调边界对比度高，清晰；比如叶子的边缘非常清晰。)
记住，锐度=对比度分辨率；或者，锐度=锐度分辨率。高分辨率只能通过正确使用好的仪器(照相机和镜头)来实现，这些仪器可以这是以后无法实现的。后期可以增强锐度。还有，不同的镜头厂商生产镜头的侧重点不同。比如蔡司、佳能注重分辨率，莱卡、尼康注重锐度。
(2)透镜的MTF曲线
镜头的MTF图是对镜头分辨率的定量描述，具体来说是对镜头成像清晰度的定量描述(包括分辨率和锐度两个因素)。MTF的数学含义是调制传递函数，是镜头设计工程师必须考虑的一个镜头特性函数。
所谓镜头的分辨力，就是镜头忠实再现被摄物体纹理的能力，是镜头成像质量的重要指标。用来测试镜头分辨能力的拍摄对象通常是清晰的黑白条纹，如图所示：
这个黑白条纹包含了两个描述图像清晰度的基本要素：锐度，即黑白对比度，其中黑条纹和白条纹有清晰的界限；分辨率，即单位长度上黑白条纹的数量，用空间频率(简称频率)。在上面的黑白条纹图案中，空间频率发生了变化。从左到右，黑白条纹的宽度逐渐变窄，间隔逐渐减小。频率逐渐增加。它左边是低频，右边是高频。
如果经过镜头成像后的图像和原来的黑白清晰条纹(包括分辨率和锐度)完全一样，那么这个镜头就具有完美的分辨率。但是，这样完美的镜头是不存在的，一般镜头成像效果如下：
与原图相比，成像有两个损失：(1)锐度降低，黑白边界模糊，部分原因是光波衍射；(2)过于密集的黑白条纹变得难以分辨，这是密集条纹锐度降低的结果，所以也与衍射有关。或者锐度和对比度的损失最终导致镜头分辨率受限。
黑白条纹的频率通常由每单位长度的黑白条纹对(LP，线对)的数量LP/mm来描述。注意，这是条纹组映射到胶片和数字传感器上的频率。尺寸比原来小很多，所以单位长度是1mm。由于数码相机的图像传感器大小不同，将相同大小的黑白条纹图案映射到不同大小的传感器上得到的频率也不同。
完美的透镜也受到光波衍射现象的限制。阳光照射下的阴影边缘并不完全清晰，总有一定的模糊。这是因为光是一种电磁波，具有衍射现象，通过物体边缘后会偏离直线传播的方向。镜头的光圈是有一定大小的，光线会在镜头光圈边缘发生衍射，使得黑白界限模糊。黑白条纹的频率越高，衍射的影响越大，最终导致条纹成像不可分辨。
MTF值代表某一条纹空间频率下对比度的复制率，这就是MTF的定义。完美透镜(即成像仅受光波衍射限制的透镜)的MTF曲线如下：
在低频端，镜头的MTF值接近1(保持完美的对比度)。频率越低，图像越容易求解，边界模糊的影响越小。随着频率的增加，MTF值逐渐减小，因为衍射现象的影响变得重要。在高频端，衍射的影响如此强烈，以至于图像可以不被分析，所以MFT值趋近于0(黑白条纹可以不被区分，分辨率变为0)。这是物理上完美的透镜的MTF曲线。
质量非常高的镜头的MTF曲线与理论上的完美镜头非常接近(图中紫线):
低质量镜头的MTF曲线与理论上的完美MTF曲线相差甚远(图中绿线):
下图是MTF=100%，50%，10%，5%，2%对应的黑白条纹成像的视觉印象。这里，原始黑白条纹的黑白亮度不是以阶跃函数以上(即黑白界限突兀)，但以正弦函数随着频率的逐渐变化，黑白边界也逐渐过渡。
MTF=50%对应的图像黑白对比度中度减弱；对应于MTF=10%的图像对比度被严重削弱。MTF=2%对应的图案在这里可以稍微分辨出来，因为采用了没有噪点的中性灰背景，电脑屏幕对比度比较高；
在其他不利的视觉条件下大概是无法分辨的。
对应于MTF=5%或2%的分辨率是一个主观概念。不同的人或者同一个人在不同的时间观看同一幅图像会得出不同的结论，所以某个MTF阈值对应的最高分辨率并不适合描述镜头的分辨率。MTF=50%=0.5 (MTF-50)对应的空间分辨率与图像的视觉清晰度有很好的关系，因为这个MTF值对应的对比度下降了一半。所以有时候人们会用MTF-50对应的黑白条纹的空间频率来表示镜头的分辨率。MTF-50对应50LP/mm的高端镜头(每mm长度50对黑白条纹)比MTF-50对应20LP/mm的低端镜头(假设使用相同的摄像头，相同的光圈，相同的焦距)图像清晰很多。
图A所示的MTF曲线(横轴为频率，纵轴为MTF值)并不是我们通常看到的MTF曲线。有时会看到如图B所示的MTF曲线。其实www.photozone.de网站上的镜头评测中的MTF图都是这样的图，横轴是镜头光圈，纵轴是MTF-50对应的频率；除了空间频率的单位是lw/ph(每图像高度的线宽)。(因为数码相机图像传感器的尺寸可以和35mm胶片不同，所以lw/ph更适合在数码图像传感器上表示频率。Lp/mm将lw/ph乘以2，然后乘以传感器高度的毫米数。例如，对于2436毫米的全画幅传感器，30LP/mm=30 2 24LW/pH=1440LW/pH。换句话说，对于全画幅相机，1LP/mm=48LW/pH。)
但更常见的MTF曲线如下：横轴代表距图像传感器(数码相机)中心的径向距离(沿传感器对角线方向)，纵轴为MTF值。一般如图所示为两组MTF曲线：一组对应低频=10LP/mm，另一组对应高频=30LP/mm，每组曲线分为两条线，其中一条代表镜头对径向线的分辨率(实线)(线方向为传感器中心向外沿径向)；另一个代表镜头对切线(线方向与传感器中心同心圆相切)的分辨率(虚线)。英文中径向用鼠尾草表示(鼠尾草的意思是箭头)，切向和圆周方向用子午表示(子午是子午环)。所以这四条MTF曲线分别表示为S10(频率为10LP/mm的径向线分辨率)、M10(频率为10LP/mm的切向线分辨率)、S30(频率为30LP/mm的径向线分辨率)、M30(频率为30LP/mm的切向线分辨率)比如下图是尼康工厂公布的光圈f/1.4下的Nikkor AF-S 35mm f/1.4G镜头的MTF曲线：
以及尼克尔AF-S 200mm f/2G VRII镜头在光圈f/2.0时的MTF曲线：
全画幅35mm数码相机的图像传感器对角线长度为43.2mm，一半为21.6mm，因此MTF曲线的横轴坐标一般为0到21.5mm，1.5mm(MTF曲线的最右端)对应传感器的四个角。18mm对应传感器的短边位置，12mm对应长边位置。1.5X APS-C传感器对应0-14.4mm零件。
全画幅(FX)35毫米图像传感器尺寸(2436毫米)
FX传感器和径向线示意图
FX传感器和切线(m)示意图
对应于径向线和横向线的MTF曲线
(3)透镜MTF曲线的解释
根据图A可知，低频的MTF值高于高频，即对比度损失小于高频；理想情况下，低频的MTF值接近1。因此，对应于10LP/mm曲线的MTF值代表对比度的复制率。该值越接近1(100%)，镜头的对比度(即锐度、边缘锐度、锐度)越高。频率较高的30LP/mm曲线对应的MTF值反映了镜头的分辨率。该值越大，镜头的分辨率越高。
所以镜头厂商公布的MTF图一般包含10LP/mm和30LP/mm两组MTF曲线；一个反映锐度，一个反映分辨率。
MTF曲线为什么要画径向和切向数据？因为镜头在这两个方向的分辨率是不一样的。在图像的中心，径向和切向MTF值没有区别。远离中心，它们不再相同，并且在图像的拐角处径向和切向MTF值将非常不同。所以这两个方向的MTF要分开表示。在MTF图上，当同频率的径向和切向MTF曲线开始分离时，图像在两个方向上的模糊程度不再相同。这种现象被称为散光，如下图所示：
s-MTF & gt；M-MTF，成像切向模糊严重(左原像，右成像)
s-MTF & lt；M-MTF，成像径向模糊严重(左原像，右成像)
S-MTF=M-MTF，径向切向模糊相同(左原像，右成像)
从上图可以看出，如果径向(S)MTF高于切向(M)MTF，那么在垂直于半径的方向上成像就会模糊。如果径向(S)MTF低于切向(M)MTF，则图像在远离照片中心的径向方向上是模糊的。所以，镜头的MTF曲线的实线(S)和虚线(M)越接近越好，因为这代表着成像的模糊程度在两个方向都是平衡的。也和这个镜头的离焦成像特性有关(模糊、散景——这个词来源于日语)。MTF曲线越接近径向切线，焦外模糊的效果越好——光斑越接近圆。
因此，根据镜头的MTF曲线来识别镜头分辨率的基本原则是：(1)MTF曲线越高，越接近1越好；(2)实线和虚线越接近越好；(3)曲线越平坦越好。MTF曲线越平坦，镜头的径向分辨率越均匀，边角的分辨率越好。
当然这些标准都不是绝对的，也是镜头的目的。比如人像镜头，分辨率太高不是好事，因为分辨率太高会让人充满瑕疵的脸。这也是微距镜头(分辨率极高)不适合人像拍摄的重要原因。人像，一般不要边缘分辨率太好，因为太好的边缘分辨率容易分散人的注意力的注意力，而且容易给人平面缺乏立体感的印象。
对于同一个镜头，MTF曲线取决于光圈值和焦距(如果变焦)。所以不同镜头的MTF曲线要在相同的光圈和焦距下比较。如果焦距确定，最大和最小光圈的MTF值一般低于中间光圈的MTF值(图B)。光圈全开时，镜头边缘参与成像，色散会比较严重，导致MTF下降。光圈太小，光衍射严重，也会导致MTF降低。所以一般镜头的最大光圈和最小光圈都很少用。购买大光圈镜头时，一定要查看最大光圈的MTF曲线，看是否有最大光圈。
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