分辨率, 反差, MTF值
-`ykVH gg 拉爾斯.耶爾博格著, 江少軍譯
j k}m s97L/iH 提高照片銳度的方法有很多種。一種是使用大型膠片拍攝，另一種就是選用銳利的鏡頭。本文將介紹什麼是鏡頭的MTF值（模量傳遞函數(shù)）以及銳度和反差的區(qū)別。還將介紹如何理解鏡頭的MTF值的測試曲線圖。
mJ5LRpXN 銳度、分辨率、反差、明度和MTF值這些術(shù)語一般并不是很容易區(qū)別開的。銳度和反差的區(qū)別在哪里呢？乍一看來，這似乎是一個很初級的問題，銳度就是相片拍攝后清楚與否，而反差就是相片最亮和最暗處的差異表現(xiàn)。如果再往深處想一想，這種回答并不完善。這取決于你想說明什麼，銳度和分辨率是表述同一事物的兩種方式，而明度卻被用在很多地方，其含義也都不完全相同。MTF值即模量傳遞函數(shù)將在本文給于詳細說明。
7dU7cc 被攝體
_.Bite^ 拍攝一個全黑或全白的物體是很容易的。用酒瓶底當鏡頭來拍攝，拍出的照片也是黑色或白色。銳度很好，反差也可接近100%。但是如果要拍攝一個比較復雜的物體，細節(jié)再現(xiàn)就變得比較困難了。如果被攝體是一塊白背景上有黑色線條的平板，我們希望黑線條反映在底片上的寬度為1/2毫米，也就是說底片上每毫米的寬度上有一黑一白兩道線，就叫做線頻為1線對/毫米（1 lp/mm）。拍攝這種被攝體，使用簡易鏡頭已經(jīng)足夠銳利。但是如何來評判反差呢？反差就是在底片上體現(xiàn)的黑白線條的明暗差別與實際黑白線條明暗差別的比值。如果被攝體的黑白線條越來越細（即線頻越來越高），用鏡頭來以銳利并且適當?shù)姆床顏碓佻F(xiàn)他們就會越來越難。
0CO6-&F9n 人行橫道
|tS~\_O/ 如果我們在較近的位置拍攝一個畫有黑（金屬包覆）白線帶的人行橫道，使得黑白線帶在底片上的寬度為2毫米。此時，黑白線帶間的反差在底片上表現(xiàn)很高，這是因為即使很差的鏡頭也能清晰的再現(xiàn)這一細節(jié)。但是如果要用鏡頭去完全再現(xiàn)白線帶內(nèi)極細微的裂紋，就變得不那麼容易了。緊貼裂紋的白色與黑色混在一起，黑白之間的反差明顯降低，這是因為低檔的鏡頭無法處理這一細節(jié)。
Ycx$CU C 在我們討論這些黑白線條的反差的時候，也很容易理解我們同時涉及到了銳度。簡易鏡頭對黑白線條的較低再現(xiàn)同時可被理解為銳度較低。
M+TF0c 因此我們可以得出結(jié)論，銳度和反差其實是一回事，其不同之處僅在于，當被攝體的細節(jié)粗大簡練時（線頻低），我們常用反差一詞，而當被攝體的細節(jié)精細至微時（線頻高），我們就用銳度或分辨率來表達。
8m"5J-uIi 模量傳遞函數(shù)
DWH)<\? 簡單的說，MTF值可用來評估不同線頻時的黑白線條的反差，并給出一個鏡頭性能的客觀評價。當黑白線條通過鏡頭成像以后，MTF值可以反映出成像后黑白條的反差。對于某一特定的線頻，如果鏡頭的MTF值為0.85，就意味著成像后的剩余反差是被攝體原始反差的85%。這種反差的降低不僅僅影響著黑白色表面，也以同樣比例影響著不同灰度的表面。一般說來，所有鏡頭，無論昂貴的還是便宜的，在線頻很低時的MTF值都幾乎可達100%，也就是說，都可以再現(xiàn)簡潔粗大的被攝體表面。而在線頻非常高時，它們的MTF值都幾乎是0，世界上還沒有鏡頭可以成功的再現(xiàn)1000線對/毫米的例子。這樣可以看出，鏡頭的MTF值是在100%和0%之間。鏡頭的性能可以如下圖所示以一條曲線來表示：
#TSL gV'U 6.'+y1yS) 圖中X軸代表線頻，從0點向右延伸，就意味著線頻越來越高。Y軸代表鏡頭的MTF值，從0到100%。從0點向上，說明鏡頭再現(xiàn)被攝體反差的能力越來越強。如果能夠把被攝體的兩個暗部表面的差別完全反映到底片上，則MTF值就是100%。這種情況實際上很鮮見，大部分情況反差都會降低。測量一下底片上黑度與實際黑度的差別，我們就得到了該鏡頭的MTF值。
RsDI7v 本圖實際上并不是本網(wǎng)站向大家提供的鏡頭的MTF值曲線圖。從本圖中只能反映底片上某一點處的MTF值（如底片中央），而且給出的是在該點處所有線頻下的MTF值。本網(wǎng)站提供給大家的是對應于三種線頻，從底片中心（X軸的最左邊）到底片的端角處（X軸的最右邊）的MTF值曲線圖。
-0doL ^A 分辨率與反差
SB[,}h<u1 經(jīng)常聽到有人評論：“這個鏡頭很銳，但反差不好。”或者說“那個鏡頭反差高，但是不銳�！睂嶋H上，他們的話的真正含義是什麼并不清楚。這實際上是一個關(guān)于鏡頭的多層鍍膜的問題。鍍膜較差的鏡頭在特定光線下（如直射光）再現(xiàn)的反差較低，但不會降低分辨率。但它們通常并不談及多層鍍膜。為了追求一個銳利的鏡頭，好像不必刻意去追求高的反差。實際上，重要的事情是，必須要對細節(jié)再現(xiàn)到一個可容忍的反差程度。人們在讀白紙黑字時，要求的最低反差是20%。低于20%讀起來就吃力了。從MTF值曲線圖上檢驗細節(jié)的精細度，細節(jié)越精細，分辨率就越高。
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Ls(' 對于一個高反差的鏡頭，在低線頻時表現(xiàn)出來的MTF值就高。這種鏡頭有可能在50線對/毫米時MTF值就降到了0，但在此前卻有較高的MTF值。這種鏡頭追求的是高反差，但分辨率卻不一定好。
7u^6`P w8g36v*+(u 圖中實線代表低線頻時反差高的鏡頭——不妨稱之為“反差型鏡頭”。虛線代表高分辨率鏡頭。
$bKa"T* 衍射
| "Oazll 衍射是一種與光波特性有關(guān)的現(xiàn)象。當一束光通過一個銳利的邊緣時，會發(fā)生輕微的散射。當光線通過鏡頭時，受到了光圈直徑的限制。光圈形成了一個銳利的邊緣，造成光線的輕微散射。換句話說，光圈邊緣造成了一定程度的成像模糊，這就是所謂的衍射現(xiàn)象。
Z vO:!u0+" 由于衍射現(xiàn)象只發(fā)生在靠近光圈邊緣通過的光線處，“模糊光”的比例隨著增大光圈而減少。無論光圈制作的多麼精細，也不論鏡頭有多麼昂貴，都無法解決衍射的問題。
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