Como interpreto um gráfico MTF?

Como parte de como a Canon (e outros fabricantes de lentes) fornecem informações técnicas sobre suas lentes, elas fornecem um gráfico MTF (Modulation Transfer Function). Como leio e interpreto o que o gráfico está me dizendo?

Aqui está um exemplo de gráfico MTF para a 16-35 f2.8 L II (uma das minhas lentes favoritas para fotografia de passeio). O que significam as várias linhas? Quais são os eixos?

Há um tutorial realmente bom que explica todos os detalhes em luminous-landscape.com .

Se você não quiser ler o artigo inteiro, esta seção abordará o básico:

Aqui estão algumas regras práticas para ler um gráfico ...

- quanto mais alta for a linha de 10 LP / mm (as linhas grossas), maior será a capacidade de reprodução de contraste da lente.

- quanto mais alto for o gráfico a linha de 30 LP / mm (as linhas finas), maior será o poder de resolução e, portanto, a nitidez subjetiva da lente.

- lembre-se de que as linhas pretas mostram a lente totalmente aberta, enquanto as linhas azuis mostram a lente parada em f / 8, portanto, quanto mais próximos esses conjuntos de linhas estiverem um do outro, melhor será o desempenho da lente quando usada em grande abertura. As melhores lentes terão as linhas preta e azul juntas.

- de um modo geral, uma lente cujas linhas grossas (10 LP / mm) estejam acima de 0,8 no gráfico deve ser considerada como tendo excelente qualidade de imagem. Acima de .6 é considerado "satisfatório". Abaixo de .6 está, bem, abaixo.

Zeiss tem um bom artigo sobre como ler gráficos MTF. É bastante detalhado e abrangente, mas se você estiver interessado em entender completamente como um MTF representa uma qualidade de lente (e quão preciso o MTF pode ser), é uma excelente leitura.

Como ler curvas MTF

Uma pequena faceta muito interessante do artigo denota três propriedades importantes do MTF, que levam a uma conclusão intrigante sobre a faixa máxima de contraste de uma lente de câmera. Achei isso interessante não apenas no contexto da compreensão do MTF da lente, mas também como um fator importante no argumento da faixa dinâmica do filme da câmera / sensor.

Podemos então reconhecer aqui três propriedades importantes do MTF, que devemos lembrar ao ler as curvas do MTF:

1. Pequenas diferenças nos valores mais altos de MTF são particularmente significativas em altos níveis de contraste do objeto.
2. Por outro lado, variações fracas do valor tonal de menos de uma parada de abertura não exigem valores altos de MTF. Diferenças acima de 70-80% são então pouco relevantes.
3. Com valores muito baixos de MTF, praticamente não importa o quão alto é o contraste do objeto; o contraste da imagem é sempre baixo.

Aliás, é por isso que as folhas de dados dos filmes também sempre deram o poder de resolução para o baixo contraste de 1: 1.6. Os valores de resolução para o contraste de 1: 1000 só podem ser medidos usando a exposição de contato. Para as melhores estruturas (ou seja, frequências espaciais muito altas), nenhuma lente no mundo é capaz de produzir um contraste de dez paradas de abertura. Estimar a quantidade de informações das imagens de filmes com base nesse valor de resolução mais alta é, portanto, otimista demais.

Outro excelente recurso para ler as tabelas MTF pode ser encontrado nas últimas partes do livro da Canon "Lens Works". A parte " Optical Terminology and MTF Characteristics " fornece uma EXCELENTE visão geral dos tipos e recursos de lentes e fornece uma revisão visual maravilhosa das tabelas MTF para muitas lentes Canon.

O que significam as várias linhas? Quais são os eixos?

A fonte que todos citamos sobre como ler um gráfico MTF é o artigo de Michael Reichmann na Luminous Landscape . A maioria das informações a seguir é extraída desse artigo.

No entanto, lembre-se de que essas convenções específicas se aplicam apenas aos gráficos MTF da Canon . Outros fabricantes de lentes podem ter maneiras diferentes de denotar essas coisas e podem ou não mostrar todas as mesmas informações. E, como Reichmann diz nesse artigo:

... esteja ciente de que um gráfico MTF não nos diz tudo o que há para saber sobre uma lente. Variáveis ​​importantes, como vinhetas, distorções lineares de vários tipos e resistência ao flare estão entre as coisas não medidas.

Em uma Função de transferência de modulação, o eixo horizontal indica a distância do centro da lente ; portanto, o ponto zero à esquerda é o desempenho da lente no centro, e a distância à direita indica o desempenho do canto. Observe também que desta maneira você pode ver a diferença no desempenho dos cantos entre o uso em um recorte e em um sensor de quadro completo.

O eixo vertical indica a quantidade de contraste , em uma escala de 0 a 1 (ou seja, você pode pensar nisso como a escala de 0% a 100). Portanto, o ar, por exemplo, forneceria uma linha horizontal reta em 1. Quanto mais plana e mais próxima do topo do gráfico, melhor o desempenho geral.

As linhas pretas indicam desempenho totalmente aberto . As linhas azuis indicam que o desempenho parou em f / 8 (acho que a Nikon não se incomoda em mostrar isso em seus MTFs).

As linhas grossas são medidas feitas em 10 linhas por milímetro (baixa resolução) . Quanto mais alto o gráfico, melhor o contraste da lente.

Os finos a 30 linhas por milímetro (alta resolução) . Quanto mais alto o gráfico, melhor a nitidez percebida da lente.

As linhas sólidas são meridoniais (ou seja, as linhas do gráfico de teste são inclinadas 45 ° da parte superior esquerda para a parte inferior direita). E as linhas tracejadas são sagitais (as linhas são inclinadas da parte superior direita para a esquerda inferior). Eles avaliam o astigmatismo e a curvatura do campo, e quanto mais próximas essas duas linhas estiverem uma da outra, mais suave será o bokeh.

Veja também:

• Artigo do centro de aprendizado da Canon EUA sobre gráficos MTF .
• Artigo do Photographylife sobre a leitura de MTFs , com um exemplo da Nikon.
• Artigo em PDF da Zeiss "Como ler curvas MTF" , que descreve a transferência de modulação em detalhes.

O que nenhuma das respostas existentes menciona ser de importância crucial é que os gráficos MTF fornecidos pelos fabricantes não são medições de lentes reais. Antes, são os limites teóricos de um exemplo perfeitamente executado do design da lente.

A própria física da luz visível e como os diferentes comprimentos de onda são refratados de forma diferente pelos mesmos elementos da lente é o que leva a gráficos MTF menos que perfeitos, não às imperfeições de um processo de fabricação.

As lentes reais não terão um desempenho tão bom quanto os gráficos MTF teóricos divulgados pelos fabricantes.