Что такое MTF и зачем нужна MTF-диаграмма

На упаковках объективов и в документации можно видеть вот такую картинку. Что этот график означает и зачем он вообще нужен?

Это диаграмма MTF (Modular Transfer Function), или частотно-контрастная характеристика по-русски. Если совсем по-русски, то это одна из оценок качества объектива.

Эта оценка показывает насколько объектив способен передавать детализацию в зависимости от расстояния от центра объектива. По горизонтальной оси как раз откладывается расстояние от центра до самого дальнего угла сенсора. Как правило, максимальное качество изображения в центре, поэтому 0 – это центр, а по вертикальной оси детализация в процентах. Здесь 1 соответствует 100%. Но детализация чего?

Для этого берут два набора перпендикулярных друг другу линий. Называют их по-разному, но суть одна и та же. Различаются они на графике в данном случае типом линии: сплошная – линии в одном направлении, пунктирная – в перпендикулярном.

Далее оценивают резкость изображения этих линий на разном удалении от центра. Чем резче изображение, тем выше график. Если график проваливается к нулю в правой части – это значит, что резкость в углах плохая.

Вот как выглядит светящаяся точка через разные объективы:

Белый квадратик – это пиксель на матрице. №1 – это светосильный объектив на открытой диафрагме. №2-4 – изображение точки в углу не самых лучших широкоугольников. №5 и №6 – проблемы с фокусом. №7 – идеальный объектив, но такого вы не получите, потому что перед матрицей стоит специальный фильтр, который из №7 делает №8. Такого фильтра нет только у Nikon D800E. Фильтр нужен для того, чтобы не было муара на изображениях. Из-за всего этого теряется резкость, которую и пытаются измерить периодическими линиями.

Линии бывают разной толщины, то есть решётки разной плотности. Например, Никон любит использовать 10линий/мм и 30линий/мм.

Другие производители могут оценивать по другой толщине линий, самые въедливые берут 3 и более линий разной толщины. График для самых толстых линий самый важный, он определяет контраст изображения, но тонкие линии тоже интересны, хоть и второстепенны, так как определяют детализацию мелких элементов на фотографии.

MTF график зависит от многих вещей: фокусного расстояния и расстояния до объектка, диафрагмы, длины волны света и прочего. Поэтому, если на графике точно не указано, при каких параметрах проходили измерения, то скорей всего вас пытаются обмануть. Вот как должен выглядеть правильный MTF график, такой делают немцы:

Сравните его с графиком Никон в заголовке, и вы поймёте, что там чего-то не хватает.

На самом деле, есть два подхода рисовать график. Первый способ дорогой – взять объектив и провести по нему измерения, как и делают немцы. Понятно, что такой способ для массового производства, как у Никон, не годится. Поэтому существует второй – взять и рассчитать график на компьютере, получив некоторое среднее значение для всех объективов сразу. Именно второй способ вы видите на ваших коробках. Очевидно, что он не даст никакого представления о качестве конкретно вашего экземпляра, так как из-за сложности конструкции все экземпляры могут отличаться друг от друга. Ну а не располагая параметрами, для которых эта кривая нарисована, подобная картинка получается из мира фантазий и с реальной действительностью никак не связана, потому что в реальности всё намного сложнее.

Поэтому сравнивать объективы по графикам, как в заголовке статьи, нельзя, ведь вы даже не знаете, какой свет использовался для измерений, а разница большая:

Выше один и тот же объектив. Слева измерения по белому свету, справа – монохроматический зелёный. Кстати, по этой причине в чёрно-белой фотографии популярны зелёные фильтры, изображение в зелёном становится резче.

Если параметры измерения все на месте, а методика измерения понятна (что бывает крайне редко и я такого не встречал для распространённых объективов), то вот чем отличается объектив с хорошей резкостью (слева) от объекива с плохой (справа):

Очевидно, что на втором объективе проблемы с резкостью по углам. Такие примеры, скорее, исключение, едва ли вы где-то встретите такой анализ, а другой смысла не имеет.

В общем, знать что такое MTF полезно. Но MTF без детальной информации смысла никакого не имеют. Тем более смысла не имеют MTF вычисленные, а не измеренные для вашего конкретного экземпляра.

Есть ещё диаграммы MTF для плёнки, а не для объектива, но это уже совсем другая история.

Если вам понравилась статья, и вы хотите поддержать проект "Про Фото", это легко сделать. Любая помощь будет принята с благодарностью.


Денис