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22
2025
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光学部17：如何读懂MTF曲线？
MTF曲线是量化镜头解像力的核心工具，通过对比度与空间频率的衰减关系，客观揭示镜头还原细节(分辨率)与明暗层次(反差)的光学性能。
其曲线形态直接反映镜头中心到边缘的成像一致性及像差控制水平，为光学设计与质量评估提供科学依据。
一、MTF曲线是什么
MTF（Modulation Transfer Function）调制传递函数，是对镜头解像力的一个定量描述，解像力直白的说就是镜头如实再现被摄物体质感(texture)的能力。
以黑白条纹为例，条纹图卡经镜头光学成像后得到对应的条纹图像，条纹图像能复现出的条纹图卡的清晰程度(包括分辨率和对比度)即可表征该镜头的解像能力。
通常地，条纹图像越清晰，说明镜头的解像能力越好。
要理解MTF曲线，首先要理解对比度和线对数两个概念。
对比度
代表着镜头表现光线亮和暗的能力(例如黑和白)。
对比度越高，黑白灰度的反差越大，对比度越小，黑白灰度的反差越小。
这种灰度值的落差一般很容易体现在镜头在拍摄物体轮廓和背景的区分上。
灰度值差越大，图像越“通透”，反之图像仿佛会有一片“雾蒙蒙”的效果。
线对数
代表镜头的空间频率，成像细节的感知能力，也就是分辨率。线对数的全称是每毫米线对数(lp/mm)。
二、MTF曲线与成像
MTF曲线与横、纵坐标围成的面积越大，代表镜头成像性能越好。
不同颜色曲线越接近，代表视场中心和周边成像一致性越好;S与T越接近，代表不同方向的成像越一致。
而黑色的实线是衍射极限,它代表了在这个波段、光圈下镜头的像质极限。
纵坐标代表对比度，横坐标代表空间频率，我们可以看到，无论是子午还是弧矢，无论是中心视野还是边缘视野，随着空间频率的变大，对比度是在下降的。
MTF曲线图反映的信息除了分辨率和对比度以外，通过MTF曲线我们还可以得到的信息是：1、 色散和横向色差；2、像场弯曲等。
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