原來 MTF 曲線是這麼回事！教你判斷鏡頭品質的小工具

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大家好，我是布萊克。許多朋友在挑選鏡頭的時候，都會有不同的煩惱。有些人想買用途廣泛的鏡頭，有些人則是價錢考量，更有些人是希望買到畫質銳利的鏡頭，畢竟錢都花了最希望拍出來的相片是最清晰的。那怎麼知道一顆鏡頭的銳利程度呢？其中一個指標就是 MTF 曲線，看完這篇文章你就會知道如何看這個圖表了。

身為攝影師應該讀懂鏡頭的 MTF 曲線／出自 Pexels

 
 
 

什麼是 MTF 曲線？

MTF 的全名是 Modulation Transfer Function，中文翻譯為「調製轉換函數」。

一顆鏡頭的 MTF 曲線可能長得像是這樣，上面可能有多條線條。但不管線條有幾條，這都是單一焦距與光圈測得的，先有這個概念。

MTF 曲線的例子

 

MTF 曲線的軸向定義：

• 水平 X 軸是「與畫面中心距離」，通常最遠是 21.6mm，下面會說怎麼計算的。
• 垂直 Y 軸是「對比度」。關於 Y 軸的定義，每間廠商的定義可能不同，像是 Sony 專指「對比度」；而像是 Canon 就是「百分比」，他們會用不同的測試方式得到該鏡頭的對比度與解析能力，後面會提到。
   

我們知道全片幅的感光元件尺寸是 36mm x 24mm。那距離畫面中央最遠的點就是

√[(36/2)^2 + (24/2)^2] = 21.6mm (約略值)

MFT 曲線 X 軸計算方式

 

因此，我們就可以用 MTF 曲線將鏡頭的表現能力記錄下來。它的紀錄方式很像下圖這樣。

MFT 曲線是評估鏡頭性能的指標之一

 

最理想的完美鏡頭應該就是不管中央畫面還是邊緣畫面，畫質與對比度應該都要是最高的 100%，表示鏡頭還原能力越高，但事實當然沒有那麼好，光學鏡片做得再怎麼完美都還是會有點損傷到畫質，只是程度上的問題而已。

完美鏡頭的 MTF 曲線

市面上鏡頭的 MTF 曲線

 

雖然 MTF 曲線可以評估鏡頭性能，包含了鏡頭的對比度與解析能力，但並不是分析鏡頭好壞的唯一標準。舉例來說，外觀材質、對焦速度、邊緣暗角、變形、紫邊...等等都需要額外的測量，無法從 MTF 曲線圖表中判斷出來。

布萊克認為，在沒有任何拍攝樣張的前提下，MTF 曲線還是能提供基本的判斷，至少你能確定同廠牌鏡頭的品質差異。

因此，在購買一顆鏡頭之前，除了鏡頭的清晰程度之外，請再多注意其他面向的評測，或許會影響購買鏡頭的意願喔！
 
 
 

MTF 曲線怎麼測量對比度的？

我們都知道不管哪顆鏡頭，最中央的畫質一定是最細膩的、最清晰的，隨著畫面越邊緣，模糊的感覺就出現了。

中央畫質比邊緣畫質好

 

閱讀到這裡，你可能會好奇「究竟鏡頭怎麼測量對比度或是解析能力的？」

鏡頭廠商會拍攝數對黑白的線條來測試該鏡頭對比度或是解析能力，只要黑白線拍得越清楚，這表示該鏡頭的對比度或是解析能力越好。

一般會用每 mm 10 組黑白線來測量對比度，每 mm 30 組黑白線來測量解析能力 (有些廠商是 40 組)，圖表表達的時候則寫成 lp，表示 Line Pair (線對) 的意思。

黑白線線對示意圖

 

除了黑白線的數量不同之外，測量時還會旋轉方向，目的是檢測鏡頭的散景能力。

• 與鏡頭直徑平行的黑白線測得數值稱為「半徑值 (Radial/Sagittal)」，常用實線表示。
• 與鏡頭直徑垂直的黑白線測得數值稱為「切線值 (Tangential/Meridional)」，常用虛線表示。

兩種方向的黑白線線對

 

鏡頭廠商都會有一套標準來檢視清晰度，當拍得越清楚，鏡頭的得分就會越高。在相同黑白線數量的情況下，當實線與虛線表現越相近時，表示該鏡頭散景能力較為突出。

 

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如何解讀 MTF 曲線？

有了前面的基礎概念，那你就會知道水平 X 軸越接近 0 的位置，表示越接近畫面中心。通常來說也是每顆鏡頭畫質最優異的位置了，所以對應的垂直 Y 軸也會越接近 100%。

解讀 MTF 曲線

 

一顆鏡頭的 MTF 曲線基本可以用垂直 Y 軸的數值來區分好壞。當然這只是參考，可能同顆鏡頭距離畫面中央越遠，對比度瞬間降到低於 60% 的位置，但畫面中央可能在 80% 的位置。

• 超過 90% 是極致優異的鏡頭
• 70% ~ 90% 是優良鏡頭
• 60% ~ 70% 是普通鏡頭
• 低於 60% 是品質不佳的鏡頭

 
 

每張圖表為單一光圈單一焦距

前面看到的每張 MTF 曲線都是在相同的光圈與焦距測試出來的，因此即便某顆鏡頭的表現優異，也不一定能代表全部的光圈或是焦距都有相同的水準。

舉 Sony 的經典小三元 16-35mm 的蔡司鏡頭來說，在 16mm 的光圈 f/8 (右上圖) 已經有優異的對比度了，但切換到 35mm 的全開光圈 (左下圖) 邊緣畫質的清晰度也是降到低點 (最低 20%)。

Sony Vario-Tessar T* FE 16-35 mm f/4 ZA OSS 鏡頭表現／出自 臺灣 Sony 官方網站

 

當然全開光圈的畫質本來就不是最佳的，影響畫質優異的因素也非常多，並不是看一張 MTF 曲線就能全盤判斷，這就留給你自己評估接受度了。

以布萊克來說，我選擇鏡頭的標準也不會只看 MTF 曲線，這只是參考而已。我更在乎對焦速度、最大光圈與焦段用途...等因素。如果是要做為 Vlog 拍攝使用，我還需要考量呼吸效應，甚至是重量的問題。
 
 

不同廠牌的鏡頭無法比較

MTF 曲線都是經過各家鏡頭廠商於實驗室進行嚴謹的試驗繪製出來的。不過，各家鏡頭廠商的實驗環境一定都不同，舉例來說

• 有些用 10 組/30 組黑白線，有些則用 20 組/40 組黑白線
• 不同廠牌鏡頭的鏡頭用料與設計都不同
• 不同廠牌相機的感光元件不盡相同
• 不同廠牌評估好壞的模式會有差異
• ...

因為需要考量的變量實在太多了，繪製出來的圖表也無法放在一起比較。若是有個大家統一的標準或是協議可以遵守，那麼跨品牌的 MTF 曲線一同比較才是有意義的。不過，同個廠商製造出來的鏡頭是可以比較的，畢竟實驗環境應該不會差異太大。
 
 

對比度 v.s. 解析度

前面有提到過 Sony 與 Canon，甚至是 Nikon 都有各自的實驗標準，甚至他們的垂直 Y 軸也有不同的定義。布萊克找了很多中文的資料，但發現都沒有準確的定義，只有在日文網站才有翻到。

Sony 的垂直 Y 軸是對比度的意思。而 Canon 和 Nikon 都是以 10 組黑白線判斷對比度，30 組黑白線判斷解析度。

各家鏡頭廠商的 MTF 曲線繪製標準不一致

 

其實你可以將對比度和解析能力理解為差不多的概念，都是在描述一張相片是否清晰，只是分成兩種面向來區分差異。

不過，若是要仔細區分這兩個概念，還是有些微的差異的。直接來看圖片說明比較快，若是一張圖片對比度很高解析度很低，則會像是左邊的圖片。相反，一張圖片對比度很低解析度很高，則會像是右邊的圖片。

對比度與解析度差異

 
 
 

結論

因為 MTF 曲線能夠判讀的資訊比較少，像是外觀材質、對焦速度、邊緣暗角、變形、紫邊...等等都需要額外的測量。因此，MTF 曲線比較少人在使用，僅能作為購買鏡頭的參考標準，不是絕對的。

布萊克挑選鏡頭的標準也有很多，重點還是多看別人怎麼說，看越多評價或是開箱，越能夠確定這顆鏡頭是不是適合你。

如果還是希望實際體會一下鏡頭的話，那不妨去借來玩看看，花錢之前先試用，總能找到適合你自己的鏡頭的。

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by 工程師布萊克