當(dāng)談到圖像質(zhì)量時(shí)，鏡頭是鏈中第一個(gè)，也可能是最重要的鏈接。沒有銳利的鏡頭，不可能得到一個(gè)清晰的圖像。使用分辨率測試卡可以檢測透鏡是否鋒利和清晰度的MTF，并且適用于所有鏡頭。多年的“金標(biāo)準(zhǔn)”測試是確定MTF或調(diào)制傳遞函數(shù)。這聽起來很復(fù)雜，但事實(shí)上并不是。它僅僅是由被測透鏡產(chǎn)生的對(duì)象中的調(diào)制（對(duì)比度）出現(xiàn)多少的量度。

調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）

MTF最好解釋是使用下面的圖片。在“A”中，我們看到一組黑白模式的光條，圖中有四組距離逐漸減小的條形組。在“C”中，我們看到“A”的線輪廓，其基本上是“A”的強(qiáng)度圖，其中白色區(qū)域具有強(qiáng)度255，黑色區(qū)域具有強(qiáng)度0（255是最大8位數(shù)字圖像的強(qiáng)度）。

在“B”中，我們看到那些塊的圖像可能看起來很像通過鏡頭成像。黑暗和明亮的區(qū)域模糊，并且它們間距越近變得越模糊。 在“D”中，我們看到線輪廓和下方圖是從該數(shù)據(jù)計(jì)算的MTF。

 

MTF定義為

MTF=(最大強(qiáng)度-最小強(qiáng)度)/(最大強(qiáng)度+最小強(qiáng)度)

即使是完美的鏡頭也會(huì)產(chǎn)生鏡片，這是因?yàn)檠苌洹?/span> 衍射是當(dāng)光通過孔徑時(shí)光擴(kuò)散的趨勢。 衍射導(dǎo)致來自光區(qū)域的一些光擴(kuò)散到暗區(qū)域中。當(dāng)亮區(qū)和暗區(qū)較大時(shí)，這沒有大的影響（MTF仍然相當(dāng)高），但是當(dāng)暗區(qū)和亮區(qū)較小時(shí)，即使少量的光擴(kuò)散也導(dǎo)致MTF的顯著下降。 其結(jié)果是即使對(duì)于完美的透鏡，空間頻率增加時(shí)MTF也降低。當(dāng)然，存在透鏡像差的情況下，模糊的程度可能更差?！翱臻g頻率”是用于描述模式中元素的間隔的科學(xué)術(shù)語。

嚴(yán)格地說，當(dāng)我們談到透鏡的MTF時(shí)，我們必須定義使用的分辨率測試卡圖案的類型。從嚴(yán)格的科學(xué)分析觀點(diǎn)來看，最佳模式不是如上所示其中元素是黑色和白色條的模塊。優(yōu)選的圖案被稱為正弦波圖案，其中光密度在黑色和白色之間平滑地變化，并且線輪廓看起來像正弦波。然而，這樣的圖案難以制造，并且這種圖案的圖像難以通過肉眼測量，因此通常分辨率測試卡使用條型圖案。條形圖案實(shí)際上產(chǎn)生比正弦波圖案稍高的MTF測量，但是差異小。

當(dāng)將MTF作為圖案間距的函數(shù)繪圖時(shí)，對(duì)于條形圖案，水平軸以每毫米線對(duì)為單位，而對(duì)于正弦波圖案，水平軸以每毫米周期為單位，通常忽略該區(qū)別。 在實(shí)際分辨率測試卡可能會(huì)看到標(biāo)簽，如“每毫米線數(shù)”或“線對(duì)/毫米”。注意，線/ mm和線對(duì)/ mm通常是相同的。 在前一種情況下，只計(jì)算黑線或白線。 在后一種情況下，你計(jì)算黑/白線對(duì)。

除了測試圖案的類型之外，用于照明它的光和用于記錄圖像的檢測器的類型也影響MTF。 這是因?yàn)?/span>MTF取決于所使用的光波長。例如，使用藍(lán)光給出比使用紅光更高的MTF。通常使用白光，但即使這樣，日光照明和鎢光照明之間也會(huì)存在差異。鎢光具有比日光更強(qiáng)的長波長分量（紅光分量），因此在鎢光下測量的MTF將預(yù)期低于在日光下測量的MTF。檢測器是重要的，因?yàn)槿绻鼘?duì)藍(lán)光比紅光更敏感，則它可以產(chǎn)生比如果它對(duì)藍(lán)光更敏感的藍(lán)光比更高的MTF。

 

歷史上常用于進(jìn)行MTF和分辨率測量的模式是上面所示的USAF 1951模式。 它是由美國空軍（1951年）開發(fā)的，因此命名！ 在右邊是圖案本身，在左邊是在電影上的圖案的圖像。 通過測量膠片上的結(jié)果，您可以比較鏡片，但是你不能輕易確定透鏡MTF，因?yàn)槟z片本身會(huì)限制分辨率并降低系統(tǒng)MTF。使用合適的設(shè)備，可以測量由透鏡形成的空間像的特性，從而直接測量透鏡MTF。