“光學(xué)規(guī)則是復(fù)雜和討厭的！”從互聯(lián)網(wǎng)討論這是一個(gè)很好很誠實(shí)的句子，如何讀取分辨率測試卡的MTF曲線，告訴我們攝像師的數(shù)字世界是多么滿意理解。本文小編會(huì)告訴你其實(shí)沒有那么復(fù)雜你可以理解的基本關(guān)系，沒有偏離傅立葉光學(xué)的高級數(shù)學(xué)。學(xué)習(xí)本文后你可以直接從鏡頭制造商或測試機(jī)構(gòu)發(fā)布的MTF數(shù)據(jù)直接讀出鏡頭的特征，而不用自己使用分辨率測試卡測試，除非你是鏡頭生產(chǎn)商！

哪些看了數(shù)據(jù)和曲線就頭疼的人們可以放心了，這些并不一名攝影師必需掌握的技能，攝影主要還是靠經(jīng)驗(yàn)的。但是更好的了解你的工具可以讓你工作起來更得心應(yīng)手，而且這個(gè)過程是非常有趣的。

點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)

當(dāng)攝影師想要拍攝一幅非常自然的物體圖像時(shí)，他們想在他們的相機(jī)上有一個(gè)理想的鏡頭，一個(gè)允許從物體上一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的所有光線在圖像正好一個(gè)點(diǎn)再次相遇。我們現(xiàn)在知道，現(xiàn)實(shí)中使用真正的鏡頭，我們只能部分地實(shí)現(xiàn)這個(gè)理想。

透鏡系統(tǒng)的像差、制造公差以及最終光類似波這些特質(zhì)就是為什么源自物體的一個(gè)點(diǎn)的光總是分布在理想像點(diǎn)周圍的區(qū)域上的原因。

在某種程度上，這個(gè)領(lǐng)域是“可能是最小的混亂圈”；其中光不是均勻分布的，強(qiáng)度通常從內(nèi)部向外部減小，并且形狀很少是圓形的。這種效應(yīng)被稱為“點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)”。 它的形狀和大小象征了鏡頭的圖像質(zhì)量。

如果拿攝影與繪畫相比較，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)是手寫鏡頭的筆觸。正如繪畫有寬，平，尖或剛毛的畫筆，鏡頭也有非常不同的風(fēng)格的手寫。

但是為什么它仍然不能用來定量描述圖像質(zhì)量呢？

主要是三個(gè)原因：

首先，形狀有時(shí)非常復(fù)雜，因此不符合簡單的數(shù)字描述，這在用顯微鏡拍攝的以下圖片可以看出。在圖像1至6中的前六個(gè)點(diǎn)擴(kuò)展是可用的，但中等圖像質(zhì)量示例中，典型的全開口處的高速透鏡，邊緣上的廣角透鏡或輕微散焦。

 

一個(gè)小的白色正方形已粘貼到每個(gè)圖像進(jìn)行大小比較；它表示像12像素，35mm格式全幀相機(jī)的8.5μm像素區(qū)域。因此，所有這些點(diǎn)擴(kuò)展比這個(gè)（相對大的）像素面積大得多。

點(diǎn)擴(kuò)散Nr。上面第二行中的圖7是成像性能突出的示例。數(shù)字傳感器通常不會(huì)看到這種小的點(diǎn)差。圖像8的Nr在最右邊顯示了傳播在低通濾波器后面的同一點(diǎn)，低通濾波器通常位于傳感器的前面，并且用于抑制莫爾效應(yīng)。因此，通過幾個(gè)雙折射盤顯著地增加點(diǎn)擴(kuò)散，在低通濾波器中人為地劣化了圖像質(zhì)量。

第二個(gè)原因是，幾乎從來沒有看到這樣的單一、孤立的點(diǎn)差。例如：只有在黑暗的夜晚拍攝星星的照片，你才能達(dá)到與實(shí)驗(yàn)室相同的效果。大多數(shù)圖像是在相機(jī)中以組合大量單點(diǎn)擴(kuò)散的部分的復(fù)雜方式生成的。

這是因?yàn)閷ο蟮男^(qū)域內(nèi)由許多密集填充的點(diǎn)組成，并且這些點(diǎn)對應(yīng)于在透鏡后面的圖像中的許多密集封裝的理想圖像點(diǎn)。由于實(shí)際點(diǎn)擴(kuò)散不能是無限小，這就意味著單個(gè)點(diǎn)擴(kuò)散重疊：圖像的一個(gè)點(diǎn)（甚至可以說在一個(gè)像素中）的強(qiáng)度是通過許多點(diǎn)的二維積分求和產(chǎn)生的傳播。 因此，在“筆觸”和我們看到的圖像之間有一個(gè)不那么容易管理的數(shù)學(xué)連接。

第三個(gè)原因是從鏡頭到眼睛的整個(gè)成像鏈可以用現(xiàn)在想解釋的MTF方法更加優(yōu)雅地描述。