MTFチャートをどのように解釈しますか？

キヤノン（および他のレンズメーカー）がレンズに関する技術情報を提供する方法の一環として、MTF（変調伝達関数）チャートを提供しています。チャートに示されている内容を読み、解釈するにはどうすればよいですか？

16-35 f2.8 L II（ウォークアバウト写真用のお気に入りのレンズの1つ）のサンプルMTFチャートを次に示します。さまざまな行の意味は何ですか？軸は何ですか？

ですべての詳細を説明して本当に良いのチュートリアルがありluminous-landscape.comが。

記事全体を読みたくない場合は、このセクションで基本を説明します。

ここにチャートを読むためのいくつかの経験則があります...

— 10 LP / mmの線がチャートの上にあるほど（太線）、レンズのコントラスト再現能力は高くなります。

— 30​​ LP / mmの線がチャートの上にあるほど（細い線）、解像度が高くなり、レンズの主観的なシャープネスが高くなります。

—黒い線はレンズが大きく開いていることを示し、青い線はレンズがf / 8まで停止していることを示しています。最良のレンズでは、黒と青の線が互いに近くなります。

—一般的に、チャート上で太い線（10 LP / mm）が.8を超えるレンズは、優れた画質を備えていると見なされます。上記の.6は「満足」と見なされます。.6以下は、まあ、以下です。

Zeissには、MTFチャートの読み方に関するかなり優れた論文があります。かなり詳細で広範囲に渡りますが、MTFがレンズ品質をどのように表すか（およびMTFがどれほど正確であるか）を完全に理解することに興味がある場合は、優れた読み物です。

MTF曲線の読み方

この記事の非常に興味深い小さな側面は、MTFの3つの重要な特性を示しており、カメラレンズの最大コントラスト範囲に関する興味深い結論につながります。これは、レンズのMTFを理解するという観点だけでなく、カメラフィルム/センサーのダイナミックレンジの議論における重要な要素としても興味深いことがわかりました。

ここで、MTF曲線を読み取るときに覚えておく必要があるMTFの3つの重要な特性を認識できます。

1. より高いMTF値の小さな違いは、高いオブジェクトコントラストレベルで特に重要です。
2. 一方、1つ未満の開口絞りの弱い色調値の変動は、高いMTF値を必要としません。70〜80％を超える差はほとんど関係ありません。
3. MTF値が非常に低い場合、実際にはオブジェクトのコントラストがどれほど高くてもかまいません。画像のコントラストは常に低いです。

ちなみに、これがフィルムのデータシートが常に1：1.6の低コントラストの解像力を与えた理由です。1：1000のコントラストの解像度の数値は、接触露光を使用してのみ測定できます。最も微細な構造（つまり、非常に高い空間周波数）の場合、世界のどのレンズも、10個の開口絞りのコントラストを生成することはできません。したがって、このより高い解像度値に基づいてフィルム画像の情報量を推定することは楽観的すぎます。

MTFチャートの読み方に関する別の優れたリソースは、Canonの本「Lens Works」の最後の部分にあります。「光学用語とMTF特性」の部分は、レンズの種類と機能の優れた概要を提供し、多くのキヤノンレンズのMTFチャートの素晴らしい視覚的レビューを提供します。

さまざまな行の意味は何ですか？軸は何ですか？

MTFチャートの読み方のソース我々はすべての引用であるルミナス風景でマイケルReichmannの記事。次の情報のほとんどは、その記事から引用されています。

ただし、これらの特定の規則はCanon MTFチャートにのみ適用されることに注意してください。他のレンズメーカーは、これらのことを示す方法が異なる場合があり、すべて同じ情報を表示する場合と表示しない場合があります。そして、ライヒマンがその記事で述べているように：

... MTFチャートは、レンズについて知っておくべきすべての情報を提供するわけではないことに注意してください。ケラレ、さまざまな種類の線形歪み、フレアへの抵抗などの重要な変数は測定されません。

変調伝達関数では、水平軸はレンズの中心からの距離を示しているため、左側のゼロ点は中心のレンズの性能であり、右側の遠距離はコーナー性能を示しています。また、この方法では、クロップでの使用とフルフレームセンサーでの使用のコーナーパフォーマンスの違いを確認できます。

縦軸は、コントラストの量を 0〜1のスケールで示します（つまり、0％〜100のスケールと考えることができます）。そのため、たとえば、空気では1の直線の​​水平線が得られます。線が平坦でチャートの上部に近いほど、全体的なパフォーマンスが向上します。

黒い線は、パフォーマンスが大きく開いていることを示します。 青い線は、パフォーマンスがf / 8に下がったことを示しています（NikonはMTFでこれを表示することを気にしていないと思います）。

太い線は、1ミリメートルあたり10本の線（低解像度）で測定されたものです。これらがチャートの上にあるほど、レンズのコントラストは良くなります。

1ミリメートルあたり30ラインの高解像度（高解像度）。これらがチャートの上位にあるほど、レンズのシャープネスの知覚が良くなります。

実線は子午線です（つまり、テストチャートの線は左上から右下に45°傾斜しています）。そして、破線は矢状です（線は右上から左下に傾斜しています）。非点収差と像面湾曲を評価し、これらの2本の線が互いに近づくほど、ボケがより滑らかになる傾向があります。

こちらもご覧ください：

• MTFチャートに関するCanon USAのラーニングセンターの記事。
• Nikonの例を含む、MTFの読み取りに関するPhotographylifeの記事。
• ZeissのPDF記事「MTFカーブの読み方」では、変調伝達について詳しく説明しています。

既存の回答のどれもが非常に重要であると述べていないのは、メーカーが提供するMTFチャートが実際のレンズの測定値ではないということです。むしろ、それらは完全に実行されたレンズ設計の例の理論的限界です。

可視光自体の物理学、および異なる波長が同じレンズ要素によって異なるように屈折する方法は、製造プロセスの不完全性ではなく、完全ではないMTFチャートにつながります。

実際のレンズは、メーカーが発表した理論的なMTFチャートほど性能がよくありません。