我们在上一讲提及数字影像测试两大项目:『解像力』和『色彩』,这一讲我们就从『解像力 Resolution』开始。其实摒除那些吓人的图表和数据,测试解像力简单的说就是量度、计算影像从清晰 --> 模煳之间的转换点。受限于光学、材料和其他种种的因素,每一个镜头、每一台数字相机都有其分辨能力的极限。解像力测试就是应用科学的方法将这个极限找出来。
首先,我们来看看几个重要的基础理论。 为了可以清楚的计算解像力的数据,目前使用历史最悠久,也同时是最多人采用的就是 MTF = Modulation Transfer Function为基础的测试程序。MTF主要是引进反差对比的概念来检定镜头解像力 ,使用者必须对「空间频率 / Spatial frequency」这个概念进行瞭解。所谓空间频率就是1mm的宽度中 (或是等宽的其他单位),正弦浓度变化反覆有几次的意思(请想像空间频率如同海浪一样的波型变化)。
原本充足的反差可以很容易辨识出两条线来,而当空间频率加大时,也就是线条越紧密时,反差也逐渐缩小,终于反差衰减到全部变成灰色,再也分辨不出黑白条纹来,就表示镜头的解像力已到极限(如 上图所示)。
早期的镜头精细度还没有达到现代的标准时,解像力测试图可以说相当的简单,甚至使用今日家庭用的印表机设备都可以轻易复制。最早的标准 MTF 系列中,首推 USAF1951,这是美国空军于1951年开发出来,军用代号为 MIL-STD-150A,主要适用于侦照设备的检测,后来沦为民用镜头与显微镜的测试标准。藉由 测试标的设备来拍摄以下 MTF 测试图,可以得到两种数据 : 对比和锐利度,再藉由计算线条密度 和 MTF 之间的关系,我们就可以将数据转换成下图:
右图为MTF随着空间线条的增加而减少的情形
由于多数的镜头是圆形,因次测试线条除了可以是直的外 测试垂直象限的表现外,也可以测试横向线条来理解水平象限的表现。所以,透过数据的整理绘制成图之后,我们大致上可以看出以下四种模式:
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