آشنایی با نمودار MTF لنز و نحوه خواندن ام اف تی

5/5 - (1 امتیاز)

یکی از بخش هایی که تصویربرداران حرفه ای باید به آن مسلط باشند خواندن نمودار MTF لنز است. ما در دی جی 24 با تمامی مباحث پیرو دوربین های دیجیتال و لنز های آنها صحبت می کنید تصمیم گرفتیم تا به صورت مفصل در مورد نمودار های MTF نیز صحبت کنیم تا علاقه مندان به تصویربرداراری را با این مبحث آشنا کنیم.

از آنجا که بسیاری از تولید کننده های مطرح لنز دوربین برای نشان دادن عملکرد محصولات خود از نمودار ام تی اف استفاده می کنند، دانستن نحوه تفسیر این نمودار ها برای تصویربرداران بسیار مفید خواهد بود. معمولا استفاده از این نمودارها قبل از خرید لنز می تواند به شما کمک زیادی در انتخاب بهتر داشته باشد و البته استفاده از آنها نیز کمی سخت می باشد که اگر اصل اولیه آنها را یاد بگیرید می توانید به راحتی این نمودار ها را تفسیر کنید.

MTF چیست ؟

از آنجا که وضوح تصویر یک مقدار ذهنی می باشد و نمی توان آن را اندازه گیری کرد بسیار سخت است که با نگاه کرد به یک تصویر بگوییم کیفیت آن بالا می باشد. متغیر های زیادی می توانند درک ما را از کیفیت تصویر به اشتباه بیندازند به همین دلیل نیز تولید کنندگان به سراغ روش هایی برای اندازه گیری عملکرد لنز های خود در محیط آزمایشگاه رفته اند که می توان با استفاده از آنها عملکرد لنز را تخمین زد بدون اینکه عامل انسانی در آن دخیل باشد. این اندازه گیری های معمول همان نمودار MTF لنز می باشد که به آن عملکرد انتقال مدولاسیون نیز می گویند.

از آنجا که هیچ لنزی در انتقال نور کامل نیست تابع MTF می تواند در تعیین کمیت کنتراست و وضوح بسیار مفید باشد. در این اندازه گیری ها خطا ایجاد نمی شود زیرا در مورد درک انسان صحبت نمی کنیم و دقیقا در مورد توانایی لنز در حداکثر کنتراست و جزئیات صحبت می کنیم. بیشتر نمودار هایی که امروزه مشاهده می کنید با استفاده از نرم افزار های تخصصی ایجاد شده اند و می تواند اطلاعات مفید بسیاری را برای ما فراهم کند. از این نمودار ها معمولا می تواند موارد زیر را استخراج کرد :

رزولوشن لنز
کنتراست لنز
آستیگماتیسم و تبخیر رنگی جانبی
انحنای میدان
تغییر فوکوس

کاربرد داده های MTF

داده هایی که از نمودار MTF لنز به دست می آید می تواند به خوبی عملکرد کلی لنز را نشان دهد. و از داده های یکسان یک برند می توان برای مقایسه لنز های مختلف همان برند استفاده کنید. البته نمی توان داده هایی که از برند های مختلف ارایه شده را با یکدیگر مقایسه کرد و معمولا داده های دیگری نیز در بخش نوری وجود دارند که در این جدول از آن یاد نشده است مانند :

اعوجاج
انحراف رنگی طولی
تکرر رنگ ها
وینیتینگ
پدیده Flare

از این رو می توان گفت اگرچه این نمودار ها می توانند اطلاعات مفیدی را در مورد برخی از موارد به ما بدهند اما تصویر کاملی از عملکرد یک دوربین را برای ما فراهم نمی کنند. البته اکثر تولید کنندگان بر این باورند که داده های موجود در ام تی اف می تواند برای خرید لنز دوربین کافی باشد. گفتنی است که داده های این جدول برای لنز هایی که دارای فاصله کانونی مختلف هستند مانند 200 – 70 میلیمتر، تنها در کمترین و بیشترین فاصله ارائه می شود و در این میان هیچ داده ای وجود ندارد.

نمودار MTF لنز چگونه به دست می آید ؟

عملکرد یک لنز از بخش مرکزی تا گوشه های آن می تواند به شدت با یکدیگر تفاوت داشته باشد. بیشتر لنز ها به گونه ای ساخته شده اند که قسمت مرکزی آنها عملکرد بهتری داشته باشند و وضوح در گوشه های تصویر از بین می رود.

حتی گرانترین لنز های حرفه ای نیز می توانند مشکلات نوری مختلفی داشته باشند.

بنابراین در ارزیابی های MTF تنها یک نقطه تصویر مورد بررسی قرار نمی گیرد و نقاط مختلفی در نظر گرفته می شود. درادامه تصویری را مشاهده می کنید که توسط برند نیکون و برای لنز نیکون نقاطی در نظر گرفته شده است.

نحوه خواندن نمودار MTF لنز

باید دقت داشته باشید که تولید کننده های مختلف روش های متفاوتی برای رسم داده ها در نمودار های ام تی اف دارند و می توان گفت نمایش آنها با یکدیگر متفاوت می باشد بنابراین یک آموزش کلی برای خواندن نمودار های MTF وجود ندارد.

در تصویر بالا می توانید نمونه ای از نمودار های نیکون را مشاهده کنید. قبل از شروع باید بدانید که محور های X و Y در نشان دهنده چی می باشد. محور X فاصله مرکز قاب از گوشه ها را نشان می دهد مقدار 0 نشان دهنده مرکز است در حالی که مقادیر 5 و 10 و 15 و 20 نشان دهنده فاصله در میلیمتر از مرکز یک سنسور فول فریم می باشد. این فاصله ها در سنسور های مختلف از تولید کنندگان دیگر می تواند تفاوت داشته باشد. برای مثال در سنسور های APS-C در لنز کانن فواصل 0 و 5 و 10 و 13 در نظر گرفته می شود.

محور Y نشان دهنده مقدار نوری است که لنز قادر به انتقال آن است. این داده ها از 0 (0 درصد) تا 1 (100 درصد) ادامه دارند و مقادیر میان آنها مانند 0.1 نشان دهنده 10 درصد است. دو گروه از خطوط در نمودار MFT وجود دارند که برای اندازه گیری رزولوشن و کنتراست از آنها استفاده می شود. یک لنز بسیار خوب (PERFECT) دارای یک خط راست برای رزولوشن و کنتراست می باشد که از مرکز قاب به گوشه های آن می رسد.

در تصویر بالا از خط قرمز برای نشان دادن کنتراست و از خط آبی برای نمایش وضوح استفاده شده است. همانطور که مشاهده می کنید هر دو صاف هستند و در بالای نمودار قرار گرفته اند که نشان دهنده این است که لنز 100 درصد نور را منتقل می کند که در واقع چنین لنزی وجود ندارد !

آشنایی با نمودار های واقعی MTF

همانطور که گفتیم هیچ لنزی وجود ندارد که 100 درصد نور را منتقل کنید و باید به نمودار های واقع بینانه نگاهی بیندازیم.

اگر منحنی قرمز را که نشان دهنده کنتراست است مشاهده کنید میبینید که لنز در مرکز دارای کنتراست بالایی است که در بخش های کناری کاهش پیدا می کند و همچنین وضوح نیز در وسط مقدار بالایی دارد و بخش های کناری کاهش پیدا می کند. این گفته بدان معناست که اگر از یک سوژه تصویربرداری کنید کیفیت آن در بخش مرکزی بالاتر از بخش های کناری می باشد. به طور معمول خطوط کنتراست در نمودار MTF بالاتر از خطوط وضوح قرار می گیرد. می توان گفت هر مقداری بالاتر از 0.9 مقدار بسیار عالی می باشد و بین 0.9 تا 0.7 خوب به شمار می رود و بین 0.5 تا 0.7 متوسط است.

برای وضوح این مقادیر معمولا کمی کاهش پیدا می کند.