Comment interpréter un graphique MTF?

Dans le cadre de la manière dont Canon (et les autres fabricants d'objectifs) fournissent des informations techniques sur leurs objectifs, ils fournissent un tableau MTF (Modulation Transfer Function). Comment lire et interpréter ce que le tableau me dit?

Voici un exemple de graphique MTF pour le 16-35 f2.8 L II (un de mes objectifs préférés pour la photographie en format walkabout ). Que signifient les différentes lignes? Quels sont les axes?

Il existe un très bon tutoriel qui explique tous les détails sur luminouslandscape.com .

Si vous ne voulez pas lire tout l'article, cette section couvre les bases:

Voici quelques règles de base pour la lecture d'un graphique ...

- plus la ligne 10 LP / mm est haute dans le graphique (lignes épaisses), plus la capacité de reproduction du contraste de l'objectif sera élevée.

- plus la ligne 30 LP / mm est haute dans le graphique (lignes fines), plus le pouvoir de résolution est élevé et, par conséquent, la netteté de l'objectif est subjective.

- Gardez à l'esprit que les lignes noires indiquent que l'objectif est grand ouvert, tandis que les lignes bleues indiquent que l'objectif est arrêté jusqu'à f / 8. Par conséquent, plus ces lignes sont proches les unes des autres, meilleures sont les performances de l'objectif lorsqu'il est utilisé grand ouvert. Les meilleures lentilles auront les lignes noires et bleues rapprochées.

- d’une manière générale, une lentille dont les lignes épaisses (10 LP / mm) sont supérieures à 0,8 sur la carte doit être considérée comme offrant une excellente qualité d’image. Au-dessus de 0,6 est considéré comme "satisfaisant". En dessous de 0,6, c'est bien en dessous.

Zeiss a un très bon article sur la lecture des diagrammes MTF. Il est plutôt détaillé et exhaustif, mais si vous souhaitez bien comprendre en quoi une FTM représente la qualité d’une lentille (et dans quelle mesure elle peut être précise), la lecture est excellente.

Comment lire les courbes MTF

Une petite facette très intéressante de l'article décrit trois propriétés importantes de la MTF, qui conduisent à une conclusion intrigante sur la plage de contraste maximale d'un objectif d'appareil photo. J'ai trouvé cela intéressant non seulement dans le contexte de la compréhension du MTF de l'objectif, mais également en tant que facteur important dans l'argument de la plage dynamique du film de la caméra / du capteur.

Nous pouvons alors reconnaître trois propriétés importantes de la MTF dont nous devrions nous rappeler lors de la lecture des courbes de la MTF:

1. De petites différences dans les valeurs de MTF plus élevées sont particulièrement significatives aux niveaux de contraste d'objet élevés.
2. D'autre part, les faibles variations de valeurs tonales inférieures à un diaphragme ne nécessitent pas de valeurs de MTF élevées. Les différences supérieures à 70-80% sont alors peu pertinentes.
3. Avec des valeurs MTF très basses, le contraste de l'objet importe peu; le contraste de l'image est toujours faible.

C'est d'ailleurs pour cette raison que les fiches techniques des films ont également toujours permis de résoudre le faible contraste de 1: 1.6. Les valeurs de résolution pour le contraste de 1: 1000 ne peuvent être mesurées que par exposition au contact. Pour les structures les plus fines (très hautes fréquences spatiales), aucun objectif au monde n'est capable de produire un contraste de dix diaphragmes. L'estimation de la quantité d'informations d'images de film basée sur cette valeur de résolution supérieure est donc trop optimiste.

Vous trouverez une autre excellente ressource sur la lecture des graphiques MTF dans les dernières parties du livre de Canon "Lens Works". La partie " Terminologie optique et caractéristiques MTF " fournit un EXCELLENT aperçu des types d'objectifs et de leurs capacités, ainsi qu'un aperçu visuel magnifique des diagrammes MTF de nombreux objectifs Canon.

Que signifient les différentes lignes? Quels sont les axes?

La source que nous citons tous sur la façon de lire un graphique MTF est l'article de Michael Reichmann dans Luminous Landscape . La plupart des informations suivantes sont extraites de cet article.

Cependant, gardez à l'esprit que ces conventions particulières s'appliquent uniquement aux cartes Canon MTF. D'autres fabricants d'objectifs peuvent avoir différentes façons de dénoter ces éléments et peuvent ne pas afficher toutes les mêmes informations. Et comme le dit Reichmann dans cet article:

... sachez qu'un diagramme MTF ne nous dit pas tout ce qu'il y a à savoir sur un objectif. Les variables importantes telles que le vignettage, les distorsions linéaires de diverses sortes et la résistance à la fusée éclairante font partie des choses non mesurées.

Sur une fonction de transfert de modulation, l'axe horizontal désigne la distance entre le centre de l'objectif et le point zéro à gauche représente les performances de l'objectif au centre, et la distance à droite indiquant les performances en angle. Notez également que de cette manière, vous pouvez voir la différence de performance des angles entre une utilisation sur une culture et sur un capteur plein cadre.

L'axe vertical indique la quantité de contraste , sur une échelle de 0 à 1 (c'est-à-dire que vous pouvez la considérer comme une échelle de 0% à 100). Ainsi, air, par exemple, vous donnerait une ligne droite horizontale à 1. Plus la ligne est droite et proche du sommet du diagramme, meilleure est la performance globale.

Les lignes noires indiquent une performance grande ouverte . Les lignes bleues indiquent que les performances ont été arrêtées à f / 8 (je pense que Nikon ne se donne pas la peine de montrer cela sur leurs MTF).

Les lignes épaisses sont des mesures prises à 10 lignes par millimètre (basse résolution) . Plus le graphique est haut, meilleur est le contraste de l'objectif.

Les minces à 30 lignes par millimètre (haute résolution) . Plus le graphique est haut, meilleure est la netteté perçue de l'objectif.

Les lignes continues sont méridionales (c’est-à-dire que les lignes de la mire test sont inclinées à 45 ° de haut en gauche à bas à droite). Et les lignes pointillées sont sagittales (les lignes sont inclinées du haut à droite au bas à gauche). Ils évaluent l'astigmatisme et la courbure du champ, et plus ces deux lignes sont proches l'une de l'autre, plus le bokeh aura tendance à être lisse.

Voir également:

• Article du centre de formation de Canon USA sur les tableaux MTF .
• Article de Photographylife sur la lecture des MTF , avec un exemple Nikon.
• L'article PDF de Zeiss intitulé "Comment lire les courbes MTF" décrit en détail le transfert de modulation.

Aucune des réponses existantes ne mentionne d’importance critique, c’est que les diagrammes MTF fournis par les fabricants ne sont pas des mesures d’objectifs réels. Ce sont plutôt les limites théoriques d'un exemple parfaitement exécuté du design de la lentille.

La physique de la lumière visible elle-même et la façon dont différentes longueurs d’onde sont réfractées différemment par les mêmes éléments de lentille sont ce qui conduit à des diagrammes MTF moins que parfaits, et non aux imperfections d’un processus de fabrication.

Les objectifs réels ne fonctionneront pas aussi bien que les diagrammes MTF théoriques publiés par les fabricants.