MTF křivky: jak číst grafy, kterými výrobci měří ostrost

MTF křivky ukazují, kolik kontrastu objektiv přenese z předlohy do obrazu a jak se tato schopnost mění od středu snímku k rohům. Čím výš křivka leží a čím je plošší, tím lépe. Graf má na vodorovné ose vzdálenost od středu obrazu v milimetrech, na svislé přenesený kontrast od 0 do 1 a obvykle čtyři křivky: dvě pro hrubé a dvě pro jemné struktury, vždy ve dvou směrech.

Co funkce přenosu modulace vlastně měří

Zkratka MTF znamená Modulation Transfer Function, funkci přenosu modulace. Předlohou je mřížka střídajících se černých a bílých linek. Ideální objektiv by ji zobrazil se stejným kontrastem, skutečný ji vlivem vad a difrakce zešedí: černá zesvětlá, bílá ztmavne. Poměr kontrastu v obraze ke kontrastu předlohy je hodnota MTF. Jednička znamená bezztrátový přenos, nula jednolitou šeď, v níž linky zmizely.

Hustota mřížky se udává v párech linek na milimetr, lp/mm. Čím je mřížka jemnější, tím hůř ji objektiv přenáší, a proto se měří pro více hustot zároveň.

Kontrast a rozlišení: proč se kreslí 10 a 30 lp/mm

Japonští výrobci jako Canon, Nikon nebo Sigma kreslí křivky pro 10 a 30 lp/mm. Křivka pro 10 lp/mm popisuje hrubé struktury a vypovídá o celkovém kontrastu, tedy o tom, jak „pevně“ a plasticky bude obraz působit i v malé zvětšenině. Křivka pro 30 lp/mm popisuje jemné detaily a ukazuje rozlišení, které oceníte při velkém tisku nebo výřezu.

Obecně se hodnoty nad 0,8 při 10 lp/mm berou jako velmi dobré a nad 0,6 jako dobré. Podle mě je užitečnější dívat se na tvar než na absolutní výšku. Objektiv, jehož křivka drží rovně až k okraji, dá vyrovnaný snímek. Objektiv s vysokým středem a prudkým pádem za 15 mm bude vynikající na portrét a slabší na krajinu nebo architekturu, kde záleží na rozích.

Vodorovná osa: cesta od středu do rohu

Nula na vodorovné ose je střed obrazu. U plného formátu osa končí zhruba u 21,6 mm, což je polovina úhlopříčky, tedy samotný roh. Delší strana snímku končí u 18 mm a kratší u 12 mm, takže poslední úsek grafu se týká jen malých plošek v rozích.

Na to se vyplatí pamatovat, když plnoformátový objektiv nasadíte na APS-C. Snímač s crop faktorem 1,5 využije obrazové pole jen do vzdálenosti asi 14 mm od středu a vše napravo od této hodnoty můžete ignorovat. Jak se velikost snímače promítá do záběru, popisuje výklad o tom, co je ohnisko a obrazový úhel.

Sagitální a meridionální křivky a co prozradí jejich rozestup

Každá hustota se měří dvakrát. Sagitální křivka, kreslená obvykle plnou čarou, patří linkám, které míří od středu obrazu ven jako paprsky kola. Meridionální, někdy označovaná jako tangenciální a kreslená přerušovaně, patří linkám kolmým na tento směr, tedy uspořádaným jako soustředné kružnice.

Ve středu obrazu obě splývají. Pokud se směrem k okraji rozcházejí, objektiv tam ostří jinak v jednom směru než ve druhém, což je projev astigmatismu a příčné barevné vady. V praxi to znamená detaily rozmazané do stran a často i neklidné rozostření: čím těsněji jdou obě křivky vedle sebe, tím hladší bývá pozadí, o čemž víc říká článek o tom, co ovlivňuje bokeh.

Při výběru objektivu na noční oblohu nebo architekturu bych se díval právě na rozestup obou křivek v pravé třetině grafu dřív než na cokoli jiného. Hvězdy protažené do čárek v rozích nespraví žádné doostření.

Proč nelze srovnávat grafy různých výrobců

Grafy vypadají stejně, ale nevznikají stejně. Řada výrobců je počítá z návrhu optiky, takže ukazují teoretický objektiv bez výrobních tolerancí, a některé výpočty navíc nezahrnují difrakci. Sigma proto zveřejňuje dvě verze, geometrickou a difrakční, a ta druhá vychází znatelně níž. Zeiss a Leica naopak uvádějí hodnoty změřené na skutečných kusech a používají jiné hustoty, Zeiss 10, 20 a 40 lp/mm.

Liší se i clona. Někdo kreslí jen plnou světelnost, jiný přidává křivky pro f/8, a objektiv f/1,4 při otevřené cloně nelze poměřovat s objektivem f/4 při otevřené cloně, protože první pracuje v mnohem těžších podmínkách. Proč přivření kresbu nejdřív zlepší a pak zhorší, rozebírá text o tom, jak clona a difrakce ovlivňují ostrost. Graf konečně neříká nic o zkreslení, vinětaci, odolnosti proti protisvětlu ani o rozptylu mezi vyrobenými kusy.

Považuji proto MTF grafy za dobrý nástroj pro srovnání dvou objektivů jednoho výrobce a za slabý argument v debatě mezi značkami. Praktický postup je jednoduchý: otevřete si vedle sebe grafy obou zvažovaných skel od téže firmy, zakryjte část osy, kterou váš snímač nevyužije, a porovnejte tři věci v tomto pořadí – výšku křivky 30 lp/mm ve středu, bod, kde začíná klesat křivka 10 lp/mm, a rozestup plných a přerušovaných čar u okraje. Pokud se objektivy liší jen o pár setin, rozdíl na fotografiích neuvidíte a sám bych rozhodoval podle hmotnosti a světelnosti.

Zdroje

• Carl Zeiss AG, H. H. Nasse – How to Read MTF Curves, Part I a II (Camera Lens News, 2008–2009)
• ISO 12233 – Photography – Electronic still picture imaging – Resolution and spatial frequency responses
• Sigma Corporation – vysvětlení difrakčních a geometrických MTF grafů v dokumentaci objektivů
• Nikon Corporation – What is a Lens MTF Chart and How Do I Read It (Nikon Learn & Explore)
• Canon Inc. – EF Lens Work III: The Eyes of EOS (kapitola o čtení MTF charakteristik)