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subject 렌즈 성능 지표중 하나인 MTF에 대하여
writer 이종진 (ip:)
  • date 2019-10-25 11:46:42
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   라이카 렌즈에는 렌즈의 성능과 제원을 보여주는 Technical Data 제공됩니다.

 Technical Data에는 크기와 무게, 필터 구경, 최소 초점거리와 같은 기초적인 제원뿐만 아니라

렌즈가 보여주는 화질에 관련된 정보를 MTF, 왜곡, 비네팅으로 제공합니다.

라이카 뿐만 아니라 다른 여러 렌즈 제조사들에서도 렌즈의 성능을 MTF 차트로 나타내고 있습니다.

이 글에서는 MTF차트의 의미와 보는 방법을 알려드리겠습니다.

  

1.           MTF인가?

 


그림 1. Summaron-M 28/5.6 MTF

 

 

MTF차트의 가로축은 중앙에서부터 센서의 가장자리까지의 거리를 나타내고, 세로축은 실선과 점선들의 콘트라스트를 나타냅니다.

실선과 점선을 위에서부터 1mm 5, 10, 20, 40개의 선을 그은것으로 단위를 나누어 놓았습니다.


본래 이 그래프는 비점수차의 정도가 이미지 전체적으로 얼마나 나타나는지 한눈에 볼수 있는 방법입니다. 

 

 

 

 


렌즈를 통과하는 빛의 방향에 따라 발생하는 비점수차

 

 

 비점 수차란 광축 외의 피사체에서 나오는 빛이 촬상면에 도달할때, 중앙에서 바깥쪽 방향으로 통과하는 (방사형 방향) 

해당 방향의 직각으로 통과하는(동심원 방향) 서로 초점이 다르게 맞아서 생기는 현상입니다. 


아래 'MTF를 측정하기 위한 샘플 이미지'를 보시면 중앙으로부터 주변부까지의 방향으로 평행한 방향의 선과 직각방향의 선,

두가지를 거리별로 나열한것을 보실 수 있습니다. 이 두가지 종류의 선들을 찍었을때 변화하는 콘트라스트의 양을 각각 실선과 점선으로 나타내어 MTF차트에 기록하게 됩니다.


실선과 점선의 높낮이가 서로 다른 방향의 콘트라스트 성능을 나타내게 되며, 선들이  세로축의 100% 가까이 있을 수록 1mm 선들이 검정과 흰색으로 온전히 구분되는 것입니다.

실선과 점선이 각각 무엇을 의미하는지 아래 콘트라스트 란에서 예시를 들어보았습니다.





2.          MTF 파악하는 콘트라스트

 


MTF 측정하기 위한 샘플 이미지

 


 사진은 35mm 필름 기준, 중앙 0mm 부터 주변부 21mm까지 1mm 몇개의 선을 구분할  있는지, 대비가 어떻게 변하는지를  파악하기 위하여 찍을 샘플이미지입니다. 

점선과 실선의 높낮이에 따라 콘트라스트가 어떻게 변하는지 설명드리기 위하여 아래 3가지 MTF와 예시를 준비했습니다.



 


MTF 각 선의 높낮이에 따라 콘트라스트가 달라지는것에 방향이 연관이 있음 예시



좌측의 그림은 렌즈의 성능이 아주 좋은 예 입니다. 센서에서 20mm정도 거리가 되면 모서리 끝부분입니다만, MTF상으로는 중앙과 주변부 모두 선들이 명확이 구분될것입니다. 중앙의 그림은 대부분의 라이카 렌즈가 보여주는 MTF 형태입니다. 점선이 실선아래에 위치하는 이 그림은 우측의 그림과 비교해 보면, 콘트라스트의 차이가 방향성이 있음을 보실 수 있습니다.


 



3.          MTF 파악하는 해상도

 


1mm 5개의 선부터 40개의 선까지 그림


 



실제 촬영 샘플(Leica M10)  5, 10, 20, 40 지점 크롭 (:주변부, :중앙부)



MTF 4종류의 지표로 나뉘어집니다. 40line/mm 제일 선의 구분이 세밀합니다. 차트의 대비가 나빠도 선이 구분된다면 해상도는 좋다고   있는데요. 일반적으로 MTF에서 가장 아래쪽에 해당하는 40line/mm 높으면 해상도 또한 좋다고 보게 됩니다.

하지만 최근에는 렌즈와 이미지센서의 기술이 발달하면서, MTF 해상도를 판단하기가 어려워졌습니다.

1mm 40개의 선의 선폭은 25um입니다.  선들을 구분하기 위해 가져야할 최소의 간격은 12.5um로서 이것을 화소로 환산하면 35mm 풀프레임기준으로  553만화소 입니다. 최근 디지털 카메라의 대부분은 2400만화소로서  화소당 간격이 6um, 컬러 카메라가 갖고있는 베이어패턴을 감안하더라도 2200만화소만 넘으면 1mm 40개의 선을 구분해내기에 충분합니다. 따라서 제조사가 제공하는 MTF차트로는 렌즈의 콘트라스트 성능을   있으나, 차트의 선이 완전히 0%으로 떨어지지 않는한 고화소 카메라에서 해상력의 성능을 판단하기 어려워 졌습니다.



지금까지 MTF의 의미와, 어떻게 보면 될지를 설명드렸습니다. 단순하게 선이 높으면 좋고 낮으면 나쁘다는것으로 볼 수 도 있지만, MTF차트는 흑백의 구분만을 보기때문에, 색분산이 일어나는 다른수차들에 의해서도 콘트라스트가 떨어지는것 처럼 보이는점을 감안하고 보아야 합니다. 지금까지 M10으로 테스트 해온 라이카 렌즈들은 대부분 24M화소의 해상력을 충분히 받쳐주는 모습을 보여줬습니다. 추후 더 고해상도의 바디가 출시가 기대됩니다.



읽어주셔서 감사합니다. 더 유익하고 좋은 글과 사진으로 찾아뵙겠습니다.


 

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