鏡頭解析度（解像力）參數應該怎麼看？ - GetIt01

一個對應鏡頭解像力，一個對應像素顆粒的尺寸？ 貌似是用這種東西來測試：. 但是，我發現很多地方描述的時候很不統一，例如：. 標籤：光學光學鏡頭機器視覺計算機視覺鏡頭 鏡頭解析度（解像力）參數應該怎麼看？ 12-26 目前工業領域很多還是什麼百萬高清、兩百萬高清、五百萬高清鏡頭，鏡頭的解像力有時候是不夠用的，那麼就經常需要鏡頭和相機的解析度能夠匹配。

所以我才想到諮詢這個問題。

目前我所知道的，鏡頭解析度的單位是線對/毫米，單位lp/mm，即1毫米以內可以分辨的黑白線對的對數。

還有物方解析度和像方解析度有什麼區別？一個對應鏡頭解像力，一個對應像素顆粒的尺寸？ 貌似是用這種東西來測試： 但是，我發現很多地方描述的時候很不統一，例如： 例1：29002960，為什麼會有兩個數據？為什麼數據這麼大？一毫米能分辨2900線對，你逗我？ X100S:29002960D800E:30403190D7100:30003020J3:26102780X20:17501900 DP3M:30003600來源：只為更清晰7款無低通濾鏡相機跨級亂戰 例2：這裡是定義里的lp/mm的單位。

例3：這個CTF@50lp/mm的值&>30%，&>40%又是什麼意思？ 例4：鏡頭的參數裡面同時有最大分辨能力（30.5um）和lp/mm，這是怎麼回事？這兩個參數是否存在關係？MTF我知道，MTF30又是什麼鬼？跟例3的CTF有什麼區別呢？ 對了，我還知道一個圖，也貼上來（無視圖中的紅字筆記，那是我寫的，可能有錯）： 總結一下問題：1、物方解析度和像方解析度有什麼區別？一個對應鏡頭解像力，一個對應像素顆粒的尺寸？2、上面4個例子對鏡頭解像力的描述的不同是咋回事，怎麼看？3、最後，既然鏡頭解像力的單位是lp/mm。

而我又聽說，通常來說，工藝水平一樣的情況下，鏡頭直徑越大，支持的像素數可以做得越大。

我想問的是，如果已知鏡頭的lp/mm值，以及有效的鏡片成像部分的寬高，並且感測器靶面一定，能否計算出它能支持多大的相機像素值？謝謝大家！ 真是會動腦的好孩子。

不過我要聲明一下，我是搞翻譯的，不是搞光學的~錯漏在所難免，這也沒辦法咯…-----------------問題1--------------------1、物方解析度（ObjectSpaceResolution）是根據感光元件和匹配鏡頭的參數倒推出來的，用於描述這一套光學設備所能分辨的，位於被攝物體上的，細節極限。

比如一台帶A型鏡頭的甲設備（使用α型號ccd），其物方解析度是25μm，那就是說，這台設備拍攝工作距離上（以此確定某一個放大率）的一個標樣，在理想條件下，能將被攝物上間隔25μm或者更大距離的兩個點，判讀為兩個點。

但是間距24μm或者更小的點，就只能判讀成一個點了。

而像方解析度就是我們一般攝影中討論的解析度，即你提到的lp/mm（對線每毫米），也有其他表示方式，就是你看到的上千的數據，即LW/PH（LineWidthsperPictureHeight，線寬每圖像高），這兩個是可以換算的。

-----------------問題2--------------------1、你這是lw/ph，不是lp/mm。

當然，lp/mm達到2000的也有，比如nikkor工業鏡頭，但這只是數據驚人，概念上沒問題。

和我們討論的問題無關。

lw/ph的定義剛才也說了，是線寬每圖像高，即給定圖像大小中，你能填進去多少根線。

給定的一個10x20mm的畫幅，如果你縱向能填進去1000根線（且能夠區分），橫向能填進去2000根線，那麼兩個可分辨的像點間距就是10mm/1000=10μm而此時對這個給定的畫面，其lw/ph（縱）=1000lw/ph，lw/ph（橫）=2000lw/ph。

此時lp/mm就好計算了，10mm上1000條線，即500對線分布在10mm上，所以每mm分布50對線，所以就是50lp/mm。

比如nikon的J系列，雖然感光元件小，但像素密度高，所以它在較小面積上也能塞入很多的【可分辨】的線，因此它的lw/ph並不低。

同樣的，對於中畫幅數碼後背而言，為什麼能破表，因為它雖然像素密度低，但總成像面積大啊！所以在較大面積上具有更多條線，輕鬆突破4000lw/ph。

你要把8x10的大畫幅拿過來，lw/ph能破萬。

lw/ph是看成像面積上的線條總數的，不是看單位密度。

但——由於135器材的成像面積大體相當，所以才被拿來直接比較。

【lw/ph是要基於給定底片尺寸的，一定要記住】 但由於lw/ph在不同方向上不能保證線條數目一樣多，抑或橫豎的線密度不同，所以測試要分縱向和橫向，這就是為什麼你會看到兩個數據，ISO12333標版上本身就有橫豎兩個測試線的。

2、例2裡面lp/mm的概念不解釋了。

你搞清楚lp/mm和lw/ph的關係，就能算出像素密度，知道像素密度，就知道單位面積上能放多少像素，就能求出給定面積的總像素上限(5MP就是這麼來的)。

或者根據要求的像素數，來計算感光元件的面積。

3、CTF即ContrastTransferFunction，和MTF不是一回事。

CTF測試使用黑白棋盤格，而MTF使用黑白條帶（實際上這麼描述不是很準確，但姑且你這麼理解好了），因此CTF所表達的僅是黑白間的對比度，不直接與解析度相關。

各有各的用途，對鏡頭這種大家以「銳度」衡量的東西，廠商傾向於使用MTF來「告訴」消費者優劣。

所以我們先討論MTF的百分比好了…MTF你可以理解為在多大程度上還原了黑白條帶的對比度，是100%，還是0%，還是部分？ 這圖的意思很明顯了，即經過鏡頭的「傳遞」之後，原本黑-白之間100%的對比度，現在最高只有90%了，所以對於【這一密度（給定lp/mm）】的條帶，對於給定的鏡頭，其MTF只有90% 而當條帶密度增加（lp/mm變大）的時候，對比度最高和最低（那條虛線）現在只有20%（還沒有到底，另一個峰的干擾就來了），所以就認為MTF只有20%（source：OpticsResolutionAppliedtoMachineVision）所以MTF是一個根據給定的lp/mm會變化的值。

因此討論MTF要在給定的lp/mm下，對攝影鏡頭而言，默認一般是10,20和40lp/mm（如果兩條線就是20和40，如下圖），這是約定俗成，所以有時候不會特意寫出來。

50lp/mm時MTF&>30%，即對於50lp/mm的黑白條帶，其MTF都能在30%以上。

你常見的是給定lp/mm，然後看MTF偏離軸線距離變化的圖，這樣的（虛線和實線你懂的，S方向和T方向）： 這當然看不出來&>30%是個毛線啊…你需要看的，是這種圖（給定鏡頭的MTF隨空間頻率變化關係圖,difrraction-limit的兩條線你先別管）： 廠家一般不會貼這種圖出來，所以你如果盯著上面一張圖，自然是理解不了這個&>30%是啥意思。

但你現在應該能明白了吧？你看黑色的粗點線（F/2），我們就可以說60lp/mm&>30%，或者40lp/mm&>50%同理，CTF是根據給定的格子密度變化的值。

由於格子是正方形，所以也可以用lp/mm來描述密度。

因此&>30%，就是在50lp/mm密度的黑白格子測試中，對比度都保持在30%以上。

4、30.5μm和lp/mm的關係，請參考問題2的第1點回答。

我裡面計算了一個10μm的例子。

這裡同樣，考慮到0.22x的放大率，所以30.5μm的（物方解析度）投影到底片上的最小可分辨點距就是 30.5x0.22=6.7μm因此1mm上可以排列1mm/6.7μm≈150lines，150條線即75對線，所以是75lp/mm。

至於MTF30，是MTF30%的意思，此時所對應的解析度應該不小於80lp/mm（看上面的《給定鏡頭的MTF隨空間頻率變化關係圖》，把縱-橫坐標交換一下）。

這麼寫的意義在於，假定後端數字處理設備最低能識別30%的對比度，所以在這種「可識別的極限」條件下，解析度能達到這麼高。

可能你要問了，80lp/mm不是比75lp/mm要大么？是的，如果後端設備最低能識別10%的對比度，我還能寫MTF10&>100lp/mm咧，或者MTF2&>200lp/mm咧。

這一般是沒啥意義的。

對線是否能分辨的判定，具體是要多大的反差，ISO里有規範的，我實在不記得了。

換句話說，如果直接告訴你這鏡頭的解析度是100lp/mm，那一定也有一個潛在MTF的？%在那裡。

-----------------問題3-----------------我覺得在前面都回答過了。

如果已知鏡頭的lp/mm值，以及有效的鏡片成像部分的寬高（應該是成像圈大小），並且感測器靶面一定，能否計算出它能支持多大的相機像素值？ 是的，可以。

100lp/mm的鏡頭，cmos面積36x24mm，最大理論值就是7200x4800 很少有物方解析度和像方解析度這一說。

鏡頭的解析度主要體現在鏡頭解析力上，鏡頭成像的結果的可以認為是一個二維的模擬信號，這個過程對於成像場景來說當然是低質的，因為實際場景的解析力可以認為是無限的（取決於研究的問題及對象的尺度），但是相機不可能做到這麼高。

一是因為複雜的光學透鏡組存在各種畸變（球差、慧差等等），二是當光線的波長和障礙物的尺寸相當的情況下，會發生物理學上所說的衍射現象，因此只要是鏡頭解析力總是有限的，為了衡量各個鏡頭的差異當然就需要有些標準來度量鏡頭的解析能力，當然這個標準可以從很多方面來看，比如常用的線對（lp/mm），當然可以從頻譜上來看，就是調製傳輸函數（MTF），還可以從物理光學上的瑞利判據進行解釋。

如果你不作數字化處理的話（比如早期的鹵銀鹽感光攝影，所以你也能理解為啥很少所早期的相片刷出來是沒有像素的，只有一個尺寸），就是上面的解析力。

但現代數字化相機經過鏡頭之後就是很複雜的一套DSP處理流程，因此前面經過光學鏡頭解析的影像會再一次經過採樣和量化的處理（當然，實際上這個過程要複雜很多，這裡不細說），因此經過鏡頭解析的影像質量會再一次收到損傷，這才是用戶能看到的影像。

而且CCD的採樣和量化一般都是要匹配的，所以你就能明白為什麼市面上很多廠商宣稱自己相機的解析度達到1000w，但是拍攝的質量要遠低於iPhone800w的成像質量。

所以綜合來說，數字相機的照片的解析能力，拋開鏡頭或者CCD單元任何一個都是耍流氓。

以上寫得比較亂，可能有出入，有時間再來修正。

拆分問題慢慢答"例1：29002960，為什麼會有兩個數據？為什麼數據這麼大？一毫米能分辨2900線對，你逗我？" 兩個數據一個是M像一個是S像，程序模擬成像系統對線偏振垂直的光的分辨能力。

2900的解像能力沒什麼，普通卡片機的中心成像能力可以達到。

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