Funkcja przenoszenia kontrastu, splot z funkcją rozmycia punktu, czytanie wykresów producentów i różnica między rozdzielczością a kontrastem.
Weź wzór z naprzemiennych czarnych i białych pasków o zadanym kontraście i sfotografuj go. Obraz będzie miał kontrast niższy niż wzór, bo obiektyw rozmywa każdy punkt. MTF jest po prostu stosunkiem jednego do drugiego, mierzonym dla pasków o różnej gęstości.
Z tej definicji wynika najważniejsze rozróżnienie, i to ono odpowiada na pytanie z Rozdziału 21. Rozdzielczość to częstotliwość, przy której MTF spada do zera — czyli miejsce, gdzie paski przestają być rozróżnialne w ogóle. Mikrokontrast to wartość MTF przy częstotliwościach pośrednich — czyli z jaką siłą paski są odwzorowane, zanim znikną.
Dwa obiektywy mogą mieć identyczną rozdzielczość i zupełnie różny mikrokontrast: jeden trzyma MTF wysoko i spada gwałtownie, drugi opada łagodnie od samego początku. Pierwszy czyta się jako „ostry i kontrastowy”, drugi jako „miękki, ale szczegółowy”. Jedna liczba nie opisuje obiektywu — opisuje go krzywa, i to jest cały powód istnienia wykresów MTF.
Warto też wiedzieć, skąd MTF się bierze formalnie, bo to porządkuje resztę. Obraz punktu nie jest punktem, tylko plamką — funkcją rozmycia punktu. Obraz dowolnej sceny jest splotem sceny z tą plamką. A splot w dziedzinie przestrzennej odpowiada mnożeniu w dziedzinie częstotliwości — i tym mnożnikiem jest właśnie MTF. Stąd wszystkie własności, które wypisujemy niżej.
Wykresy publikowane przez producentów nie pokazują MTF w funkcji częstotliwości. Pokazują ją w funkcji odległości od środka kadru, dla dwóch albo trzech ustalonych częstotliwości — bo interesuje nas, jak obiektyw wypada w rogach, a nie tylko na osi.
Częstotliwości niskie — zwykle 10 par linii na milimetr — opisują makrokontrast, czyli ogólną „siłę” obrazu. Wysokie, 30 albo 40, opisują drobny detal. Obiektyw z wysoką krzywą przy 10 i niską przy 40 wygląda kontrastowo i miękko naraz; odwrotny wygląda szczegółowo, ale płasko.
Krzywa sagitalna dotyczy struktur ułożonych promieniście względem środka kadru, tangencjalna — ułożonych w poprzek. Jeśli obie biegną razem, obiektyw jest wolny od astygmatyzmu z Rozdziału 12. Jeśli się rozchodzą, odległość między nimi jest wprost miarą tej wady — i to jest jedyna rzecz, którą z wykresu MTF da się odczytać jako konkretną aberrację.
Trzy zastrzeżenia, bez których wykres łatwo przecenić. Po pierwsze, bywa liczony, a nie mierzony — z projektu, a nie z egzemplarza. Po drugie, podaje się go zwykle przy pełnym otworze i przy ostrości na nieskończoność, czyli w jednym punkcie z wielu. Po trzecie, milczy o wszystkim, co nie jest kontrastem: o bokeh, o flarze, o kolorze i o przejściu do nieostrości. Mierzy jedną z czterech osi z Rozdziału 21, i to nie tę, która najczęściej decyduje o wyborze.
Żadna konstrukcja nie może przekroczyć granicy postawionej przez dyfrakcję z Rozdziału 10. Istnieje częstotliwość, przy której MTF spada do zera nawet dla obiektywu idealnego, i zależy ona wyłącznie od liczby przysłony:
f/2 1 / (0,00055 · 2) = 909 par/mm
f/8 1 / (0,00055 · 8) = 227 par/mm
f/22 1 / (0,00055 · 22) = 83 pary/mm
matryca 6 µm Nyquist = 1 / (2 · 0,006) = 83 pary/mm
Ostatnie dwa wiersze są równe i nie jest to zbieg okoliczności wart przeoczenia. Przy f/22 obiektyw doskonały przestaje przenosić dokładnie tam, gdzie kończy się zdolność matrycy o rozstawie sześciu mikrometrów. Powyżej tej przysłony matryca nie ma już czego rejestrować — cokolwiek by kosztowała. Ten sam wniosek postawiła tabela w Dodatku D od strony krążka Airy'ego; tu wychodzi od strony częstotliwości i zgadza się co do liczby.
Obiektyw pracujący blisko tej granicy nazywa się ograniczonym dyfrakcyjnie. Jest to komplement, ale komplement warunkowy: przy f/2 granica leży tak wysoko, że nikt jej nie dotyka, więc określenie to ma sens praktyczny dopiero od średnich przysłon w górę. Każdy obiektyw jest ograniczony dyfrakcyjnie przy f/22 — i dlatego wszystkie są tam jednakowo miękkie, jak stwierdzono w Rozdziale 6.
Ponieważ każdy element toru obrazowego wykonuje splot, a splot to mnożenie w dziedzinie częstotliwości, MTF całego łańcucha jest iloczynem MTF jego części.
Konsekwencja jest mniej intuicyjna, niż wygląda. Łańcuch nie jest tak dobry jak najsłabsze ogniwo — jest gorszy od niego. Obiektyw o MTF 0,8 na matrycy o MTF 0,8 daje 0,64, choć obie części osobno wyglądają przyzwoicie. Stąd bierze się rozczarowanie znane każdemu, kto dołożył bardzo dobry obiektyw do przeciętnej kamery: poprawa jest mniejsza, niż wynikałoby z różnicy między obiektywami.
Dla artysty CG ten sam wzór ma zastosowanie odwrotne i bardzo praktyczne. Render jest obrazem o MTF równym jedności na wszystkich częstotliwościach — idealnie ostrym, bo nie przeszedł przez żaden splot. Żeby usiadł w materiale, trzeba go przemnożyć przez to, przez co przeszedł plate: przez obiektyw, przez matrycę i przez filtr dolnoprzepustowy, jeśli był. To jest formalny opis tego, co w compie nazywa się „zmiękczeniem renderu do plate'u” — i wzór mówi wprost, że jest to operacja konieczna, a nie kosmetyczna.
Warto przy tym zmiękczać we właściwej kolejności i właściwym jądrem. Splot z jądrem odpowiadającym rzeczywistej funkcji rozmycia punktu daje poprawny wynik na wszystkich częstotliwościach naraz; rozmycie gaussowskie „na oko” obniża wysokie częstotliwości zbyt mocno, a średnie za słabo — i dlatego zmiękczony render bywa jednocześnie za miękki i wciąż odróżnialny od materiału.