MTF(Modulation Transfer Function) 챠트 분석

MTF 챠트는 렌즈의 성능을 가늠할 수 있는 보편적 수치 데이타를 그래프로 나타낸 것으로 시력을 측정하는 데도 사용된다고 합니다. 여기서 렌즈의 성능은 색재현은 배제되고 단순히 선예도(Sharpness, 흔히들 쨍하다고 느끼는)만을 고려합니다. 따라서 MTF 챠트는 해상도(Resolution) 과 콘트라스트(Constrast)의 그래프로 이루어져 있으며 각각의 데이타를 종합적으로 선예도를 판단하게 됩니다.

참고로 선예도 [(Sharpness) = 해상도(Resolution) + 정확도(Acutance)]라는 등식은 출처가 분명치 않고 증명이 되었는지 단지 추론인지 구글링을 통해서도 정확한 정보를 얻지 못했습니다.



일단 MTF 챠트는  "모든 그래프가 모두 위쪽으로 치우칠수록, 굴곡이 적고 실선과 점선이 교차가 적으며 예쁘게 움직이면 좋은 렌즈다."라고만 알고 있어도 될 것 같습니다. 그러다가 어느 날 문득 지적 허영심이 동할 때 저처럼 다시 구글링을 해서 찾아보면 될 일입니다. 

오랫동안 캐논의 표준 렌즈 24-70mm F2.8L의  MTF 챠트입니다. 신형 발매를 곧 앞두고 있지만 지금도 중고로 백만원이 훌쩍 넘는 대표적인 고급 L렌즈이며 많은 사람들에게 여전히 사랑받는 렌즈입니다. 사실 최근까지 이 렌즈를 제외하면 딱히 대안이 없기도 했지만, 신형의 가격이 넘사벽이 가능성이 농후하기에 이 녀석의 인기는 한동안 꾸준할 것 같습니다. 그럼에도 주변부로 갈수록 성능은 급격히 떨어지는 모습을 보여주고 있습니다.

MTF 챠트는 무한대 초점에서 밀리미터 안에 10개 또는 30개의 선이 그어진 흑백의 시트를 촬영하여 10라인은 각각의 라인 경계의 콘트라스트를 30라인은 그 작은 선들이 얼마나 잘 구분이 되는지의 해상도를 판단하는 데 사용합니다. 결과 데이타는 실물과 차이가 없는 최상의 값을 1로 보고 얼마나 근접한 지의 수치로 나타냅니다.


그럼 챠트의 요소를 하나하나 살펴 봅시다.
특히 1번과 2번을 암기해야 챠트가 햇갈리지 않습니다.


1. 공간 주파주
lp/mm(line pair per milimeter)

10 lp/mm -> 밀리미터 안에 10개의 선 -> 콘트라스트 판단 -> 선이 굵음 -> 챠트에 굵은 선으로 표시
30 lp/mm -> 밀리미터 안에 30개의 선 -> 해상력 판단 -> 선이 얇음 -> 챠트에 얇은 선으로 표시

2. S & M

Segittal(중심 방향)을 촬영 -> 실선
Meridional(중심 방향과 직각)을 촬영 -> 점선

점선과 실선은 교차가 적고 같은 방향으로 움직여야 보케가 예쁘다고 합니다. 

3. X 축
촬상면의 중앙에서 모서리의 끝까지의 거리 (Full Frame 기준 0-20mm)
-> 크롭바디라면 대충 10까지를 참조하면 됩니다. 


4. Y축
1점 만점의 재현률로 실물과 똑같으면 1점입니다.

흔히 말하는 보편적인 기준은 다음과 같다.

굵은 콘트라스트선 : 0.8 < Good,  0.95 <Very Good
가는 해상력선 : 0.6 < Good, 0.8 < Very Good

5. 조리개 개방과 F8
테스트 데이타는 최대 개방 촬영과 F8로 촬영하며 색으로 구분합니다.
(대다수의 렌즈에서 F8 주변에서 가장 최고의 결과를 보여줍니다.)
위(캐논)에서는 최대 개방 데이타를 검정색, F8 로 촬영한 데이타는 하늘색으로 표시했습니다.

(캐논)검정색 선 : 조리개 최대 개방
(캐논)하늘색 선 : 조리개 F8

6. MTF 챠트 샘플

EF 24-70mm F2.8L
최대개방에서 가는 해상력 선이 중앙부에서 대략 0.75의 값이다.

EF-s 18-55 F/3.5-5.6 IS
캐논 크롭바디 전용 저가의 번들 렌즈로 X축 10mm까지 나와 있습니다.
위 렌즈와 비교했을 때 최대개방에서 가는 해상력선이 대략 0.65으로,
벤더에서 제공하는 이 챠트만 놓고 볼 때 번들 렌즈도 나쁘지 않음을 알 수 있습니다.

시그마 24-70mm F2.8 IF EX DG HSM
 
현재 필자가 사용하고 있는 렌즈의 MTF 챠트입니다.
위의 캐논 24-70보다 더 좋아 보입니다.


  

이번에 캐논이 발표한 신형 24-70의 MTF 차트입니다.
최대개방의 선예도가 대략 0.95 근처네요. 
MTF 그래프만 보면 성능은 Very Very Good 입니다.

7. 최종 정리 및 덧붙임

- MTF 챠트는 제조사에서 제공하는 경우가 대부분으로 맹신할 필요는 없습니다.
- 대다수 렌즈는 중앙에서 최고의 선예도를 보여주고 주변부로 갈 수록 성능이 떨어집니다.
- 심도를 고려하지 않는다면 F8로 주변에서 촬영하면 최적의 화질을 보장받을 수 있음을 보여줍니다.
- 흑백기준이므로 색 재현에 대한 정보와 기타 왜곡이나 수차에 대한 정보는 판단할 수 없습니다.
- 초점거리 무한대에서 시행되므로 다른 초점거리에의 선예도가 다를 수 있습니다.
- 번들 렌즈의 챠트도 무려 Good 입니다.

- 높은 점수를 받기 위해서는 고가의 비구면, 형석렌즈를 다수 써야하기에 가격이 비쌉니다.

[참고 자료]
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/understanding-series/understanding-mtf.shtml 
http://www.lensrentals.com/blog/2009/06/have-you-seen-my-acutance
http://www.slrclub.com/bbs/vx2.php?id=user_lecture&no=9022