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Qué es y qué nos aporta la MTF?

Hoy en día parece que la resolución se ha convertido en uno de los parámetros más importantes a la hora de elegir nuestra cámara digital. Seguro que muchos habéis oído hablar de la MTF.

La MTF (Modulation Transfer Function) o Función de Transferencia de la Modulación, no es más que una herramienta matemática que permite medir la resolución de una cámara. Se basa en la capacidad de resolver o diferenciar líneas a una determinada frecuencia espacial.

Para entender de manera simplificada el concepto de frecuencia espacial, pensemos que las frecuencias espaciales bajas equivalen a repeticiones muy separadas en el espacio (por ejemplo líneas muy separadas) y que las frecuencias altas equivalen a repeticiones más comprimidas (líneas muy juntas). También debemos considerar que existe un límite superior a partir del cual ya no se pueden distinguir más detalles, denominado Frecuencia de Nyquist.

lineas

Fig.1 Conjunto de líneas con variación senoidal
Contraste desde 100 a 2%.
La MTF que mejor se corresponde con la percepción de
resolución ( sharpness) es la del 50% (MTF50).

Pero no es el propósito de este artículo el entrar en tecnicismos, sino todo lo contrario: intentar aclarar, de manera coloquial, para qué sirve esto de la MTF:

El método más clásico para comparar la resolución es el de hacerlo a simple vista. No obstante al comparar 2 fotografías llega un momento en que el ojo humano ya no puede 'discernir' mas detalle, incluso aunque que usemos una lupa.

Para poder comparar mejor mediante una herramienta matemática se toma un valor del detalle en un punto intermedio entre lo que puede discernir el ojo y el limite de la resolución, este valor corresponde aproximadamente con una caída del 50% de la MTF y por ello se le denomina usualmente MTF50.

Llegados a este punto, conviene aclarar que la resolución es un factor muy importante, pero es solo una parte de la Calidad de Imagen, está se determina también por otros factores como: El ruido, distintos tipos de aberraciones, el rango dinámico, etc...

Por tanto la Calidad de Imagen es compleja de medir, recordemos pues que la MTF pretende medir la RESOLUCIÓN y no la Calidad de Imagen. Lógicamente, cuanta más resolución tengamos, más contribuimos a una mejor Calidad de Imagen, de la misma forma lo hacemos cuanto menos ruido tengamos.

Vamos a comentar ahora algunos métodos para medir la MTF, como el programa Imatest y las gráficas ofrecidas por los fabricantes:

Imatest es un programa que entre otras medidas halla la MTF50 de una cámara, además aplica una máscara de enfoque para corregir las imágenes que salen de las cámaras cuyos cuerpos pueden tener distintos parámetros con más o menos “sharpening” y así poder comparar entre distintas cámaras de manera más igualada.

MTF Imatest

Fig.2 Resultados del programa Imatest.

 

En la fig. 2 observamos el resultado típico del programa Imatest. No es el propósito de este artículo el entrar a fondo en estos resultados, vamos a comentar rápidamente los principales datos:

La primera gráfica dibuja el perfil de los píxeles entre la transición negra y blanca de la figura que se observa en un recuadro, justo debajo de la Carta ISO que se usa para este test. La segunda es la gráfica propia de la MTF, donde se indica el valor de la MTF50.

Vemos que en ambas gráficas las medidas están duplicadas, el color negro se corresponde a la imagen tal cual sale de la cámara, el color rosa se corresponde a la imagen tras aplicar una máscara de enfoque, de la que hablaremos más adelante.

Una pregunta frecuente por los usuarios de este programa es: ¿Qué valor he de tomar en Cycles/Pixel o en LW/PH?
En principio para ver la Calidad del Objetivo nos deberíamos fijar SOLO en los Cycles/Pixel (CY/P), no obstante es imposible separar la resolución propia del objetivo de la resolución de la cámara.

El valor el LW/PH sirve para comparar entre distintas cámaras y está relacionado con los MP de la cámara (Exactamente MTF(LW/PH)=MTF(Cy/Píxel)*2*Altura Imagen (Pixeles)) y nos da una idea sobre hasta donde podemos ampliar, sin perder determinada resolución...

La pregunta ahora es: ¿Me sirve este programa para comparar objetivos?
Si, de hecho este es sin duda SU PUNTO MAS FUERTE, como los objetivos se montan en el mismo cuerpo para la medición, eliminamos los efectos del Sensor, pudiendo obtener la RESOLUCÍON del objetivo, en centro y bordes...
Como montamos los objetivos normalmente en un mismo cuerpo para su medida, aquí podemos leer en Cy/P o en LW/PH indiferentemente.

Otra duda usual viene dada por que valor se ha de tomar, el MTF50 o el MTF50 corregido: Debido a que las cámaras aplican más o menos máscara de enfoque en sus cuerpos, el MTF50 corregido intenta aplicar una máscara de enfoque óptima para así poder comparar entre cámaras en igualdad de condiciones.
Por tanto para comparar entre cámaras elegiremos el valor de la MTF50 corregido.

A este respecto he de matizar que el propio creador de la web de Imatest, reconoce que es imposible aplicar una máscara de enfoque óptima, ya que esta varía con las imágenes, por tanto tengamos en cuenta que para alcanzar este valor corregido es necesario post-procesar y 'acertar'.

Un problema con el uso que se le da a este programa es que se realiza una sola medición de la MTF50, cuando cada representación gráfica de MTF es válida para UN diafragma y UNA longitud focal. Para conocer bien una cámara habría que ver el gráfico de cada apertura en cada posición del zoom.

Otro método para hallar la MTF son las gráficas que proporcionan los fabricantes, por ejemplo observamos la siguiente gráfica obtenida de la página de Sigma:

graficas MTF

En este caso tenemos la MTF medida a dos frecuencias espaciales, la línea en rojo corresponde al contraste del objetivo (10 lp/mm) y la verde sería más propia de la resolución (40 lp/mm).

En el eje horizontal leemos en mm la distancia al centro del sensor, como vemos la MTF decae en los bordes, lo que era de esperar. Las líneas continuas o discontinuas son debidas al tipo de líneas usadas en el test (concéntricas o radiales).

En resumen, cuanto menos caída tengan las gráficas y cuanto más cercanas sean las líneas continuas y discontinuas mejor comportamiento tendrá el objetivo en cuestión.

El problema con estas gráficas es que cada fabricante realiza las pruebas “a su manera”, siendo imprescindible acudir a la documentación para poder interpretar las gráficas.

En resumen: el MTF, como científico, es la mejor medida que conozco para dar una idea sobre la resolución. En las comparaciones entre objetivos su fiabilidad es extremadamente alta, y en caso de comparaciones entre cámaras es la manera más fiable que tenemos de poder comparar.

Como fotógrafo, decir que estas medidas se realizan (o deberían para que tengan validez) en un laboratorio donde todos los parámetros están controlados. En la vida real esto no es así, ya que no controlamos las situaciones en que nos encontraremos. La palabra final a la hora de comprar una cámara la ha de tener al fin su propietario y no basarse solo en gráficas.

kilgore

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