Entendiendo los gráficos MTF.

La introducción de Michael Reichmann en su página Luminous Landscape acerca de los gráficos MTF es la siguiente

-¿Realmente necesito conocer este asunto?
-Realmente si, debes. Presta atención. Es importante.

La nitidez, de acuerdo con el Diccionario de la Real Academia es la cualidad de algo que se distingue bien, no confuso. Distinguir bien algo que percibimos con la vista dependerá de lo definidos que estén sus contornos y de la diferencia entre tonos. La expresión, también en inglés –sharpness-, tiene un significado a veces vago, y los gráficos MTF son una herramienta técnica para medir de manera objetiva la calidad de imagen que permite obtener una lente, y que describe una interacción compleja entre dos factores: contraste y resolución. La mejor manera de distinguir entre ambos es gráficamente.

Para el diseñador de lentes el contraste y la resolución entran en conflicto. Al aumentar uno se reduce el opuesto. Diferentes fabricantes tienen por tanto diferentes aproximaciones al problema. Históricamente, por ejemplo, Zeiss ha primado la resolución y Leica lo ha hecho con el contraste. El resultado en la imagen depende de estas decisiones de diseño.

Los test MTF se realizan tomando una imagen con una cámara de un patrón que incluye franjas de líneas blancas y negras al modo de un paso de cebra. Diferentes grupos de líneas se sitúan en el centro y los bordes de la imagen, y se analiza la imagen tomada respecto de la teórica con blancos y negros puros, y bordes perfectamente definidos. Las zonas del patrón con franjas del orden de 10 líneas por milímetro (lpm) sirven para evaluar el contraste, mientras los patrones de líneas más densas, sobre 30 lpm sirven para evaluar la resolución. Los grupos de líneas se disponen de forma paralela (sagital) o perpendicular (meridional) a una línea radial saliendo del centro de la imagen.

La matemática que hay detrás –Funciones de Transferencia de Modulación– para evaluar el resultado es compleja, pero no es indispensable conocerla para interpretar el resultado. Los gráficos representan en una escala proporcional, en tanto por uno o tanto por ciento, una medida relativa de la calidad óptica tanto en contraste como en resolución, y lo hacen desde el centro de la lente hacia los bordes. Una buena lente debería superar el 90% en contraste (a 10 lpm) y el 70% en resolución (a 30lpm). Los valores habitualmente decaen desde el centro de la imagen hacia los bordes, y esto es más apreciable en los angulares que en los teleobjetivos. En los gráficos pueden aparecer también los valores para la apertura máxima y para un valor óptimo.

El ejemplo de arriba corresponde al Canon 50mm f:1.4. Las líneas azules se refieren al contraste y están dadas para la apertura máxima y para f:8. Las líneas negras se refieren a la resolución a esas dos aperturas. Para todas ellas las líneas continuas o rayadas se refieren a medidas sobre franjas sagitales o meridionales.

Como ejemplo de comparación entre dos lentes, los gráficos finales corresponden a dos objetivos de Canon, el 400 f:5.6 y el zoom 100-400 f:4-5.6 (a la derecha) a igual distancia focal y apertura. Las diferencias no necesitan explicación. Fabricantes como Sigma, Canon y Nikon ofrecen regularmente los resultados MTF de sus lentes, y páginas como Photozone o Dpreview hacen sus propias pruebas, aunque en este caso suelen limitarse a los valores de resolución, y no de contraste.