Stejně tak jako neexistuje dokonalý objektiv, neexistuje ani dokonalý test, jak určit jeho kvalitu. Důvodem je fakt, že rozsah světelných podmínek, ve kterých fotografujeme je prostě příliš široký. Přesto lze pro přesně definované světelné situace kvalitně technicky otestovat rozlišovací schopnost objektivu, vinětaci nebo správné vycentrování. Článek je s obrázky a bez matematických vzorců, abychom neodradili technicky méně zaměřené čtenáře.
Z článku Jak je to s vadami objektivů víme, že neexistuje dokonalý objektiv, který ze 100% přenese obraz na světlocitlivou vrstvu filmu nebo na CCD čidlo. Otázkou kvality objektivu se zabývá prakticky každý fotograf, ať už jde o profesionála nebo začínajícího fotoamatéra. Objektivní testování objektivů je technicky náročné a vyžaduje nákladné aparatury (optická stolice) pokud chceme, aby výsledky byly přesné a navzájem porovnatelné. Testy se provádějí za přesně definovaných světelných podmínek, kde světelný zdroj má definované barevné spektrum a je dokonale rozptýlen. Při praktickém fotografování se setkáváme s neporovnatelně složitějšími světelnými podmínkami. Světelné zdroje, ať je to Slunce nebo umělé zdroje světla, mají nejrůznější barevná složení. Jsou často bodového charakteru (Slunce) a nacházejí se vůči objektivu v různých polohách – snímáme v protisvětle, bočním světle atd. Proto jednostranně zaměřené technické testy objektivů nemohou říci vše o celkové kvalitě.
Co jsou MTF křivky?
MTF je zkratka pro Modulation Transfer Function (funkce přenosu modulace). Název zní vědecky. Jedná se však o nejběžnější a všeobecně uznávanou metodu měření kvality zobrazení optických systémů. Je to metoda obecná, kterou můžeme použít nejenom pro objektivy, ale i pro hodnocení filmů nebo skenerů. Při měření MTF funkce se posuzuje reprodukce kontrastu předlohy na záznamu v porovnání se samotnou předlohou v závislosti na prostorové frekvenci testovacího obrazce na předloze. V literatuře i na Internetu lze najít různé tabulky, které je třeba nejprve kvalitně vytisknout a pak je můžete použít k měření. Testovací obrazec je vždy čárový rastr tvožený sledem černých čar oddělených stejně širokými bílými mezerami. Jednotlivé rastry na testovacím obrazci se liší počtem dvojic čára-mezera na jeden milimetr. Počet dvojic čára – mezera se nazývá prostorová frekvence. Testovací obrazec má ostré rozhraní černá – bílá. Ideální je natisknout ho na průsvitnou fólii. Ta se pak při měření nasvítí zezadu bílým, dokonale rozptýleným světlem (pobobně jako písmenka při zkoušení vašich očí u očního lékaře). Intenzita světla mezi černou čarou a mezerou se nebude měnit skokem z nuly na 100%, ale plynule. Příčinou je ohyb světla, které má charakter elektromagnetického vlnění. Rozdíl maximální a minimální hodnoty intenzity světla se nazývá modulace, což je vlastně jiný výraz pro kontrast. MTF by se tedy také mohla nazývat jako funkce přenosu kontrastu. Závislost intenzity světla prosvěcujícího dva čarové obrazce s různou prostorovou frekvencí je schématicky znázorněna na následujícím obrázku.
 |
 |
Testovací obrazec se umísťu-je rovnoběžně s obrazovou rovinou filmu v přesně definované vzdálenosti. Optická osa objektivu prochází středem obrazce. Kvalita zobrazení se hodnotí v ose objektivu a v několika dalších bodech vzdálených od optické osy. Měří se v mm po úhlopříčce obrazového pole. Čarové obrazce se záměrně umísťují vůči úhlopříčce obrazového pole tangenciálně a sagiálně, jak je ukázáno na následujících obrázcích. Důvodem je, že přenos kontrastu závisí i na poloze jejich umístění.
Jak poznat z MTF křivek, který objektiv je lepší?
Hodnoty na nejnižší frekvenci jsou vhodné pro hodnocení přenosu kontrastu objektivu. Vyšší frekvence ukazují, jak objektiv dokáže rozlišit jemné struktury. Křivky se měří při různých nastavení clony objektivu. Obvyklé je měření při minimální hodnotě clonového čísla, což je obvykle pro objektiv zkouška pravdy. Měří se i ve zlatém okně, t.j. dvě až tři clonová čísla nad minimální clonou, kde mívá objektiv nejkvalitnější zobrazení. Objektiv dobrých optických vlastností se vyznačuje rovnoměrným průběhem křivek ve vysokých hodnotách MTF bez velkých propadů (obr.3). Klesající křivky se strmým pádem ve větší vzdálenosti od optické osy jsou charakteristické pro méně kvalitní objektivy (Obr.4).
 |
 |
Zelená čára odpovídá frekvenci 40 čar/mm, žlutá 20 čar/mm, fialová 10 čar/mm, modrá 5 čar/mm. Porovnejte obrázky 3 a 4. Vidíte, že objektiv vykazuje při clonovém čísle 8 lepší kresbu než při clonovém čísle 2,8 (modrá a fialová čára jsou posazeny výše).
Hodnoty funkce MTF jsou závislé na poloze čarových obrazců vůči optické
ose. To je ukázáno na obrázku 5.
Čárkované čáry odpovídají vzorům umístěným tangenciálně a plné
čáry vzorům umístěným sagiálně.
Kromě více či méně dokonalého přenosu kontrastu a čarového rozlišení
vykazují objektivy v praxi další nedokonalosti v přenášení světelného
obrazu.
Vinětace
Vinětace objektivu je úbytek světla od středu obrazového pole směrem k jeho okrajům. Je to způsobeno faktem, že šikmo dopadající paprsky jsou při průchodu optickou soustavou objektivu pohlcovány více než paprky rovnoběžné s osou objektivu. Tento jev lze částečně omezit konstrukcí objektivu. Největší úbytek světla směrem k okrajům obrazu vykazují obvykle širokoúhlé objektivy, které mají nejširší zorný úhel a přijímají světlo s největšími úhly vůči optické ose. Různé hodnoty vinětace jsou znázorněny na následujícím obrázku. Vinětaci lze ovlivnit nastavením clony objektivu. S rostoucí hodnotou clonového čísla t.j. se zmenšením clonového otvoru se vinětace zmenšuje. Při nejmenších otvorech clony nastává naopak problém s difrakcí (ohybem světla při průchodu malým otvorem). To vede k částečnému snížení přenosu kontrastu a rozlišení jemných linií.
Fotografie dromedára v Maroku ukazuje ztmavení v rozích, což je způsobenou vinětací objektivu. Snímek byl fotografován levným kompaktem koupeným za 800 Kč.
Zkreslování linií
Podle tvaru zkreslení přímkových linií rozlišujeme zkreslení soudkovité, poduškovité, vlnovité atd. Toto zkreslení, které je dáno konstrukcí optické soustavy, nelze odstranit přicloněním objektivu. Vyjadřuje se v procentech odchýlení od přímkové linie v obrazové výšce 18 mm měřené po úhlopříčce od středu obrazu. Čím větší procentická odchylka, tím větší zkreslení.
 |
 |
Špatné vycentrování objektivu
Z části věnované MTF křivkám víme, že směrem k okrajům obrazu obvykle dochází k zhoršení přenosu kontrastu a rozlišení. Toto může vykazovat i nepravidelné odchylky, které nemají nic společného s jinak kvalitní optickou konstrukcí objektivu. Většinou to bývá způsobeno odchylkami ve výrobě. Jako příklad lze uvést nepřesnosti při výbrusu čoček nebo v jejich uložení do pouzdra objektivu. Jisté je to, že jednotlivé objektivy jinak zcela stejné, se liší právě díky výrobním tolerancím. Některé optické konstrukce jsou na nepřesnosti mnohem citlivější než jiné. Žádný výrobce vám nedá informace o svých výrobních tolerancích a nebude vám vyprávět o problémech ve výrobě. Bohužel ani neexistují spotřebitelské statistiky podobné těm, které informují o poruchovosti automobilů. Bylo by určitě zajímavé vzít 20 stejných objektivů od jednoho výrobce, vypočítat statistický rozptyl např. ve zvolených bodech MTF křivky a tyto hodnoty srovnat se stejným objektivem od jiného výrobce. Různá vycentrování znázorňuje následující obrázek.
