Objektiv, který zobrazuje jemné detaily, nemusí nutně produkovat snímek, který vypadá ostře, a objektiv, který vypadá ostře, nemusí nutně zobrazovat nejvíce detailů. Obě vlastnosti se měří odděleně a v prostoru mezi nimi se z velké části rozhoduje o charakteru černobílého zobrazení. Funkce modulového přenosu (MTF) je k jejich rozlišení nejužitečnějším nástrojem, protože neredukuje objektiv na jediné číslo. Popisuje, jak věrně objektiv přenáší kontrast v celém rozsahu velikostí detailů — ale objektiv je pouze jedním článkem celého řetězce, a správné čtení grafu znamená vědět, co jednotlivá frekvenční pásma dělají a co s nimi potom dělá film a oko.

Co křivka měří

MTF popisuje, kolik z kontrastu objektu přežije průchod objektivem na obrazovou rovinu, jako funkci prostorové frekvence. Kontrast je zde definován jako modulace: pro vzor světlých a tmavých pruhů se modulace rovná (Maximum − Minimum) / (Maximum + Minimum). Terč s dokonalými černobílými pruhy má modulaci 1,0; po průchodu objektivem jsou pruhy zobrazeny se sníženým rozdílem mezi světlem a tmou a poměr výstupní modulace k vstupní modulaci je hodnota MTF na dané frekvenci — číslo mezi 0 a 1, tedy 0 a 100 procent. Prostorová frekvence je udávána v párech čar na milimetr (lp/mm) v rovině filmu. Každá reálná křivka začíná blízko hodnoty 1,0 při velmi nízkých frekvencích a klesá s rostoucí frekvencí, protože jemnější detaily je stále obtížnější přenést.

Matematicky je MTF modul optické přenosové funkce, která je Fourierovou transformací funkce rozložení čáry (nebo bodu) — obrazu, který objektiv vytvoří z ideální přímky nebo bodu. Norma ISO 9334:2012, Optics and photonics — Optical transfer function — Definitions and mathematical relationships, kodifikuje tuto terminologii; ISO 9335 stanovuje postupy měření. Jedna výhrada zabraňuje křivce být čistě monotónním popisem: v praxi může křivka MTF klesnout na nulu a opět stoupnout. Jde o falešné rozlišení, kdy jsou struktury jemnější než průchod nulou reprodukovány s přehozenými černou a bílou. Publikované křivky to neukazují, ale záleží na tom všude tam, kde je objektiv rozostřený nebo se objekt pohybuje.

Čtení reálného grafu: Summicron-M 35 ASPH.

Vezměme vlastní datový list Leica pro Summicron-M 35 mm f/2 ASPH. — sedm čoček v pěti skupinách, jedenáct lamel clony, minimální clona f/16, optimální výkon při přiclonění na f/4. Leica zobrazuje svou MTF v bílém světle na čtyřech frekvencích: 5, 10, 20 a 40 lp/mm, plnou čarou pro sagitální (radiální) struktury a tečkovanou čarou pro tangenciální, vyhodnocené jak při plném otvoru clony, tak při f/5,6. Leica výslovně uvádí, že křivky na 5 a 10 lp/mm vyjadřují kontrast pro velké struktury objektu, zatímco 20 a 40 lp/mm zaznamenávají rozlišení jemnějších a nejjemnějších detailů.

Čtěte jej jako dvě otázky. Střed při 10 lp/mm říká, jak výrazný je přechod mezi tónovými plochami — zeď oproti svému stínu, tvář oproti obloze. U moderního návrhu, jako je tento, očekáváte, že bude vysoký, v pásmu 80–90 procent typickém pro současné objektivy, oproti pouhým 60–70 procentům u rychlých standardních objektivů ze šedesátých let. Vysoká hodnota se na výtisku projeví jako obraz s tělem: hluboké, čisté oddělení mezi velkými tónovými plochami. Okraj při 40 lp/mm říká, zda vazba tweedového saka nebo řasy v rohu záběru přežijí jako zřetelná textura, nebo se rozplynou v šedi. Tam, kde se sagitální a tangenciální čáry na okraji rozchází, má objektiv astigmatismus: světelný bod je roztažen do krátké přímky, radiálně nebo tangenciálně, takže hrany vedoucí jedním směrem zůstávají ostré, zatímco hrany na ně kolmé jsou rozmazané. V černobílé fotografii se to projevuje jako ztráta jemných detailů závislá na směru a nerovnoměrná textura rohů — výtisk vypadá ostrý na svislém zábradlí a měkký na vodorovných kursech cihlové zdi vedle něj.

Ostrost je strmost hrany, ne maximální rozlišení

Zdánlivá ostrost sleduje nízko-střední frekvence, nikoli nejvyšší rozlišitelnou čáru. Nasse v monografii Zeiss How to Read MTF Curves (prosinec 2008) vysvětluje mechanismus prostřednictvím profilu hrany. U velmi dobrého 35mm objektivu je přechod hrany z bílé na černou široký nejvýše asi 10 mikrometrů a tento strmý přechod je to, co oko čte jako ostrost. Horší objektiv rozkládá tentýž přechod na 30–50 mikrometrů; nakonec přece jen dosáhne hlubokého černého, takže jeho nízkofrekvenční MTF může zůstat vysoká, ale jeho vysokofrekvenční MTF se zhroutí a hrana vypadá měkce. Proto mohou dva objektivy s podobným maximálním rozlišením zobrazovat s naprosto odlišným charakterem.

Nasseho pravidla pro posuzování rozdílů z toho vyplývají. Malé rozdíly ve vyšších hodnotách MTF jsou nejdůležitější při vysokém kontrastu objektu; tónové variace menší než asi jedno clonové číslo (stop) vysokou MTF nepotřebují a rozdíly nad 70–80 procent jsou sotva relevantní; a tam, kde je MTF již velmi nízká, kontrast obrazu zůstane nízký bez ohledu na to, jak kontrastní je předmět. Závěr je takový, že honit se za posledními několika procenty na 40 lp/mm se málokdy vyplatí, zatímco hodnota na 10 lp/mm se uplatní téměř na každém záběru.

Lesk a mikrokontrast nejsou totéž

Slovo mikrokontrast je nejvíce zneužívaný výraz v řeči o objektivech a Nasse varuje, že dvě myšlenky, které se za ním skrývají, jsou neustále zaměňovány. Makro kontrast je lesk obrazu — celková svoboda od závoje. Řídí ho rozptýlené světlo: rozvlněný odlesk a vnitřní rozptyl od ploch čoček a vnitřku tubusu, který pozvedá černé tenkou šedou vrstvou. Mikro kontrast je kontrast jemných struktur, které jsme právě schopni nebo neschopni vidět — maloměřítkovou korekci, kterou měří vysokofrekvenční MTF.

Toto rozlišení má pro pracovníka v černobílé fotografii praktický dosah. „Zářivý negativ s hlubokými černými a přítomností” je z velké části vlastností lesku: pochází z objektivu, clony a povrstvení, které potlačují rozptyl, a MTF křivka jej vůbec nezachycuje. Dobrá nízkofrekvenční MTF je pro takový vzhled nezbytná, ale nezaručuje jej — dobře korigovaný objektiv fotografující proti světlu se zamazaným předním článkem stále vykáže pěkný graf, ale tiskne jako mlha. Takže když výtisk odskočí, připište kontrast tónového přechodu křivce kontrastu, ale čistotu černých připište povrstvení a sluneční cloně.

Objektiv je jen polovina řetězce

MTF, která se reálně vytiskne, je součinem každého stupně: objektiv × film × zvětšovací objektiv × oko. U dobrého 35mm objektivu na vysoce rozlišujícím černobílém filmu je vysokofrekvenční konec tohoto součinu omezen objektivem, nikoli filmem. Nasse používá jako příklad Kodak T-Max 100: jeho publikovaná MTF zůstává nad 100 procenty zhruba do 20 lp/mm — nízkofrekvenční nárůst přilehlosti charakteristický pro emulze s T-zrnem — než klesá, a při vysokých frekvencích si zachovává dostatečný kontrast, takže film není omezujícím článkem. Rozlišovací síla T-Max 100 je uváděna při dvou kontrastech terče, protože žádný objektiv nedodá vysokou kontrastní hodnotu pro nejjemnější struktury: 63 čar/mm při nízkokontrastním terči 1,6:1, 200 čar/mm při vysokokontrastním terči 1000:1. Odhadovat výkon v reálném světě z onoho čísla 200, jak Nasse poznamenává, je příliš optimistické.

Za objektivem a filmem stojí dva omezující faktory. Oko rozlišuje pouze asi 8 lp/mm při nejmenší vzdálenosti zřetelného vidění 25 cm; přepočteno zpět na výšku obrazu 24 mm je to zhruba 66 lp/mm na negativu, takže frekvence, které jsou pro pozorovatele důležité, leží v rozsahu do asi 40 lp/mm — a přesně proto datové listy tam končí. A difrakce nastavuje fyzický strop: jako pravidlo palce je šířka funkce rozložení bodu v mikrometrech přibližně rovna clonovému číslu a frekvence difrakčního limitu je přibližně 1500 děleno clonovým číslem, takže f/2 umožňuje přibližně 750 lp/mm, ale f/16 pouze asi 94, kde Airyho disk narostl na přibližně 16 mikrometrů. Proto Summicron dosahuje vrcholu při f/4 a při silném přiclonění znovu ztrácí jemné rozlišení.

Pákový efekt temné komory

Čtení MTF se vyplatí u zvětšováku. Ony rychlé objektivy ze šedesátých let s MTF 60–70 procent na 10 lp/mm nebyly netisknutelné; fotografové kompenzovali nízký kontrast zvětšováním na tvrdší, vyšší stupeň papíru, aby ostrost vrátili zpět. Moderní objektiv s vysokou MTF dává opačnou svobodu: kontrast je již na negativu, takže pro stejnou zdánlivou ráznust lze tisknout na měkčí stupeň a přitom zachovat více tónové šíře v světlech i stínech. (Často se argumentuje, že barevný film s jeho daleko méně pružným zpracováním přiměl výrobce objektivů v první řadě ke zlepšení korekce kontrastu.) Ukotvěte to v reálném procesu — T-Max 100 exponovaný na EI 100, vyvolán v D-76 stock po dobu 6,5 minuty při 20 °C, ustalovač a praní — a objektiv, film a stupeň papíru přestanou být samostatnými argumenty o vybavení a stanou se jedním tónovým rozhodnutím. Interpretace objektivu prostřednictvím jeho plné MTF a řetězce, v němž je zasazen, je nejspolehlivějším způsobem, jak předvídat, jak zobrazí námět v černé a bílé.