Свет — это физическое явление, которое ведет себя одинаково как в глазах человека, так и в камере.
Камерам для обработки света необходимо такое же строение, как и нашим глазам. Вот почему интересно провести параллель между человеческим глазом и камерой.
В этой статье мы рассмотрим сравнение камеры и человеческого глаза. Посмотрим, как поле зрения человека сравнивается с полем зрения камеры.
Что такое свет?
Чтобы понять, как работают зрение и камеры, нам нужно понять, что такое свет. Это стимул зрения, и мы можем определить его несколькими способами.
Свет — это электромагнитное излучение, которое может обнаружить человеческий глаз. Другими словами, видимая часть спектра электромагнитного излучения. Человек может различать длины волн от 380 до 700 нанометров.
Согласно концепции дуализма волна-частица, свет является частицей (фотоном) или волной. Это означает, что он ведет себя как фотоны и как волны. Он состоит из крошечных частиц, но распространяется в пространстве как волна.
Для нашего зрения и наших камер появляются обе формы.
Как наши глаза и камеры улавливают свет?
Как наши глаза, так и камеры чувствительны к свету. Это означает, что они реагируют на передаваемые им сигналы. Они работают аналогично друг другу, но устроены по-разному.
В наших глазах свет сначала проходит через роговицу. Это передний слой глаза, подобный переднему элементу вашего фотоаппарата. Оба они играют важную роль в преломлении света и защите других частей глаза или хрусталика.
Радужка — это кольцеобразная мембрана, расположенная за роговицей. В ее центре имеется регулируемое отверстие — зрачок. Оно контролирует количество проходящего света. В объективах фотоаппаратов такую же функцию выполняет апертура.
За радужной оболочкой глаза находится хрусталик. Это прозрачная кристаллическая структура, которая является гибкой и меняет форму для фокусировки. В объективах камер обычно больше элементов. Фокус может быть изменен путем перемещения этих линз ближе или дальше от матрицы камеры.
Внутри глаза находится светочувствительный слой, называемый сетчаткой. Сетчатка принимает и преобразует свет в электрические сигналы. Затем эти сигналы передаются по нейронам. Таким образом, через зрительный нерв сетчатка посылает сообщения в мозг. Сетчатка фотоаппарата является сенсором.
Изображение, появляющееся на сетчатке или сенсоре, перевернуто вверх ногами и боком. Наш мозг поворачивает его.
Каково разрешение человеческого глаза?
Основное различие между сетчаткой и сенсором заключается в том, что первая изогнута, поскольку является частью глазного яблока. Кроме того, она содержит больше клеток, чем количество пикселей в сенсоре камеры. В ней около 130 миллионов клеток, 6 миллионов из которых чувствительны к цветам (колбочки).
В матрице камеры плотность пикселей равномерна. В глазу больше клеток в центре сетчатки.
Допустим, разрешение нашего глаза составляет 130 Мп. Из-за быстрого и постоянного движения глазного яблока в реальности оно составляет около 576 Мп. Не говоря уже о том, что разрешение нашего глаза не учитывает разрешающую способность линзы.
Необходимо также упомянуть, что клетки, чувствительные к свету (палочки), выключаются при яркости. Они помогают нашему зрению в условиях низкой освещенности. При слабом освещении все происходит с точностью до наоборот, потому что тогда активны только палочки. Вот почему мы не видим цвета в сумерках.
Кроме того, с возрастом наши глаза теряют некоторые из этих клеток, и наш мозг адаптируется к этому. Поэтому глазу не нужно значение разрешения, так как зрение зависит от многих других вещей.
Так, благодаря большому количеству клеток в сетчатке, можно сказать, что человеческий глаз имеет разрешение примерно 576 МП. Это не означает то же самое, что и в фотографии, но это интересное сравнение. Таким образом, мы можем увидеть мощные возможности наших глаз в фотографическом плане.
Понимание поля зрения человека
Мы часто слышим, что 50-мм объектив на полнокадровой камере наиболее близок к полю зрения человека.
Мы называем 50 мм стандартным объективом, потому что его фокусное расстояние равно размеру диагонали матрицы. Фокусное расстояние нашего глаза составляет примерно 22 мм. Поэтому он не является стандартным объективом, поскольку имеет такое же фокусное расстояние или угол обзора, как и глаз.
Поскольку у нас два глаза, человеческое зрение составляет приблизительно 210 градусов горизонтальной дуги. Это не означает, что мы можем видеть четко на 210 градусов, так как большая часть зрения — это периферийное зрение. Мы не можем видеть все вокруг в фокусе. Мы можем различать движение и формы только по краям. Именно поэтому мы постоянно двигаем глазами (саккадические движения глаз).
Угол обзора 50-мм объектива составляет 46 градусов. Центр нашего поля зрения, около 40-60 градусов, является местом, где мы получаем большую часть информации. Это означает, что наше восприятие зависит от этой части. Это близко к углу зрения 50 мм.
Каков динамический диапазон человеческого глаза?
Динамический диапазон — интересная тема, когда мы сравниваем камеры с нашими глазами. Когда мы смотрим на сцену, наш глаз ведет себя скорее как видеокамера.
Он постоянно подстраивается под условия освещения. Это означает, что мы экспонируем не только светлые или темные участки сцены.
Это может произойти из-за наших быстрых движений глаз. Наш глаз постоянно движется, что позволяет нам измерять освещенность во всех частях сцены. Таким образом, мы можем подстроить зрачок под условия освещения.
Это различие заметно, когда мы снимаем объект, освещенный сзади. С помощью нашей камеры мы можем запечатлеть силуэт, но наши глаза все равно увидят детали в темных местах.
Что такое ISO для глаз?
Мы не можем измерить чувствительность человеческого органа точно так же, как чувствительность искусственной пленки или сенсора. Если мы хотим сравнить эти два показателя, то ISO глаза оценивается примерно в 1 при ярком свете. И около 500-1000 при более темном освещении.
Заключение
Понятно, почему мы проводим параллель между нашими глазами и камерами. Но мы должны признать, что не можем точно скопировать механизм нашего зрения.
Цифровые камеры не могут конкурировать со сложностью глаза и мозга. Не забывайте, что наше зрение зависит от нашего мозга. Даже психологические факторы влияют на наше восприятие.
