1. Загальні відомості
2. огляд відмінностей
3. 1. Кут зору
4. 2. Розрізнення і детальність
5. 3. Чутливість та динамічний діапазон
6. Підсумки і додаткова інформація

Чому не можна просто направити камеру на те, що бачиш, і зняти це? Це питання здається простим. Проте, на нього дуже непросто дати відповідь, і для цього буде потрібно вивчити не тільки те, як камера записує світло, але і те, як працюють наші очі і чому вони працюють саме так. Розбираючись в цьому, можна відкрити для себе щось нове про наше повсякденному сприйнятті світу - крім можливості стати кращим фотографом.

Загальні відомості

Наші очі здатні оглядати події поглядом і динамічно адаптуватися в залежності від об'єкта, в той час як камера записує одиночне нерухоме зображення. Багато хто вважає це основною перевагою очей перед камерою. Наприклад, наші очі здатні компенсувати дисбаланс яскравості різних предметів, можуть дивитися по сторонах, щоб отримати більш широкий кут зору, а також можуть фокусуватися на об'єктах на різних відстанях.

Однак результат швидше подібний до роботи відеокамери - НЕ фото - оскільки наша свідомість збирає кілька поглядів в один уявний образ. Швидкий погляд наших очей був би більш чесним порівнянням, але в підсумку унікальність нашої зорової системи незаперечна, оскільки:

Те, що ми бачимо, є уявною реконструкцією об'єктів на основі образів, наданих очима - аж ніяк не тим, що наші очі в дійсності побачили.

Викликає скепсис? У більшості - принаймні спочатку. Наступні приклади демонструють ситуації, в яких свідомість можна змусити бачити щось відмінне від того, що бачать очі:

Помилковий колір: наведіть курсор на край зображення і дивіться на центральний хрест. Відсутній гурток буде переміщатися по колу, і через деякий час почне здаватися зеленим - хоча в зображенні зеленого кольору немає.

Смуги Маха: наведіть курсор на зображення. Кожна зі смуг здасться трохи темніше або світліше поблизу верхньої або нижньої межі, відповідно, - не дивлячись на те, що кожна з них забарвлена ​​рівномірно.

Втім, це не повинно перешкодити нам порівнювати наші очі і камери! У багатьох випадках чесне порівняння все ж можливо, але тільки якщо ми беремо до уваги і те, як ми бачимо, і то, як наша свідомість обробляє цю інформацію. Наступні розділи проведуть кордон між цими двома, наскільки можливо.

огляд відмінностей

Дана стаття групує порівняння за наступними візуальним категоріями:

1. кут зору
2. розрізнення деталей
3. чутливість і динамічний діапазон

Все це часто вважається предметом максимальних відмінностей очей від камери, і як раз з цього приводу виникає найбільше розбіжностей. Є й інші характеристики, такі як глибина різкості , об'ємний зір , баланс білого і кольорова гамма , Але вони не є предметом даної статті.

1. Кут зору

Для камер він визначається фокусною відстанню об'єктива (а також розміром сенсора). Наприклад, фокусна відстань телеоб'єктива більше, ніж стандартного потретного, а тому кут зору менше:

На жаль, з нашими очима не все так просто. Хоча фокусна відстань людського ока приблизно дорівнює 22 мм, ця цифра може ввести в оману, оскільки очне дно закруглені (1), периферія нашого поля зору значно менше детальна, ніж центр (2), і до того ж те, що ми бачимо, є комбінованим результатом роботи двох очей (3).

Кожне око окремо має кут зору порядку 120-200 °, в залежності від того, наскільки строго об'єкти визначені як "спостерігаються". Відповідно, зона перекриття двох очей становить близько 130 ° - вона практично настільки ж широка, як у об'єктива типу "риб'яче око". Однак за еволюційними причинами наше периферійний зір придатне тільки для виявлення руху і великих об'єктів (таких як стрибучий збоку лев). Більш того, настільки широкий кут виглядав би сильно спотвореним і неприродним, будучи зняте камерою.

Наш центральний кут зору - близько 40-60 ° - максимально впливає на наше сприйняття. Суб'єктивно це співвідноситься з кутом, в межах якого ви зможете згадати об'єкти, не рухаючи очима. До речі, це близько до кута зору "нормального" об'єктива з фокусною відстанню 50 мм (якщо зовсім точно, то 43 мм) на камері повного кадру або 27 мм на камері з кроп-фактором 1.6 . Хоча він і не відтворює повний кут нашого зору, він добре передає те, як ми бачимо, досягаючи найкращого компромісу між різними типами спотворень:

Зробіть кут зору занадто великим, - і різниця в розмірах об'єктів буде перебільшена, ну а надто вузький кут зору робить відносні розміри об'єктів практично однаковими, і ви втрачаєте відчуття глибини. Надширокі кути до того ж ведуть до того, що об'єкти по краях кадру виявляються розтягнуті.

(При зйомці стандартним / прямолінійним об'єктивом)

Для порівняння, незважаючи на те, що наші очі створюють спотворене широкоугольное зображення, ми реконструюємо його в об'ємний уявний образ, в якому спотворення відсутні.

2. Розрізнення і детальність

Більшість сучасних цифрових камер мають 5-20 мегапікселів, що часто підноситься як повний провал в порівнянні з нашим власним зором. Це засновано на тому факті, що при ідеальному зорі людське око за розподільною здатністю еквівалентний 52-мегапіксельною камері (беручи за кут зору 60 °).

Однак ці підрахунки вводять в оману. Лише наше центральне зір може бути ідеальним, так що в дійсності ми ніколи не досягаємо такої детальності за один погляд. У міру віддалення від центру наші зорові здібності драматично падають - настільки, що всього на 20 ° від центру наші очі розрізняють вже всього одну десяту від вихідної детальності. На периферії ми виявляємо тільки великомасштабний контраст і мінімум кольорів:

Якісне представлення візуальної детальності одного погляду.

Беручи це до уваги, можна стверджувати, що один погляд наших очей здатний розрізняти деталі всього лише порівнянні з 5-15 мегапікселямі камери (в залежності від зору). Однак наша свідомість насправді не запам'ятовує образи попиксельно; воно записує пам'ятні деталі, колір і контраст для кожного зображення по-різному.

В результаті, щоб відтворити детальний зоровий образ, наші очі фокусуються на декількох представляють інтерес предметах, швидко їх чергуючи. Ось наочне уявлення нашого сприйняття:

Кінцевим результатом є візія, детальність якого ефективно пріорітізіруется на основі інтересу. З цього випливає важливе для фотографів, але часто залишаємо без уваги властивість: навіть якщо знімок максимально використовує всю технічно можливу детальність камери, ця детальність не матиме особливого значення, якщо сам по собі знімок не містить нічого запам'ятовується.

До іншим важливим відмінностям того, як наші очі розрізняють деталі, відносяться:

Асиметрія. Кожне око здатний сприймати більше деталей нижче лінії зору, чим вище, а периферійний зір набагато чутливіше у напрямку від носа. Камери знімають зображення абсолютно симетрично.

Зір при тьмяному світлі. В умовах дуже слабкого світла, наприклад, місячного або зоряного, наші очі фактично починають бачити монохромно. У таких ситуаціях наше центральне зір до того ж стає менш пильним, ніж злегка в бік від центру. Багато астрофотографія в курсі цього і беруть із цього переваги, дивлячись трохи вбік від неяскравого зірки, якщо хочуть подивитися на неї неозброєним оком.

Малі градації. Розрізнення найменших деталей найчастіше приділяється надмірна увага, проте малі тональні градації теж важливі - і схоже, саме по цій частині наші очі і камери відрізняються найсильніше. Для камери збільшену деталь завжди легше передати на знімку - а ось для наших очей, хоч це і суперечить інтуїції, збільшення деталі може зробити її менш видимою. На наступному прикладі обидва зображення містять текстуру з однаковим контрастом, проте на зображенні справа її не видно, оскільки була збільшена.

3. Чутливість та динамічний діапазон

динамічний діапазон є однією з характеристик, по якій очей часто розглядають як має величезну перевагу. Якщо розглядати ситуацію, в яких наша зіниця розширюється і звужується, адаптуючись до різниці яркостей, тоді так, наші очі набагато перевершують можливості одиночного знімка (і можуть мати діапазон, що перевищує 24 f-ступені * ). Однак в таких ситуаціях наші очі динамічно адаптуються, як це робить відеокамера, так що це, очевидно, нечесне порівняння.

Якщо ж замість цього ми оцінимо миттєвий динамічний діапазон нашого ока (при незмінній ширині зіниці), то камери будуть виглядати набагато краще. Аналогію можна отримати, дивлячись на один елемент сцени, давши очам налаштуватися і не дивлячись нікуди більше. У цьому випадку як правило кажуть, що наші очі можуть сприймати динамічний діапазон порядку 10-14 f-ступенів, що абсолютно перекриває більшість компактних камер (5-7 ступенів), але на подив недалеко від можливостей дзеркальних камер (8-11 ступенів).

З іншого боку, динамічний діапазон нашого ока залежить також від яскравості і контрасту предмета, так що вищесказане справедливо тільки при звичайному денному світлі. При слабкому зоряному світлі, наприклад, наші очі можуть досягти набагато більш широкого моментального динамічного діапазону.

* Динамічний діапазон. Найбільш поширеною одиницею його виміру в фотографії є ​​f-щабель, так що ми продовжимо її використовувати. Динамічний діапазон описує співвідношення яскравості найбільш яскравого і найбільш темного предметів в кадрі в ступенях двійки. Тобто, в сцені з динамічним діапазоном в 3 f-ступені білий колір в 8 разів яскравіше чорного (покольку 23 = 2x2x2 = 8).

Авторами лівого (сірники) і правого (нічне небо) знімків є lazlo і dcysurfer , Відповідно.

Чутливість. Це ще одна важлива зорова характеристика, яка описує здатність розрізняти нечіткі або швидкого руху предмети. При яскравому світлі сучасні камери перевершують можливості зору щодо об'єктів, що рухаються, як показано нижче вельми незвично виглядають результатом швидкісний зйомки. Це найчастіше можливо для камер зі світлочутливістю ISO понад 3200; еквівалент світлочутливості ISO для людського ока при денному світлі вважається рівним всього лише 1.

Втім, при слабкому світлі чутливість наших очей істотно зростає (якщо дати їм не менше півгодини на адаптацію). Астрофотографія часто оцінюють її діапазоном ISO 500-1000; все-таки не настільки висока, як у цифрових камер, але близько. З іншого боку, камери мають перевагу в тому, що здатні за допомогою тривалої витримки виявляти і ще більш неяскраві об'єкти, тоді як наші очі не побачать ніяких нових подробиць, розглядаючи що-небудь довше, ніж 10-15 секунд.

Підсумки і додаткова інформація

Можна заперечити, що міркування про те, чи може камера перевершити зір, непослідовні, оскільки для камер потрібно інший стандарт: вони потрібні для створення реалістично виглядають відбитків. Надрукований знімок не знає, на яких предметах сфокусується очей, так що кожна частина кадру повинна бути гранично детальна - просто на випадок, якщо вона приверне увагу. Це особливо справедливо для великих або розглядаються з близької відстані відбитків. Однак можна і заперечити, що дати порівняльну оцінку можливостям камери теж корисно.

В цілому, більшість переваг нашої зорової системи є наслідком того факту, що наша свідомість здатне розумно інтерпретувати інформацію, передану очима, тоді як у випадку з камерою все, що у нас є, - це результат роботи сенсора. Але навіть в цьому випадку сучасні цифрові камери справляються напрочуд непогано, а за деякими візуальними характеристиками навіть перевершують наші очі. По-справжньому виграє той фотограф, який здатний розумно зібрати кілька знімків - і тим самим перевершити навіть зображення, реконструйоване свідомістю.

Додаткову інформацію з даної теми ви можете знайти в наступних статтях: