Камера глаза: строение и функции

Содержание

© 2012 Vasili-photo.com

Зачастую сцена, выглядевшая привлекательной для наших глаз, на фотографии выходит совершенно непрезентабельно – с белесым, засвеченным небом, с чёрными провалами на месте теней, с сюрреалистическими цветовыми оттенками. В чём причина? Почему камера не может попросту взять и отобразить сцену такой, какая она есть? На самом деле она пытается. В силу своих скромных возможностей. Проблема в том, что мы сами никогда не видим мир таким, какой он есть на самом деле. Наши глаза и мозг проделывают колоссальную работу, чтобы мы могли любоваться окружающей действительностью. Фотоаппарат этого не умеет, и вам придётся думать за него, совершать неочевидные и не всегда естественные манипуляции, чтобы получить изображения выглядящие естественно.

Центральное и периферическое зрение

Поле зрения, восприимчивое к деталям, очень невелико – около трёх градусов. Вы убедитесь в этом, если задержите взгляд на какой-нибудь букве в этом тексте и попробуете разглядывать окружающие буквы, не двигая глазами. По мере удаления от центра, вы стремительно теряете способность различать мелкие детали. Периферическое зрение весьма чувствительно к движению, но не к деталям. Чтобы получить в мозгу детализированное изображение, глаз постоянно сканирует сцену, каждое мгновение посылая в мозг информацию об отдельных её фрагментах, из которых, после их индивидуальной обработки, и формируется целостная картина. Камера срисовывает сцену целиком, как она есть, не заботясь о том, что различные фрагменты сцены имеют различную смысловую значимость, нуждаются в различной цветовой и яркостной коррекции, и, в сущности, вообще должны быть сфотографированы совершенно по-разному. Отсюда все проблемы.

Динамический диапазон

Когда глаз смотрит на светлые или тёмные участки сцены, зрачок изменяет свой диаметр, сужаясь при взгляде на яркие объекты и расширяясь при взгляде на тени, регулируя, таким образом, количество света попадающего на сетчатку. Кроме того, рецепторы сетчатки способны варьировать свою чувствительность к свету в зависимости от его интенсивности. В результате мы можем различать детали, как в светах, так и в тенях, адаптируясь к условиям высокого контраста. Фотоаппарат экспонирует всю сцену с постоянными, предустановленными значениями диафрагмы, выдержки и ISO, и потому не в состоянии охватить разницу в степени освещённости высококонтрастной сцены. Выход такой: избегайте сцен, контраст которых не укладывается в динамический диапазон вашей камеры. Если контраст высок, стремитесь смягчить его, используя отражатель или заполняющую вспышку, чтобы слегка подсветить тени. Если вы не можете повлиять на освещение, и вынуждены жертвовать либо светлыми, либо тёмными участками сцены – жертвуйте тенями. Мы в большей степени приспособлены к восприятию деталей на свету, и потому чёрные тени выглядят значительно менее противоестественно, нежели плоские выбеленные света. В конце концов, если вам не лень (а мне обычно лень), никто не запрещает воспользоваться техникой HDR (High Dynamic Range), т.е., сделать несколько экспозиций одной и той же сцены, проработав отдельно тёмные и светлые участки, а затем объединить их в одно изображение в графическом редакторе.

image

Это не похоже на закат, потому что небо выбелено избыточной экспозицией. Попробуем немного недодержать следующий снимок.

image

Стало лучше. Небо выглядит так, как оно выглядело в натуре, но луг на переднем плане утонул во мраке. Непорядок.

Совместив два предыдущих снимка, получаем реалистичное изображение.

Смысловая избирательность

Следующая интересная особенность человеческого зрения – его избирательность. Мы видим то, что нам интересно, и игнорируем незначимые для нас детали. Увидев достойный съёмки объект, например, цветущее весеннее дерево, фотограф наводит на него камеру и нажимает на спуск. Позже, разглядывая полученный снимок у себя дома, он с досадой обнаруживает, что на заднем плане за деревом виднеются унылые и совсем не цветущие здания, под деревом приютился мусорный контейнер, а голубое безоблачное небо пересекают высоковольтные провода. Я утрирую, но вы поняли суть проблемы. Как быть? Нужно тщательно следить за мусором в кадре и стараться исключать все нежелательные объекты. Особое внимание уделяйте углам кадра – там часто оказывается что-нибудь лишнее. Чем внимательнее вы будете в момент съёмки, тем меньше времени вам придётся потратить на последующее редактирование снимка.

Восприятие объёма

Человек обладает бинокулярным зрением. Наличие двух глаз позволяет нам оценивать расстояние до различных объектов в трёхмерном мире. Фотография же – это плоская интерпретация исходно объёмной сцены. Фотоаппарат (если он, конечно, не предназначен для стереосъёмки) выдаёт плоскую, двумерную картинку, а далеко не всякая трёхмерная сцена сохраняет свой объём и глубину, будучи спроецированной на плоскость. Вы можете проверить это ещё до съёмки, закрыв один глаз, и взглянув на сцену так, как это сделала бы ваша камера.

Видимые нами цвета предметов – это не свойство самих предметов, а свойство нашего зрения. Трава выглядит зелёной только потому, что отражённые от неё лучи света с длиной волны в диапазоне 500-565 нм, попадая на светочувствительные рецепторы глаза, вызывают в мозгу ощущение зелёного цвета. Привыкнув к тому, что обычно трава зелёная, мы видим её зелёной даже в непривычном освещении. Человеческому зрению свойственно цветопостоянство. Наш мозг выравнивает цветовой баланс таким образом, чтобы предметы по возможности сохраняли для нас свои естественные цвета независимо от цвета освещения. Белая бумага кажется нам одинаково белой, что днём, когда она освещена холодным светом, льющимся из окна, что вечером, когда на неё падает тёплый свет ламп накаливания. Мозг знает, что бумага должна быть белой и принимает меры, корректируя реальность, а глупая камера правдиво изобразит бумагу в одном случае синей, а в другом – оранжевой. В фотографии для достижения естественного эффекта следует использовать настройки баланса белого цвета, регулируя его в зависимости от условий освещения либо самостоятельно, либо доверяя этот процесс автоматическому алгоритму.

Ложка мёда

Как видите, зрительная система человека разительно отличается от цифровой фотокамеры. Более того, отличается, как правило, в лучшую сторону, позволяя нам любоваться окружающим миром в широчайшем диапазоне условий даже не задумываясь о технической стороне вопроса. Тем не менее, есть несколько областей, где фотография может дать фору нашему зрению. В первую очередь, это ночная съёмка. С наступлением темноты чувствительность человеческого глаза к цвету существенно падает. Во мраке мы видим цвета исчезающе блеклыми, за исключением ярко освещённых объектов. Сенсор фотоаппарата, а равно и цветная плёнка (особенно обращаемая) не имеют подобных ограничений, и если у вас хватит терпения для длительных ночных экспозиций, вы сможете запечатлеть на ваших фотографиях удивительно насыщенные и разнообразные цвета, снимая слабоосвещённые сцены, будь то ночной парк, заброшенная шахта или пещера, тёмный чердак, заваленный живописным хламом – любое место, где свет слаб, мягок и необычен.

Помимо удивительной чувствительности к ночным краскам, фотокамера даёт возможность проделывать интереснейшие манипуляции со временем. К примеру, используя очень короткую выдержку, вы можете заморозить брызги воды, прыжок гимнаста или взмах птичьих крыльев, т.е. явления, которые для нашего глаза никогда не выглядят статичными. Напротив, длинная выдержка позволяет усилить ощущение движения вплоть до сюрреализма, размывая бегущие облака, струи водопада или огни потока автомобилей на ночной улице. Такие сцены тоже являются отражением реальности, хотя и выглядят несколько фантастично.

Общий вывод этой статьи таков: помните о различиях между вами и вашей камерой и модифицируйте процесс съёмки, чтобы донести до зрителя то, что увидели и посчитали нужным запечатлеть на фотографии именно вы, а отнюдь не ваше своенравное оборудование.

Спасибо за внимание!

Василий А.

Post scriptum

Если статья оказалась для вас полезной и познавательной, вы можете любезно поддержать проект, внеся вклад в его развитие. Если же статья вам не понравилась, но у вас есть мысли о том, как сделать её лучше, ваша критика будет принята с не меньшей благодарностью.

Не забывайте о том, что данная статья является объектом авторского права. Перепечатка и цитирование допустимы при наличии действующей ссылки на первоисточник, причём используемый текст не должен ни коим образом искажаться или модифицироваться.

Желаю удачи!

Вернуться к разделу “Художественные аспекты фотографии”

Перейти к полному списку статей

Содержание

11. Водянистая влага глаза

ОБРАЗОВАНИЕ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ

ЦИРКУЛЯЦИЯ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ

ФУНКЦИИ ВОДЯНИСТОЙ ВЛАГИ

– бровь (supercilium);

– веки (palpebrae);

– слезный аппарат (apparatus lacrimalis);

– глазничные фасции (fasciae orbitales);

– надкостница глазницы (periorbita);

– глазничная перегородка (septum orbitale);

– влагалище глазного яблока (vagina bulbi);

– жировое тело глазницы (corpus adiposum orbitae);

– мышечные фасции (fasciae musculares).

Предлагаем ознакомиться:  Причины кругов под женскими глазами

37. Описати шляхи проходження звукових коливань.

Предлагаем ознакомиться:  Пресбиопия или возрастная дальнозоркость

X пара черепних нервів: гілки головної і шийної частин – їх топографія, склад волокон, ділянки іннервації.

  1. X пара черепних нервів: гілки головної і шийної частин – їх топографія, склад волокон, ділянки іннервації.

Патологии передней и задней глазных камер и способы их диагностики

Дренажная система представлена: трабекулярной диафрагмой, склеральным венозным синусом и коллекторными канальцами.

— Трабекулярная диафрагма представляет собой густую сеть, структура которой пористая и слоистая. Регулирование оттока внутриглазной жидкости обусловлено размером пор, который по направлению кнаружи уменьшается.

— Через трабекулярную диафрагму внутриглазная жидкость устремляется в Шлеммов канал находящийся в толще склеры. Также есть и дополнительный путь оттока, который принимает на себя 15% оттекающей внутриглазной жидкости.

В этом случае внутриглазная жидкость попадает из угла передней камеры в цилиарное тело, а затем супрахориоидальное пространство, а оттуда оттекает через склеру по венам выпускникам или Шлеммов канал.

— По коллекторным канальцам склерального венозного синуса внутриглазная жидкость оттекает в венозные сосуды по трем путям: глубокое внутрисклеральное и поверхностное склеральное сплетение, эписклеральные вены, венозная сеть цилиарного тела.

ТонометрияГифема

Строение глазных камер и их функции

Передняя камера глаза расположена сразу за его роговицей. Поэтому с внешней стороны она ограничена эндотелием роговой оболочки, состоящим из одного слоя плоских клеток.

Предлагаем ознакомиться:  Почему возникают отеки век

С боковых сторон происходит ограничение углом передней камеры глаза. А обратная поверхность полости представляет собой переднюю поверхность радужной оболочки и тело хрусталика.

Глубина передней камеры переменная. Максимальную величину она имеет возле зрачка и составляет 3,5 мм. С удалением от центра зрачка к периферии (боковой поверхности) полости, глубина равномерно уменьшается.

Под передней сразу находится задняя камера глаза. По форме она представляет собой кольцо, так как центральная часть полости занята хрусталиком. Поэтому с внутренней стороны кольца камерная полость ограничивается его экватором.

Внешняя часть граничит с внутренней поверхностью цилиарного тела. Спереди находится задний листок радужной оболочки, а позади камерной полости располагается внешняя часть стекловидного тела – гелеобразной жидкости, по оптическим свойствам напоминающая стекло.

Внутри задней камеры глаза расположено много очень тонких ниточек, которые называются цинновыми связками. Они необходимы для управления капсулой хрусталика и цилиарным телом. Именно благодаря им возможно сокращение цилиарной мышцы, а также связок, с помощью которых изменяется форма хрусталика.

Обе камеры глаза заполнены внутриглазной жидкостью. По составу она напоминает плазму крови. Жидкость содержит питательные элементы и передает их глазным тканям изнутри, обеспечивая работу зрительного органа.

Дополнительно она принимает от них продукты обмена веществ, которые впоследствии перенаправляет в общее кровяное русло. Объем камерных полостей глаза находится в диапазоне 1,23-1,32 мл. И весь он заполнен этой жидкостью.

Важно, чтобы соблюдался строгий баланс между выработкой (образованием) новой и оттоком отработавшей внутриглазной влаги. Если он смещается в ту или иную сторону, нарушаются зрительные функции. Если объем выработанной жидкости превышает объем покинувшей полость влаги, то развивается внутриглазное давление, которое ведет к развитию глаукомы.

Если же в отток уходит жидкости больше, чем она вырабатывается, давление внутри камерных полостей падает, что грозит субатрофией зрительного органа. Любое из нарушений баланса опасно для зрения и ведет, если не к потере зрительного органа и слепоте, то, как минимум к ухудшению зрения.

Выработка жидкости для заполнения глазных камер осуществляется в цилиарных отростках способом процеживания кровяного тока из капилляр – мельчайших сосудов. Выделяется в заднем камерном пространстве, затем поступает в переднее.

Задняя поверхность роговицы и наружная поверхность радужки представляют границы – передней камеры. Глубина камеры не равномерная, самая большая глубина находится в области зрачка и достигает 3,5 мм, но к периферии она уменьшается.

Расположение задней камеры — сразу позади передней, поэтому, передней ее границей является задний листок радужки, задней — передний участок стекловидного тела, наружной — внутренняя область цилиарного тела, а внутренней – отрезок экватора хрусталика.

Угол передней камеры глаза – это участок, который соответствует месту перехода роговицы в склеру, а радужной оболочки в цилиарное тело. Главная часть этого участка это дренажная система, по которой происходит отток внутриглазной жидкости.

Строение глазных камер и их функции

За счет внутриглазной жидкости камеры глаза выполняют ряд важнейших функций, а именно, участвуют в проведение и преломление световых лучей, а также обеспечивают нормальную связь тканей внутри глаза. Внутриглазная жидкость прозрачного цвета – это позволяет лучам света  беспрепятственно проходить через нее и фокусироваться на сетчатке.

Преломляющая функция осуществляется совместно с роговицей, так как они имеют одинаковую оптическую силу, тем самым как образуя собирательную линзу. Внутриглазная жидкость, которой заполнено всё пространство камер, имеет схожий состав с плазмой крови и содержит питательные вещества, которые необходимы для нормальной работы тканей глаза.

Камеры глаза – это связанные друг с другом замкнутые пространства, в которых циркулирует внутриглазная жидкость. В норме камеры глаза сообщаются между собой через зрачок.

В строение глаза выделяют две камеры: переднюю и заднюю. Объем камер глаза – величина постоянная, это достигается за счет контроля притока и оттока жидкости внутри глаза. Они вмешают от 1,23 до 1,32 см3 внутриглазной жидкости. В образовании внутриглазной жидкости участвует задняя камера глаза, а точнее ресничные отростки цилиарного тела. Значительное количество внутриглазной жидкости оттекает по средствам дренажной системы угла передней камеры.

Строение камер глаза

Задняя поверхность роговицы и наружная поверхность радужки представляют границы – передней камеры. Глубина камеры не равномерная, самая большая глубина находится в области зрачка и достигает 3,5 мм, но к периферии она уменьшается. Кроме того, глубина может увеличиваться вследствие удаления хрусталика или уменьшаться из-за отслойки сосудистой оболочки.

Расположение задней камеры — сразу позади передней, поэтому, передней ее границей является задний листок радужки, задней — передний участок стекловидного тела, наружной — внутренняя область цилиарного тела, а внутренней – отрезок экватора хрусталика. Пространство камеры пронизывают цинновы связки, которые соединяют капсулу хрусталика и цилиарное тело.

Угол передней камеры глаза – это участок, который соответствует месту перехода роговицы в склеру, а радужной оболочки в цилиарное тело. Главная часть этого участка это дренажная система, по которой происходит отток внутриглазной жидкости.

Дренажная система угла передней камеры

Дренажная система представлена: трабекулярной диафрагмой, склеральным венозным синусом и коллекторными канальцами.

— Трабекулярная диафрагма представляет собой густую сеть, структура которой пористая и слоистая. Регулирование оттока внутриглазной жидкости обусловлено размером пор, который по направлению кнаружи уменьшается.

Вам может быть интересно  Цилиарная мышца: строение, функции

— Через трабекулярную диафрагму внутриглазная жидкость устремляется в Шлеммов канал находящийся в толще склеры. Также есть и дополнительный путь оттока, который принимает на себя 15% оттекающей внутриглазной жидкости. В этом случае внутриглазная жидкость попадает из угла передней камеры в цилиарное тело, а затем супрахориоидальное пространство, а оттуда оттекает через склеру по венам выпускникам или Шлеммов канал.

— По коллекторным канальцам склерального венозного синуса внутриглазная жидкость оттекает в венозные сосуды по трем путям: глубокое внутрисклеральное и поверхностное склеральное сплетение, эписклеральные вены, венозная сеть цилиарного тела.

Функции камер глаза

За счет внутриглазной жидкости камеры глаза выполняют ряд важнейших функций, а именно, участвуют в проведение и преломление световых лучей, а также обеспечивают нормальную связь тканей внутри глаза. Внутриглазная жидкость прозрачного цвета – это позволяет лучам света  беспрепятственно проходить через нее и фокусироваться на сетчатке.

Преломляющая функция осуществляется совместно с роговицей, так как они имеют одинаковую оптическую силу, тем самым как образуя собирательную линзу. Внутриглазная жидкость, которой заполнено всё пространство камер, имеет схожий состав с плазмой крови и содержит питательные вещества, которые необходимы для нормальной работы тканей глаза.

Методы исследования заболеваний камер глаза

Почему нельзя просто направить камеру на то, что видишь, и снять это? Этот вопрос кажется простым. Тем не менее, на него очень непросто дать ответ, и для этого потребуется изучить не только то, как камера записывает свет, но и то, как работают наши глаза и почему они работают именно так. Разбираясь в этом, можно открыть для себя что-то новое о нашем повседневном восприятии мира — помимо возможности стать лучшим фотографом.

 VS. 

Общие сведения

Наши глаза способны окидывать происходящее взглядом и динамически адаптироваться в зависимости от объекта, в то время как камера записывает одиночное неподвижное изображение. Многие считают это основным преимуществом глаз перед камерой. Например, наши глаза способны компенсировать дисбаланс яркости различных предметов, могут смотреть по сторонам, чтобы получить более широкий угол зрения, а также могут фокусироваться на объектах на различных расстояниях.

Однако результат скорее подобен работе видеокамеры — не фото — поскольку наше сознание собирает несколько взглядов в один мысленный образ. Быстрый взгляд наших глаз был бы более честным сравнением, но в итоге уникальность нашей зрительной системы неопровержима, поскольку:

То, что мы видим, является мысленной реконструкцией объектов на основе образов, предоставленных глазами — отнюдь не тем, что наши глаза в действительности увидели.

Вызывает скепсис? У большинства — по крайней мере поначалу. Следующие примеры демонстрируют ситуации, в которых сознание можно заставить видеть нечто отличное от того, что видят глаза:

ложный цвет полосы Маха

Ложный цвет: наведите курсор на край изображения и смотрите на центральный крест. Отсутствующий кружок будет перемещаться по кругу, и через некоторое время начнёт казаться зелёным — хотя в изображении зелёного цвета нет.

Полосы Маха: наведите курсор на изображение. Каждая из полос покажется чуть темнее или светлее вблизи верхней или нижней границы, соответственно, — несмотря на то, что каждая из них окрашена равномерно.

Впрочем, это не должно помешать нам сравнивать наши глаза и камеры! Во многих случаях честное сравнение всё же возможно, но только если мы принимаем во внимание и то, как мы видим, и то, как наше сознание обрабатывает эту информацию. Последующие разделы проведут границу между этими двумя, насколько возможно.

Обзор различий

Данная статья группирует сравнения по следующим визуальным категориям:

  1. угол зрения
  2. различимость деталей
  3. чувствительность и динамический диапазон

Всё это зачастую считается предметом максимальных отличий глаз от камеры, и как раз по этому поводу возникает больше всего разногласий. Есть и другие характеристики, такие как глубина резкости, объёмное зрение, баланс белого и цветовая гамма, но они не являются предметом данной статьи.

1. Угол зрения

Для камер он определяется фокусным расстоянием объектива (а также размером сенсора). Например, фокусное расстояние телеобъектива больше, чем стандартного потретного, а потому угол зрения меньше:

К сожалению, с нашими глазами не всё так просто. Хотя фокусное расстояние человеческого глаза приблизительно равно 22 мм, эта цифра может ввести в заблуждение, поскольку глазное дно закруглено (1), периферия нашего поля зрения значительно менее детальна, чем центр (2), и к тому же то, что мы видим, является комбинированным результатом работы двух глаз (3).

Каждый глаз по отдельности имеет угол зрения порядка 120-200°, в зависимости от того, насколько строго объекты определены как “наблюдаемые”. Соответственно, зона перекрытия двух глаз составляет порядка 130° — она практически настолько же широка, как у объектива типа “рыбий глаз”. Однако по эволюционным причинам наше периферийное зрение пригодно только для обнаружения движения и крупных объектов (таких как прыгающий сбоку лев). Более того, настолько широкий угол выглядел бы сильно искажённым и неестественным, будучи снятым камерой.

 левый глаз оба глаза правый глаз

Наш центральный угол зрения — порядка 40-60° — максимально влияет на наше восприятие. Субъективно это соотносится с углом, в пределах которого вы сможете вспомнить объекты, не двигая глазами. Кстати, это близко к углу зрения “нормального” объектива с фокусным расстоянием 50 мм (если совсем точно, то 43 мм) на камере полного кадра или 27 мм на камере с кроп-фактором 1.6. Хотя он и не воспроизводит полный угол нашего зрения, он хорошо передаёт то, как мы видим, достигая наилучшего компромисса между различными типами искажений:

широкоугольный объектив (большая разница в размерах) телеобъектив (размеры практически одинаковы)

Сделайте угол зрения слишком большим, — и разница в размерах объектов будет преувеличена, ну а слишком узкий угол зрения делает относительные размеры объектов практически одинаковыми, и вы теряете ощущение глубины. Сверхширокие углы к тому же ведут к тому, что объекты по краям кадра оказываются растянуты.

  искажение перспективы  

(при съёмке стандартным/прямолинейным объективом)

Для сравнения, несмотря на то, что наши глаза создают искажённое широкоугольное изображение, мы реконструируем его в объёмный мысленный образ, в котором искажения отсутствуют.

2. Различимость и детальность

Большинство современных цифровых камер имеют 5-20 мегапикселей, что зачастую преподносится как полный провал по сравнению с нашим собственным зрением. Это основано на том факте, что при идеальном зрении человеческий глаз по разрешающей способности эквивалентен 52-мегапиксельной камере (принимая за угол зрения 60°).

Однако эти подсчёты вводят в заблуждение. Лишь наше центральное зрение может быть идеальным, так что в действительности мы никогда не достигаем такой детальности за один взгляд. По мере удаления от центра наши зрительные способности драматически падают — настолько, что всего на 20° от центра наши глаза различают уже всего одну десятую от исходной детальности. На периферии мы обнаруживаем только крупномасштабный контраст и минимум цветов:

Качественное представление визуальной детальности одного взгляда.

Принимая это во внимание, можно утверждать, что один взгляд наших глаз способен различать детали всего лишь сравнимые с 5-15 мегапикселями камеры (в зависимости от зрения). Однако наше сознание в действительности не запоминает образы попиксельно; оно записывает памятные детали, цвет и контраст для каждого изображения по-разному.

В результате, чтобы воссоздать детальный зрительный образ, наши глаза фокусируются на нескольких представляющих интерес предметах, быстро их чередуя. Вот наглядное представление нашего восприятия:

 
исходная сцена   предметы интереса

Конечным результатом является зрительный образ, детальность которого эффективно приоритизируется на основе интереса. Из этого следует важное для фотографов, но часто оставляемое без внимания свойство: даже если снимок максимально использует всю технически возможную детальность камеры, эта детальность не будет иметь особого значения, если сам по себе снимок не содержит ничего запоминающегося.

К прочим важным отличиям того, как наши глаза различают детали, относятся:

Асимметрия. Каждый глаз способен воспринимать больше деталей ниже линии зрения, чем выше, а периферийное зрение гораздо более чувствительно по направлению от носа. Камеры снимают изображения абсолютно симметрично.

Зрение при слабом свете. В условиях очень слабого света, например, лунного или звёздного, наши глаза фактически начинают видеть монохромно. В таких ситуациях наше центральное зрение к тому же становится менее зорким, чем слегка в сторону от центра. Многие астрофотографы в курсе этого и извлекают из этого преимущества, глядя чуть в сторону от неяркой звезды, если хотят разглядеть её невооружённым глазом.

Малые градации. Различимости малейших деталей зачастую уделяется чрезмерное внимание, однако малые тональные градации тоже важны — и похоже, именно по этой части наши глаза и камеры отличаются сильнее всего. Для камеры увеличенную деталь всегда легче передать на снимке — а вот для наших глаз, хоть это и противоречит интуиции, увеличение детали может сделать её менее видимой. На следующем примере оба изображения содержат текстуру с одинаковым контрастом, однако на изображении справа она не видна, поскольку была увеличена.

больше в 16 раз
мелкая текстура (едва видна)   грубая текстура (не видна)

3. Чувствительность и динамический диапазон

Динамический диапазон является одной из характеристик, по которой глаз зачастую рассматривают как имеющий огромное преимущество. Если рассматривать ситуации, в которых наш зрачок расширяется и сужается, адаптируясь к разнице яркостей, тогда да, наши глаза намного превосходят возможности одиночного снимка (и могут иметь диапазон, превышающий 24 f-ступени*). Однако в таких ситуациях наши глаза динамически адаптируются, как это делает видеокамера, так что это, очевидно, нечестное сравнение.

фокус на фоне фокус на переднем плане зрительный образ

Если же вместо этого мы оценим мгновенный динамический диапазон нашего глаза (при неизменной ширине зрачка), то камеры будут выглядеть намного лучше. Аналогию можно получить, глядя на один элемент сцены, дав глазам настроиться и не глядя никуда более. В этом случае как правило говорят, что наши глаза могут воспринимать динамический диапазон порядка 10-14 f-ступеней, что абсолютно перекрывает большинство компактных камер (5-7 ступеней), но на удивление недалеко от возможностей зеркальных камер (8-11 ступеней).

С другой стороны, динамический диапазон нашего глаза зависит также от яркости и контраста предмета, так что вышесказанное справедливо только при обычном дневном свете. При слабом звёздном свете, например, наши глаза могут достичь гораздо более широкого моментального динамического диапазона.

* Динамический диапазон. Наиболее распространённой единицей его измерения в фотографии является f-ступень, так что мы продолжим её использовать. Динамический диапазон описывает соотношение яркостей наиболее яркого и наиболее тёмного предметов в кадре в степенях двойки. То есть, в сцене с динамическим диапазоном в 3 f-ступени белый цвет в 8 раз ярче чёрного (покольку 23 = 2x2x2 = 8).

фиксация движения чувствительность к слабому свету

Авторами левого (спички) и правого (ночное небо) снимков являются lazlo и dcysurfer, соответственно.

Чувствительность. Это ещё одна важная зрительная характеристика, которая описывает способность различать нечёткие или быстродвижущиеся предметы. При ярком свете современные камеры превосходят возможности зрения относительно быстродвижущихся объектов, как показано ниже весьма необычно выглядящим результатом скоростной съёмки. Это зачастую возможно для камер со светочувствительностью ISO свыше 3200; эквивалент светочувствительности ISO для человеческого глаза при дневном свете считается равным всего лишь 1.

Впрочем, при слабом свете чувствительность наших глаз существенно возрастает (если дать им не менее получаса на адаптацию). Астрофотографы часто оценивают её диапазоном ISO 500-1000; всё же не настолько высока, как у цифровых камер, но близко. С другой стороны, камеры имеют преимущество в том, что способны посредством длительной выдержки выявлять и ещё более неяркие объекты, тогда как наши глаза не увидят никаких новых подробностей, рассматривая что-нибудь дольше, чем 10-15 секунд.

Итоги и дополнительная информация

Можно возразить, что рассуждения о том, может ли камера превзойти зрение, непоследовательны, поскольку для камер требуется другой стандарт: они нужны для создания реалистично выглядящих отпечатков. Напечатанный снимок не знает, на каких предметах сфокусируется глаз, так что каждая часть кадра должна быть предельно детальна — просто на случай, если она привлечёт внимание. Это в особенности справедливо для больших или рассматриваемых с близкого расстояния отпечатков. Однако можно и возразить, что дать сравнительную оценку возможностям камеры тоже полезно.

В целом, большинство преимуществ нашей зрительной системы проистекают из того факта, что наше сознание способно разумно интерпретировать информацию, передаваемую глазами, тогда как в случае с камерой всё, что у нас есть, — это результат работы сенсора. Но даже в этом случае современные цифровые камеры справляются на удивление неплохо, а по некоторым визуальным характеристикам даже превосходят наши глаза. По-настоящему выигрывает тот фотограф, который способен разумно собрать несколько снимков — и тем самым превзойти даже изображение, реконструированное сознанием.

Дополнительную информацию по данной теме вы можете найти в следующих статьях:

  • Широкий динамический диапазон (HDR). Как расширить динамический диапазон цифровой камеры, используя серию экспозиций. Результаты способны превзойти человеческий глаз.
  • Градиентные нейтральные фильтры (GND). Техника, позволяющая улучшить вид высококонтрастных сцен аналогично тому, как мы формируем зрительный образ.
  • Бесшовные цифровые панорамы. Общая информация об использовании серии снимков для расширения угла зрения.

– Back to Photography Tutorials –

Марк Тейсье, исследователь Саарландского университета в Германии, представил, пожалуй, самую жуткую веб-камеру: Eyecam. Она выполнена в форме человеческого глаза и двигается!

Веб-камера работает на платформе Arduino Nano. Зрачок двигается, а сам глаз время от времени моргает. Так, по мнению Марка, общение по видеосвязи станет «живее».

На GitHub есть исходный код, то есть собрать подобное устройство можно самостоятельно. Глаз можно научить, например, подмигивать раз в час, а после определённого времени «засыпать».

Такую необычную веб-камеру Марк создал в рамках проекта по изучению изменений в поведении людей при использовании устройств, которые выглядят слишком человечными и реалистичными.

Предложения магазинов Предыдущий Neuralink показала видео с мартышкой Пейджер, играющей в компьютерный пинг-понг силой мысли Следующий Шесть из десяти самых продаваемых смартфонов в январе — это iPhone

Рассказываем о важных событиях в мире технологий

О проекте

    13:59 Лента

    Новые подробности об iPhone 13 за несколько дней до официального анонса

    Оцените статью
    Рейтинг автора
    4,8
    Материал подготовил
    Максим Коновалов
    Наш эксперт
    Написано статей
    127
    А как считаете Вы?
    Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
    ли со статьей или есть что добавить?
    Добавить комментарий