какое iso у глаза человека
Работает ли человеческий глаз как фотокамера?
Что такое свет?
Для человеческого зрения и камеры характерны обе формы.
Как глаза и камеры улавливают свет?
И глаза, и камеры чувствительны к свету. Это означает, что они реагируют на передаваемые им сигналы. Они работают аналогично друг другу, но устроены по-разному. В глазах свет сначала проходит через роговицу. Это передний слой глаза, как и передний элемент вашей камеры. Оба играют важную роль в преломлении света и защите других частей глаза или хрусталика.
Радужка представляет из себя кольцевидную мембрану позади роговицы. В центре есть регулируемое отверстие: зрачок. Он контролирует количество проходящего света. В объективах фотоаппаратов диафрагма выполняет ту же функцию.
За радужной оболочкой находится линза. Это прозрачная кристаллическая структура, гибкая и меняющая форму для фокусировки. В объективах фотоаппаратов обычно больше элементов. Фокус можно изменить, переместив эти линзы ближе или дальше от сенсора камеры.
Изображение, появляющееся на сетчатке или сенсоре, перевернуто вверх ногами и в стороны. Человеческий мозг далее переворачивает эту картинку.
Какое разрешение имеет человеческий глаз?
Основное различие между сетчаткой и датчиком состоит в том, что первый изогнут, так как он является частью глазного яблока. Кроме этого содержит больше ячеек, чем количество пикселей в датчике камеры. В нем около 130 миллионов клеток, 6 миллионов чувствительных к цвету (колбочек). В сенсоре камеры плотность пикселей ровная. В глазу в середине сетчатки больше клеток.
Допустим, разрешение глаза составляет 130 МП. Из-за быстрого и постоянного движения глазного яблока на самом деле она составляет около 576 МП. Не говоря уже о том, что разрешение глаза необязательно должно учитывать разрешающую способность линзы.
Также необходимо отметить, что светочувствительные клетки выключены по яркости. Они помогают зрению в условиях низкой освещенности. При слабом освещении все наоборот, потому что тогда активны только палочки. Вот почему мы не можем видеть цвета в сумерках.
Кроме того, с возрастом глаза теряют часть этих клеток, и мозг к этому приспосабливается. Таким образом, глазу не нужно значение разрешения, так как зрение зависит от многих других вещей. Итак, из-за большого количества клеток в сетчатке, мы можем сказать, что человеческий глаз имеет примерно 576MP. Это не то же самое, что в фотографии, но сравнение интересное. Таким образом, мы можем увидеть мощные возможности человеческих глаз с фотографической точки зрения.
Понимание поля зрения человека
Мы часто слышим, что 50-миллиметровый объектив полнокадровой камеры ближе всего к полю зрения человека. 50 мм называют стандартным объективом, потому что фокусное расстояние равно диагонали его сенсора. Фокусное расстояние глаз человека составляет примерно 22 мм. Таким образом, это не стандартный объектив, потому что он имеет такое же фокусное расстояние или угол обзора, что и глаз.
Что такое динамический диапазон человеческого глаза?
Сенсор цифровой камеры (или полоса пленки) может улавливать только ограниченный диапазон света. Это и есть динамический диапазон. Ограничения динамического диапазона часто проявляются в ярких сценах с большим контрастом. В пасмурный день большинство фотоаппаратов может захватывать самые темные и самые яркие области изображения. Корректная экспозиция на одном кадре. Добавьте яркий, направленный свет, и это совсем другая история. Сюда входят портреты с подсветкой или пейзажные сцены.
Под динамическим диапазоном в фотографии понимается диапазон света, который камера может уловить за одну экспозицию. Человеческий глаз может видеть детали в свете с динамическим диапазоном около 20 стопов. DSLR и беззеркальные камеры зачастую могут запечатлеть только половину этого. Камеры не могут видеть такой же динамический диапазон, как глаз человека. Сияющее голубое небо, которое вы видите глазами, на камеру становится переэкспонированной белой массой. Или вы получите полностью темный передний план.
Когда мы смотрим на сцену, глаза больше похожи на видеокамеру. Они как бы постоянно подстраивается под условия освещения. Это означает, что мы не только «экспонируем» светлые или темные участки сцены. Это обусловлено быстрыми движениями глаз. Глаз всегда движется, что позволяет человеку измерять свет во всех частях сцены. Таким образом, мы можем приспособить зрачок к условиям освещения. Эта разница видна, когда мы снимаем объект, освещенный сзади. С помощью фотокамеры мы можем запечатлеть силуэт, но глаза по-прежнему будут видеть детали в темных местах.
Что такое ISO глаза?
ISO можно измерить относительно стопами выдержки. Шкала ISO камеры похожа на выдержку в том смысле, что при ее увеличении вдвое удваивается и экспозиция. Стоп в ISO означает вдвое больше или вполовину меньше света по сравнению с предыдущим. Они пропорциональны друг другу. Низкое значение ISO даст «темную» экспозицию, а высокое ISO даст «яркую».
Чаще всего ISO начинается со значения ISO 100. Это самый низкий, самый темный параметр, также называемый базовым ISO. Следующая точка ISO 200, будет вдвое ярче, а ISO 400 – еще вдвое ярче. Таким образом, есть две ступени между ISO 100 и 400, четыре ступени между 100 и 1600 и так далее.
Мы не можем измерить чувствительность человеческого органа точно так же, как чувствительность искусственной пленки или сенсора. Если все же сравнивать их, ISO глаза оценивается примерно в 1 при ярком свете. И около 500–1000 в условиях более темного освещения.
Заключение
Понятно, почему мы проводим параллель между человеческими глазами и фотокамерами. Но нужно признать, что мы не можем скопировать точный механизм нашего видения. Цифровые камеры не могут конкурировать со сложностью глаза и мозга. Не забывайте, что наше зрение зависит от мозга. Даже психологические факторы влияют на восприятие видимой картинки.
Видеоканал Фотогора
Камера и человеческий глаз
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:
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 2 3 = 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:
Факты о зрении
Средняя частота моргания человеческого глаза составляет 1 раз в 10 секунд. Процесс длится до 3 секунд. За 12 часов мы можем проморгать до 25 минут. Это необходимо для увлажнения глаз, сохранения нормального зрения. В случае ухудшения этой функции пациенты могут пройти полное комплексное обследование у квалифицированного офтальмолога. Интересно, что частота моргания выше у женщин.
На верхнем и нижнем веке человека находится примерно 150 ресниц.
Когда мы работаем за компьютером, процесс фокусировки повторяется до 20 тысяч раз.
Реакция на свет
Привыкание глаз к темноте происходит за 1-1,5 часа. Если вы находились в темноте не меньше минуты и вышли на свет, то зрительная чувствительность увеличится в 10 раз. Вот почему, мы часто испытываем дискомфорт, покидая темные помещения. Яркий солнечный свет наносит вред глазам. Купить очки, оправы и контактные линзы по низким ценам можно в наших салонах.
Способность различать цвета
Представители семейства кошачьих не могут различать красный цвет. Они видят мир не ярким, но имеют способности идентификации 25 тонов серого. Эта полезная способность помогает им при охоте на мышей.
Собаки не видят оттенки теплого спектра, такие как красный, оранжевый и желтый. При этом они хорошо различают синий и фиолетовый.
Дальтонизмом страдает порядка 1% женщин и 8% мужчин. В глазах человека от 130 миллионов светочувствительных клеток. Они позволяют нам различать порядка около 5 миллионов цветов. Если вы замечаете ухудшение цветовосприятия, можете записаться к нашему офтальмологу для проверки зрения и подбора очков.
Цвет глаз
Большинство людей имеют карий цвет глаз. Меньше всего человек с зелеными глазами. Количество зеленоглазого населения не превышает 2%. У всех новорожденных условно светло-серые глаза. Они приобретают собственный оттенок, когда малышу исполняется 2 года. Цвет глаз зависит от концентрации меланина на радужной оболочке. При изобилии пигмента они приобретают темный цвет (черные, карие), при минимальном количестве становятся светлыми (серые, голубые, зеленые).
Красноглазыми могут быть только альбиносы, у которых нет меланина в радужке. Существует 1% людей с разными оттенками глаз.
Самые глазастые
Собаки лучше видят на расстоянии, чем вблизи. Они отлично различают предметы, расположенные за 35-50 см. Собаки прекрасно рассчитывают дистанцию до цели. Самым зорким насекомым является стрекоза. Она может разглядеть бусину на расстоянии 1 м. Зрительные органы стрекозы включают 30 000 отдельных глазков, которые складывают картинки в единую мозаику.
Лягушки воспринимают только движущиеся предметы. Чтобы увидеть статичные объекты, им требуется начать двигаться самим.
Кто лучше всех видит в темноте
Сова отличается наилучшим ночным зрением. Эти птицы спят днем и бодрствуют ночью. В светлое время суток острота зрения совы падает.
Кошки превосходят человека в способности ориентироваться в темноте в 6 раз. Размер их зрачков меняется в зависимости от степени освещенности помещения. Узкие зрачки – защитная реакция сетчатки.
Лошади имеют отличное панорамное зрение. Угол обзора составляет 350°. Угол обзора у человека составляет 160-210°.
Строение глаз
Масса китовых глаз составляет примерно 1 кг. Самыми совершенными органами зрения наделены головоногие моллюски.
Диаметр глазного яблока людей достигает 24 мм. У всех взрослых здоровых мужчин и женщин он одинаков. Различия в долях миллиметра могут появляться при возникновении офтальмологических нарушений.
Каждый человек имеет персональный рисунок радужной оболочки. Она служит одним из средств идентификации личности.