Нажмите "Enter" для пропуска содержимого

Угол обзора глаз человека: Сколько градусов обзор у человека?

Содержание

Сколько градусов обзор у человека?

Сегодня мы расскажем о том, сколько градусов обзор у человека. Вернее, сколько градусов составляет обзор тех предметов, которые человек может видеть, как прямым, так и боковым зрением. Для этого сначала нужно определиться с терминологией.

Тот вопрос, который мы озвучили в начале статьи, если задать его правильно, будет звучать следующим образом, какое поле зрения имеет человек? Сразу скажем, что поле зрения зависит от того, какого цвета у человека глаза. Например, при всех прочих равных условиях, поле зрения человека с голубыми глазами (именно такие люди имеют наибольший градус обзора) будет больше, чем у человека с зелеными глазами (обладатели этого цвета глаз имеют наименьшее поле зрения), на десятые долги градуса. Конечно, данное различие будет незаметным, и замерить его можно только в лабораторных условиях.

Сколько же градусов обзор у человека?

Дадим определение поля зрения – это то угловое пространство, которое человек может видеть в том случае, если у него находится голова в неподвижном состоянии, а взгляд устремлен строго вдаль. Итак, какое же поле зрения у человека в идеале:

  • вверх – 55о
    ;
  • вниз — 60о;
  • наружу (каждый глаз) – по 90о. То есть, суммарный показатель бокового зрения — 180 о.

Но следует помнить, что данные показатели верны только для ахроматического зрения (то есть, черно-белого). В глазах человека нет специальных колбочек по краям сетчатки, именно поэтому, различить цвета периферическим зрением, человек не в состоянии. Боковое зрение – только черно-белое.

Проще говоря, градус обзора ахроматического зрения человека составляет 180 о. Если речь идет о том, в границах какого обзора поля зрения, человек видит трехмерные объекты – в рамках 110 о. Если же идет речь о том, чтобы воспринимать цвета, то поле зрения человека еще меньше. Теперь вы, уважаемые читатели нашего блога знаете, сколько градусов обзор у человека.

Фокусное расстояние 50мм — не поле зрения человека | Сайт профессионального фотографа в Киеве

Только что попал на очередную статью с распространённой ересью о том, что 50мм соответствует углу человеческого зрения.

Часто полтинник позиционируется как стандартный объектив. Его можно, конечно, использовать как стандартный. Но угол зрения объектива 50мм совершенно не соответствует человеческому зрению.

Давайте подумаем о то, как видит человек, чтобы окончательно разобраться в этом вопросе.

Википедия нам сообщает, что человек двумя глазами видит перед собой примерно на 190 градусов во всех направлениях. Угол зрения объектива 50мм на полном кадре примерно соответствует 50-55 градусам. Соответственно, чтобы полтинник соответствовал углу зрения человека, человек должен будет одеть на себя шоры. Тогда это будет справедливо.

Картинка ниже примерно иллюстрирует человеческое поле зрения.

Чтобы объектив соответствовал нашему полю зрения он должен быть широкоугольным

. Если брать полный охват периферического зрения, то это должен быть объектив с фокусным расстоянием примерно 14мм. Если же говорить о зоне комфортного зрения, то фокусное расстояние должно быть примерно 28мм. Но никак на 50мм. Полтинник — это объектив, который существенно сужает видимую область перед собой. Этим можно и нужно пользоваться, но не стоит говорить о полном поле зрения человека.

Если нужен объектив, чтобы ходить и счёлкать перед собой всё «как есть», нужен именно ширик. Недаром камеры во всех смартфонах снабжаются объективом около 30мм.

Есть другой важный нюанс.

Полтинник действительно соответствует человеческому зрению в плане передачи перспективы.

  • Если одеть объектив с фокусным расстоянием меньше 50мм, перспектива в кадре будет расширятся. Дальние объекты будут выглядеть дальше, чем мы их видим своими глазами.
  • Если же мы будем использовать телеобъектив, то есть с фокусным расстояниям более 50мм, то объекты вдалеке будут казаться ближе, чем они есть.
  • И именно 50мм — это золотая середина, которая даёт нам правильную трёхмерную картину в плане перспективы.

Перспектива и угол зрения — разные вещи и не нужно их путать.

Мысли о полтиннике как портретном объективе

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:

  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:

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:

Факты о зрении — Полезная информация «Оптик Центр»

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.

Похожая ситуация обстоит со слезами. Дамы плачут около 47 раз за год, а мужчины — всего 7. Повышенное слезотечение может быть признаком ухудшения зрения или других патологий глаза. В нашей клинике существует множество современных лечебных программ для детей и взрослых.

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.


Работает ли человеческий глаз как фотокамера?

Свет — это физическое явление, которое внутри человеческих глаз ведет себя так же, как и в фотоаппарате. Камеры нуждаются в той же сборке, что и наши глаза, чтобы обрабатывать свет. Вот почему между ними интересно провести параллель. В статье фотограф Лили Якобовитс (Lili Jakobovits) сравнивает поле зрения человека с фотокамерой.

Что такое свет? 

Чтобы понять, как работают зрение и фотокамеры, нам нужно понять природу поведения света. Свет — это электромагнитное излучение, которое может обнаружить человеческий глаз. Другими словами, это видимая часть спектра электромагнитного излучения. Люди могут определять длины волн от 380 до 700 нанометров. Согласно концепции дуальности волна-частица, свет — это частица (фотон) или волна. Это означает, что он ведет себя одновременно как фотоны и как волны. Он состоит из крошечных частиц, но распространяется в пространстве волной. 

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.

Внутри глаза находится светочувствительный слой, называемый сетчаткой. Сетчатка принимает и преобразует свет в электрические сигналы. Эти сигналы затем передаются нейронами. Таким образом, через зрительный нерв сетчатка отправляет сообщения в мозг. «Сетчатка» камеры — это сенсор. 

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. 

Поскольку у человека чаще всего два глаза, поле зрения составляет примерно 210 градусов по горизонтальной дуге. Это не означает, что люди могут видеть с одинаковой резкостью при 210 градусах, так как в это включается и периферическое зрение. Мы не можем сосредоточить внимание на всем, что нас окружает — только по краям можем обнаруживать движение и формы. Вот почему человек постоянно двигает глазами (саккадическое движение глаз). 

Объектив 50 мм имеет угол обзора 46 градусов. Центр поля зрения человека, около 40-60 градусов, — это то место, где мы получаем большую часть информации. Это означает, что наше восприятие зависит от этой части. Это близко к углу обзора 50 мм. 

Что такое динамический диапазон человеческого глаза? 

Динамический диапазон — интересная тема, когда мы сравниваем фотокамеры с глазами. Камеры не могут уловить все детали сцены при слишком ярком свете. Либо самые яркие области превратятся в белые пятна, либо самые темные области станут черными без деталей. Динамический диапазон объясняет, почему именно это происходит.

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.

Глаз человека — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

 

 
Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: глаз как оптическая система.

Глаз — удивительно сложная и совершенная оптическая система, созданная природой. Сейчас мы в общих чертах узнаем, как функционирует человеческий глаз. Впоследствии это позволит нам лучше понять принципы работы оптических приборов; да, кроме того, это интересно и важно само по себе.

 

Строение глаза.

 

Мы ограничимся рассмотрением лишь самых основных элементов глаза. Они показаны на рис. 1 (правый глаз, вид сверху).

Рис. 1. Строение глаза

 

Лучи, идущие от предмета (в данном случае предметом является фигура человека), попадают на роговицу — переднюю прозрачную часть защитной оболочки глаза. Преломляясь в роговице и проходя сквозь зрачок (отверстие в радужной оболочке глаза), лучи испытывают вторичное преломление в хрусталике. Хрусталик является собирающей линзой с переменным фокусным расстоянием; он может менять свою кривизну (и тем самым фокусное расстояние) под действием специальной глазной мышцы.

Преломляющая система роговицы и хрусталика формирует на сетчатке изображение предмета. Сетчатка состоит из светочувствительных палочек и колбочек — нервных окончаний зрительного нерва. Падающий свет вызывает раздражение этих нервных окончаний, и зрительный нерв передаёт соответствующие сигналы в мозг. Так в нашем сознании формируются образы предметов — мы видим окружающий мир.

Ещё раз взгляните на рис. 1 и обратите внимание, что изображение разглядываемого предмета на сетчатке — действительное, перевёрнутое и уменьшенное. Так получается потому, что предметы, рассматриваемые глазом без напряжения, расположены за двойным фокусом системы роговица-хрусталик (помните случай для собирающей линзы?).

То, что изображение является действительным, понятно: на сетчатке должны пересекаться сами лучи (а не их продолжения), концентрируя световую энергию и вызывая раздражения палочек и колбочек.

Насчёт того, что изображение является уменьшенным, тоже вопросов не возникает. А каким же ему ещё быть? Диаметр глаза равен примерно 25 мм, а поле нашего зрения попадают предметы куда большего размера. Естественно, глаз отображает их на сетчатке в уменьшенном виде.

Но вот как быть с тем, что изображение на сетчатке является перевёрнутым? Почему же тогда мы видим мир не вверх ногами? Здесь подключается корректирующее действие нашего мозга. Оказывается, кора головного мозга, обрабатывая изображение на сетчатке, переворачивает картинку обратно! Это установленный факт, проверенный экспериментами.

Как мы уже сказали, хрусталик — это собирающая линза с переменным фокусным расстоянием. Но зачем хрусталику менять своё фокусное расстояние?

 

Аккомодация.

 

Представьте себе, что вы смотрите на приближающегося к вам человека. Вы всё время чётко его видите. Каким образом глазу удаётся это обеспечивать?

Чтобы лучше понять суть вопроса, давайте вспомним формулу линзы:

.

В данном случае — это расстояние от глаза до предмета, — расстояние от хрусталика до сетчатки, — фокусное расстояние оптической системы глаза. Величина является неиз
менной, поскольку это геометрическая характеристика глаза. Следовательно, чтобы формула линзы оставалась справедливой, вместе с расстоянием до разглядываемого предмета должно меняться и фокусное расстояние .

Например, если предмет приближается к глазу, то уменьшается, поэтому и должно
уменьшаться. Для этого глазная мышца деформирует хрусталик, делая его более выпуклым и уменьшая тем самым фокусное расстояние до нужной величины. При удалении предмета, наоборот, кривизна хрусталика уменьшается, а фокусное расстояние возрастает.

Описанный механизм самонастройки глаза называется аккомодацией. Итак, аккомодация — это способность глаза отчётливо видеть предметы на различных расстояниях. В процессе аккомодации кривизна хрусталика меняется так, что изображение предмета всегда оказывается на сетчатке.

Аккомодация глаза совершается бессознательно и очень быстро. Эластичный хрусталик может легко менять свою кривизну в определённых пределах. Этим естественным пределам деформации хрусталика отвечает
область аккомодации — диапазон расстояний, на которых глаз способен чётко видеть предметы. Область аккомодации характеризуется своими границами -дальней и ближней точками аккомодации.

Дальняя точка аккомодации (дальняя точка ясного видения) — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при расслабленной глазной мышце, т. е. когда хрусталик не деформирован.

Ближняя точка аккомодации (ближняя точка ясного видения) — это точка нахождения предмета, изображение которого на сетчатке получается при наибольшем напряжении глазной мышцы, т. е. при максимально возможной деформации хрусталика.

Дальняя точка аккомодации нормального глаза находится на бесконечности: в ненапряжённом состоянии глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке (рис. 2, слева). Иными словами, фокусное расстояние оптической системы нормального глаза при недеформированном хрусталике равно расстоянию от хрусталика до сетчатки.

Ближняя точка аккомодации нормального глаза расположена на некотором расстоянии от него (рис. 2, справа; хрусталик максимально деформирован). Это расстояние с возрастом увеличивается. Так, у десятилетнего ребёнка см; в возрасте 30 лет см; к 45 годам ближняя точка аккомодации находится уже на расстоянии 20–25 см от глаза.

Рис. 2. Дальняя и ближняя точки аккомодации нормального глаза

 

Теперь мы переходим к простому, но очень важному понятию угла зрения. Оно является ключевым для понимания принципов работы различных оптических приборов.

 

Угол зрения.

 

Когда мы хотим получше рассмотреть предмет, мы приближаем его к глазам. Чем ближе предмет, тем больше его деталей оказываются различимыми. Почему так получается?

Давайте посмотрим на рис. 3. Пусть стрелка — рассматриваемый предмет, — оптический центр глаза. Проведём лучи и (которые не преломляются) и получим на сетчатке изображение нашего предмета — красную изогнутую стрелочку.

Рис. 3. Предмет далеко, угол зрения мал

 

Угол называется углом зрения. Если предмет расположен далеко от глаза, то угол зрения мал, и размер изображения на сетчатке также оказывается малым.

Рис. 4. Предмет близко, угол зрения велик

 

Но если предмет расположить ближе, то угол зрения увеличивается (рис. 4). Соответственно увеличивается и размер изображения на сетчатке. Сравните рис. 3 и рис. 4 — во втором случае изогнутая стрелочка оказывается явно длиннее!

Размер изображения на сетчатке — вот что важно для подробного разглядывания предмета. Сетчатка, напомним, состоит из нервных окончаний зрительного нерва. Поэтому чем крупнее изображение на сетчатке, тем больше нервных окончаний раздражается идущими от предмета световыми лучами, тем больший поток информации о предмете направляется по зрительному нерву в мозг — и, следовательно, тем больше подробностей мы различаем, тем лучше мы видим предмет!

Ну а размер изображения на сетчатке, как мы уже убедились из рисунков 3 и 4, напрямую зависит от угла зрения: чем больше угол зрения, тем крупнее изображение. Поэтому вывод: увеличивая угол зрения, мы различаем больше подробностей рассматриваемого объекта.

Вот почему мы одинаково плохо видим как мелкие объекты, пусть и находящиеся рядом, так и крупные объекты, но расположенные далеко. В обоих случаях угол зрения мал, и на сетчатке раздражается небольшое число нервных окончаний. Известно, кстати, что если угол зрения меньше одной угловой минуты (1/60 градуса), то раздражается лишь одно нервное окончание. В этом случае мы воспринимаем объект просто как точку, лишённую деталей.

 

Расстояние наилучшего зрения.

 

Итак, приближая предмет, мы увеличиваем угол зрения и различаем больше деталей. Казалось бы, оптимального качества видения мы достигнем, если расположим предмет максимально близко к глазу — в ближней точке аккомодации (в среднем это 10–15 см от глаза).

Однако мы так не поступаем. Например, читая книгу, мы держим её на расстоянии примерно 25 см. Почему же мы останавливаемся на этом расстоянии, хотя ещё имеется ресурс дальнейшего увеличения угла зрения?

Дело в том, что при достаточно близком расположении предмета хрусталик чрезмерно деформируется. Конечно, глаз ещё способен чётко видеть предмет, но при этом быстро утомляется, и мы испытываем неприятное напряжение.

Величина см называется расстоянием наилучшего зрения для нормального глаза. При таком расстоянии достигается компромисс: угол зрения уже достаточно велик, и в то же время глаз не утомляется ввиду не слишком большой деформации хрусталика. Поэтому с расстояния наилучшего зрения мы можем полноценно созерцать предмет в течении весьма долгого времени.

 

Близорукость.

 

Напомним, что фокусное расстояние нормального глаза в расслабленном состоянии равно расстоянию от оптического центра до сетчатки. Нормальный глаз фокусирует параллельные лучи на сетчатке и поэтому может чётко видеть удалённые предметы, не испытывая напряжения.

Близорукость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза меньше расстояния от оптического центра до сетчатки. Близорукий глаз фокусирует параллельные лучи перед сетчаткой, и от этого изображения удалённых объектов оказываются размытыми (рис. 5; хрусталик не изображаем).

Рис. 5. Близорукость

 

Потеря чёткости изображения наступает, когда предмет находится дальше определённого расстояния. Это расстояние соответствует дальней точке аккомодации близорукого глаза. Таким образом, если у человека с нормальным зрением дальняя точка аккомодации находится на бесконечности, то у близорукого человека дальняя точка аккомодации расположена на конечном расстоянии перед ним.

Соответственно, ближняя точка аккомодации у близорукого глаза находится ближе, чем у нормального.

Расстояние наилучшего зрения для близорукого человека меньше 25 см. Близорукость корректируется с помощью очков с рассеивающими линзами. Проходя через рассеивающую линзу, параллельный пучок света становится расходящимся, в результате чего изображение бесконечно удалённой точки отодвигается на сетчатку (рис. 6). Если при этом мысленно продолжить расходящиеся лучи, попадающие в глаз, то они соберутся в дальней точке аккомодации .

Рис. 6. Коррекция близорукости с помощью очков

 

Таким образом, близорукий глаз, вооружённый подходящими очками, воспринимает параллельный пучок света как исходящий из дальней точки аккомодации. Вот почему близорукий человек в очках может отчётливо рассматривать удалённые предметы без напряжения в глазах. Из рис. 6 мы видим также, что фокусное расстояние подходящей линзы равно расстоянию от глаза до дальней точки аккомодации.

 

Дальнозоркость.

 

Дальнозоркость — это дефект зрения, при котором фокусное расстояние расслабленного глаза больше расстояния от оптического центра до сетчатки.

Дальнозоркий глаз фокусирует параллельные лучи за сетчаткой, отчего изображения удалённых объектов оказываются размытыми (рис. 7).

Рис. 7. Дальнозоркость

 

На сетчатке же фокусируется сходящийся пучок лучей. Поэтому дальняя точка аккомодации дальнозоркого глаза оказывается мнимой: в ней пересекаются мысленные продолжения лучей сходящегося пучка, попадающего на глаз (мы увидим это ниже на рис. 8). Ближняя точка аккомодации у дальнозоркого глаза расположена дальше, чем у нормального.Расстояние наилучшего зрения для дальнозоркого человека больше 25 см.

Дальнозоркость корректируется с помощью очков с собирающими линзами. После прохождения собирающей линзы параллельный пучок света становится сходящимся и затем фокусируется на сетчатке (рис. 8).

Рис. 8. Коррекция дальнозоркости с помощью очков

 

Параллельные лучи после преломления в линзе идут так, что продолжения преломлённых лучей пересекаются в дальней точке аккомодации . Поэтому дальнозоркий человек, вооружённый подходящими очками, будет отчётливо и без напряжения рассматривать удалённые предметы. Мы также видим из рис. 8, что фокусное расстояние подходящей линзы равно расстоянию от глаза до мнимой дальней точки аккомодации.

 

Зрение кошек | Ветклиника «Доктор Айболит» в Екатеринбурге

Зрение кошек

24.06.2021

Кошачье зрение

Со зрительными способностями наших четвероногих любимцев связано огромное количество мифов и заблуждений. Давайте разберемся, как устроено зрение кошек, способны ли они различать цвета и благодаря чему хвостатые могут видеть то, чего не видим мы.

Начнем с того, что глаза не являются для животного главным органом чувств. Если человек до 70% информации об окружении получает визуально, то для кошек зрение – это не основной источник информации. Гораздо больше представители семейства кошачьих полагаются на слух и обоняние, которые у них развиты куда лучше, нежели у их хозяев.

Зрение в темноте и восприятие цвета

Утверждение о том, что коты и кошки способны видеть в полной темноте – распространенный миф. На самом деле усатые обладают отличным сумеречным зрением, то есть видят гораздо лучше нас при слабой освещенности, но в полностью лишенном света помещении ориентироваться им будет так же некомфортно, как и человеку.

Хорошее сумеречное зрение кошкам даровала эволюция: тысячи лет их предки выходили на охоту именно на закате, выискивая мелких грызунов среди травы и кустарников. Благодаря способности быстро расширять зрачки, хвостатые видят в полутьме в 7 раз лучше людей.

Еще одно частое заблуждение о кошачьем зрении связано с тем, что котам приписывают неспособность различать никакие цвета, кроме черного и белого. Действительно, глаз кошки в сравнении с человеческим содержит не так много колбочек, отвечающих за цветоощущение, но они могут улавливать:

  1. черный и белый;
  2. синий;
  3. зеленый;
  4. желтый;
  5. множество оттенков серого.

Науке до сих пор неизвестно как именно кошки видят окружающий мир, но уже сейчас можно сказать, что их восприятие выходит за рамки монохромной палитры.

Поле зрения кошки и фокусировка

Коты и кошки не могут фокусировать взгляд на предмете, расположенном ближе, чем в полуметре от их глаз – именно поэтому ваш любимец может некоторое время не замечать еду, которую вы положили у него перед носом. Для «близкого контакта» хвостатые используют обоняние и усы.

Врожденная дальнозоркость кошачьего семейства также обусловлена эволюцией: в дикой природе эти охотники, как правило, подкрадываются к жертве на расстояние от 50-80 см до нескольких метров и стремительно нападают. Зрение кошек отлично служит им на средней дистанции.

Любопытно и то, что кошки смотрят на мир буквально шире, чем люди. Угол обзора слегка выпуклых кошачьих глаз составляет около 200 градусов против 180 градусов у человека. Это помогает животному лучше ориентироваться в пространстве и определять расстояние до цели.

«Доктор Айболит» – на страже здоровья ваших питомцев

Способность четко видеть – основа полноценной жизни для любого домашнего животного. На нарушения в работе зрения кошки могут указывать следующие симптомы:

  1. животное часто натыкается на предметы, не может найти чашку с едой или водой;
  2. расширение зрачка даже при хорошем освещении;
  3. плохая координация движений;
  4. помутнение зрачков;
  5. сонливость, неуклюжесть, невнимательность.

При любых признаках потери зрения животное стоит незамедлительно показать ветеринару. Офтальмологи клиники «Доктор Айболит» готовы провести комплексное обследование и назначить вашему любимцу соответствующее лечение. Записаться на прием вы можете по телефонам, указанным на этой странице.

Камера против человеческого глаза

Эта статья началась после того, как я следил за онлайн-дискуссией о том, дает ли 35-миллиметровый или 50-миллиметровый объектив на полнокадровой камере поле зрения, эквивалентное полю зрения обычного человека. Это конкретное обсуждение сразу же погрузилось в оптическую физику глаза как камеры и объектива — понятное сравнение, поскольку глаз состоит из переднего элемента (роговицы), кольца диафрагмы (радужная оболочка и зрачок), линзы и датчика. (сетчатка).

Несмотря на всю впечатляющую математику оптической физики глазного яблока, обсуждение, похоже, не имело логического смысла, поэтому я много читал по этой теме.

Эта статья не принесет прямой пользы, которая позволит вам побегать и сделать более качественные снимки, но она может показаться вам интересной. Вы также можете найти это невероятно скучным, поэтому сначала я дам вам свой вывод в виде двух цитат из Гарри Виногранда:

Фотография — это иллюзия буквального описания того, как камера «увидела» кусок время и место.

Фотография — это не предмет фотографирования. Речь идет о том, как эта штука выглядит на снимке .

В основном, проводя все эти исследования о том, чем человеческий глаз похож на фотоаппарат, я действительно узнал, что человеческое зрение не похоже на фотографию. В каком-то смысле это объяснило мне, почему я так часто нахожу фотографии намного красивее и интереснее, чем сама сцена.

Глаз как система камеры

На первый взгляд довольно логично сравнивать глаз с фотоаппаратом.Мы можем измерить длину глаза спереди назад (около 25 мм от роговицы до сетчатки) и диаметр зрачка (2 мм сужен, от 7 до 8 мм расширен) и вычислить числа, похожие на линзы, на основе этих измерений.

Тем не менее, вы можете найти несколько других цифр для фокусного расстояния глаза. Некоторые из них основаны на физических измерениях анатомических структур глаза, другие — на основе оптометрических расчетов, некоторые учитывают, что хрусталик глаза и сам размер глаза изменяются при сокращении различных мышц.

Подводя итог, тем не менее, одно обычно указываемое фокусное расстояние глаза составляет 17 мм (это рассчитывается на основе значения оптометрической диоптрии). Однако более общепринятое значение составляет от 22 до 24 мм (рассчитывается на основе физической рефракции в глазу). В определенных ситуациях фокусное расстояние может быть больше.

Поскольку мы знаем приблизительное фокусное расстояние и диаметр зрачка, относительно легко рассчитать апертуру (диафрагму) глаза. При фокусном расстоянии 17 мм и зрачке 8 мм глазное яблоко должно функционировать как f / 2.1 линза. Если мы используем фокусное расстояние 24 мм и зрачок 8 мм, оно должно быть f / 3,5. На самом деле в астрономии был проведен ряд исследований по измерению диафрагмы человеческого глаза, и полученное число составляет от f / 3,2 до f / 3,5 (Миддлтон, 1958).

Здесь вы оба, кто дочитает до этого места, вероятно, задались вопросом: «Если фокусное расстояние глаза составляет 17 или 24 мм, почему все спорят о том, 35 ​​или 50 мм линзы — это то же поле зрения, что и человеческое? глаз?»

Причина в том, что измеренное фокусное расстояние глаза не определяет угол зрения человеческого зрения.Я расскажу об этом более подробно ниже, но главное, что только часть сетчатки обрабатывает основное изображение, которое мы видим. (Область основного зрения называется конусом зрительного внимания, остальное, что мы видим, — «периферическое зрение»).

Исследования показали, что конус зрительного внимания имеет ширину около 55 градусов. На 35-миллиметровой полнокадровой камере 43-миллиметровый объектив обеспечивает угол обзора 55 градусов, так что фокусное расстояние обеспечивает точно такой же угол обзора, что и у людей.Блин, если это не на полпути между 35 мм и 50 мм. Итак, первоначальный аргумент окончен, реальный «нормальный» объектив на 35-мм зеркальной фотокамере не является ни 35-миллиметровым, ни 50-миллиметровым, это что-то среднее между ними.

Глаз — это

, а не Система камеры

Получив ответ на первоначальное обсуждение, я мог бы оставить все в покое и уйти с еще одной довольно бесполезной мелочью, чтобы поразить моих онлайн-друзей. Но НЕЕЕЕЕТ. Когда мне нужно выполнить кучу работы, я почти всегда предпочитаю потратить еще пару часов на чтение статей о человеческом зрении.

Возможно, вы заметили, что в приведенном выше разделе не учтены некоторые аналогии «глаза-камера», потому что, как только вы пройдете простые измерения диафрагмы и объектива, остальные сравнения не будут так хорошо соответствовать.

Рассмотрим датчик глаза, сетчатку. Сетчатка почти такого же размера (диаметр 32 мм), что и сенсор полнокадровой камеры (диаметр 35 мм). Однако после этого почти все изменилось.

Сетчатка человеческого глаза

Первое различие между сетчаткой и сенсором вашей камеры довольно очевидно: сетчатка изогнута вдоль задней поверхности глазного яблока, а не плоская, как кремниевый сенсор в камере.Кривизна имеет очевидное преимущество: края сетчатки находятся примерно на том же расстоянии от линзы, что и центр. У плоского сенсора края дальше от объектива, а центр ближе. Преимущество сетчатки — она ​​должна иметь лучшую «угловую резкость».

Человеческий глаз также имеет намного больше пикселей, чем ваша камера, около 130 миллионов пикселей (вы, владельцы 24-мегапиксельных камер, чувствуете себя теперь скромными?). Однако только около 6 миллионов пикселей глаза являются конусами (которые видят цвет), а остальные 124 миллиона видят только черно-белое изображение.Но снова преимущество сетчатки. Долгое время.

Но если мы посмотрим дальше, различия станут еще более заметными…

На сенсоре камеры каждый пиксель представлен в виде регулярной сетки. Каждый квадратный миллиметр сенсора имеет одинаковое количество пикселей и одинаковый узор. На сетчатке есть небольшая центральная область размером около 6 мм (макула), которая содержит самую плотную концентрацию фоторецепторов в глазу. Центральная часть макулы (ямка) плотно заполнена только колбочками (цветочувствительными) клетками.Остальная часть макулы вокруг этой центральной «цветной» области содержит как палочки, так и колбочки.

Макула содержит около 150 000 «пикселей» в каждом квадрате 1 мм (сравните это с 24 000 000 пикселей, распределенных по сенсору 35 x 24 мм в 5DMkII или D3x) и обеспечивает наше «центральное зрение» (конус визуального внимания на 55 градусов). упомянутое выше). В любом случае, центральная часть нашего поля зрения имеет гораздо большую разрешающую способность, чем даже лучшая камера.

Остальная часть сетчатки имеет гораздо меньше «пикселей», большинство из которых являются только черно-белыми.Он обеспечивает то, что мы обычно считаем «периферическим зрением», то есть то, что мы видим «краем глаза». Эта часть очень хорошо распознает движущиеся объекты, но не обеспечивает достаточного разрешения, например, для чтения книги.

Общее поле зрения (область, в которой мы можем видеть движение) человеческого глаза составляет 160 градусов, но за пределами конуса визуального внимания мы не можем распознавать детали, только широкие формы и движение.

Преимущества человеческого глаза по сравнению с камерой немного уменьшаются, когда мы покидаем сетчатку и возвращаемся к мозгу.Камера отправляет данные каждого пикселя с датчика на компьютерный чип для обработки в изображение. Глаз имеет 130 миллионов датчиков в сетчатке, но зрительный нерв, передающий сигналы этих датчиков в мозг, имеет только 1,2 миллиона волокон, поэтому менее 10% данных сетчатки передаются в мозг в любой момент времени. (Отчасти это связано с тем, что химическим датчикам света в сетчатке требуется время, чтобы «перезарядиться» после стимуляции. Отчасти потому, что мозг все равно не мог обработать такой объем информации.)

И, конечно, мозг обрабатывает сигналы иначе, чем фотоаппарат. В отличие от прерывистых щелчков затвора камеры, глаз посылает в мозг постоянное видео, которое преобразуется в то, что мы видим. Подсознательная часть мозга (латеральное коленчатое ядро, если вы должны знать) сравнивает сигналы от обоих глаз, собирает наиболее важные части в трехмерные изображения и отправляет их в сознательную часть мозга для распознавания изображений и далее. обработка.

Подсознательный мозг также посылает сигналы в глаз, слегка перемещая глазное яблоко по схеме сканирования, так что острое зрение макулы перемещается по интересующему объекту. В течение нескольких секунд глаз фактически отправляет несколько изображений, а мозг обрабатывает их в более полное и детальное изображение.

Подсознательный мозг также отклоняет большую часть входящей полосы пропускания, отправляя в сознательный мозг лишь небольшую часть своих данных. Вы можете контролировать это до некоторой степени: например, прямо сейчас ваш сознательный мозг говорит латеральному коленчатому ядру: «пришлите мне информацию только из центрального зрения, сосредоточьтесь на набранных словах в центре поля зрения, двигайтесь слева направо. правильно, чтобы я мог их прочитать ».Прекратите читать на секунду и, не двигая глазами, попытайтесь увидеть то, что находится в вашем периферийном поле зрения. Секунду назад вы не «видели» этот объект справа или слева от монитора компьютера, потому что периферическое зрение не передавалось в сознательный мозг.

Если вы сконцентрируетесь, даже не двигая глазами, вы, по крайней мере, сможете сказать, что объект находится там. Однако, если вы хотите видеть его ясно, вам придется послать другой мозговой сигнал в глаз, переместив конус визуального внимания на этот объект.Заметьте также, что вы не можете одновременно читать текст и видеть периферийные объекты — мозг не может обработать такой объем данных.

Мозг не работает, когда изображение достигает сознательной части (называемой зрительной корой). Эта область прочно связана с участками памяти мозга, что позволяет вам «узнавать» объекты на изображении. Мы все пережили тот момент, когда что-то видим, но не осознаем, что это такое, на секунду или две. После того, как мы это узнали, мы задаемся вопросом, почему, черт возьми, это не стало очевидным сразу.Это потому, что мозгу потребовалась доля секунды, чтобы получить доступ к файлам памяти для распознавания изображений. (Если вы еще не испытали этого, просто подождите несколько лет. Будет.)

На самом деле (и это очень очевидно) человеческое видение — это видео, а не фотография. Даже глядя на фотографию, мозг делает несколько «снимков», перемещая центр фокуса по изображению, складывая и собирая их в окончательное изображение, которое мы воспринимаем. Посмотрите на фотографию в течение нескольких минут, и вы поймете, что подсознательно ваш взгляд скользил по ней, получая обзор изображения, сосредотачиваясь на деталях здесь и там, а через несколько секунд осознавая некоторые вещи в нем, которые не были очевидны на первый взгляд.

Так в чем же смысл?

Что ж, у меня есть некоторые наблюдения, хотя они далеки от того, «какой объектив имеет поле зрения, наиболее схожее с человеческим зрением?». Эта информация заставила меня задуматься о том, что меня так привлекает в одних фотографиях, а не в других. Я не знаю, верны ли какие-либо из этих наблюдений, но это интересные мысли (по крайней мере, для меня). Все они основаны на одном факте: когда мне действительно нравится фотография, я провожу минуту или две, глядя на нее, позволяя своему человеческому зрению сканировать ее, улавливая детали или, возможно, размышляя о деталях, которые не видны.

Фотографии, сделанные с «нормальным» углом зрения (от 35 до 50 мм), кажутся, сохраняют свою привлекательность независимо от их размера. Даже изображения веб-формата, снятые с таким фокусным расстоянием, сохраняют суть кадра. Снимок ниже (сделанный на 35 мм) имеет гораздо больше деталей, если смотреть на большое изображение, но суть очевидна даже на маленьком. Возможно, мозгу удобнее распознавать изображение, которое он видит в обычном поле зрения. Возможно, это потому, что мы, фотографы, склонны подсознательно подчеркивать композицию и объекты на фотографии с «нормальным» углом зрения.

Фотография выше демонстрирует кое-что еще, о чем я всегда задавался вопросом: происходит ли наше увлечение и любовь к черно-белой фотографии, потому что это один из немногих способов, которыми плотные конические (только цветные) рецепторы в нашей макуле вынуждены отправлять изображение в оттенках серого для нашего мозга?

Возможно, нашему мозгу нравится смотреть только на тон и текстуру, без того, чтобы данные о цвете забивали узкую полосу пропускания между глазным яблоком и мозгом.

Как и снимки «под обычным углом», телефото и макро снимки часто отлично смотрятся на небольших отпечатках или веб-форматах JPG.У меня есть глаз слона размером 8 × 10 и макро-отпечаток паука такого же размера на стене моего офиса, который даже на другом конце комнаты выглядит великолепно. (По крайней мере, мне они кажутся великолепными, но вы заметите, что они висят в моем офисе. Я повесил их еще в паре мест в доме, и мне тактично сказали, что «они действительно не идут с мебелью для гостиной », так что, может быть, они не всем так хорошо смотрятся.)

Нет хорошей композиции или каких-либо других факторов, чтобы сделать эти фотографии привлекательными для меня, но я все равно нахожу их интересными.Возможно, потому, что даже при небольшом размере мое человеческое зрение может видеть детали на фотографии, которые я никогда не мог увидеть, глядя на слона или паука «невооруженным глазом».

С другой стороны, когда я получаю хороший широкоугольный или живописный снимок, я даже не удосуживаюсь опубликовать изображение веб-размера или сделать небольшой отпечаток (и я не собираюсь начинать эту статью). Я хочу напечатать БОЛЬШОЙ. Я думаю, возможно, так, что мое человеческое зрение может сканировать изображение, выявляя мелкие детали, которые полностью теряются при его уменьшении.И каждый раз, когда я делаю большой отпечаток, даже сцены, в которой я был десяток раз, я замечаю на фотографии вещи, которых никогда не видел, когда был там лично.

Возможно, «видео», которое мой мозг делает при сканировании отпечатка, дает гораздо больше деталей, и я нахожу его более приятным, чем композиция фотографии, когда она напечатана небольшого размера (или которую я видел, когда фактически был на месте происшествия) .

И, возможно, подсознательное «сканирование», которое мое зрение производит на фотографии, объясняет, почему такие вещи, как «правило третей» и выборочная фокусировка, привлекают мой взгляд к определенным частям фотографии.Возможно, мы, фотографы, просто выяснили, как мозг обрабатывает изображения, и воспользовались этим на практике, не зная всей науки.

Но я полагаю, что мой единственный реальный вывод таков: фотография — это НЕ совсем то, что мой глаз и мозг видели на месте происшествия. Когда у меня получается хороший снимок, это что-то другое и что-то лучше, как то, что сказал Виногранд в двух цитатах выше, а также в этой цитате:

Вы видите, что что-то происходит, и вы бросаете это.Либо вы получите то, что видели, либо что-то еще — и в зависимости от того, что лучше, вы напечатаете.


Об авторе : Роджер Чикала — основатель LensRentals. Эта статья изначально была опубликована здесь.


Изображение предоставлено : мой глаз вблизи от machinecodeblue, взгляд Ниха через глаз камеры от моих глаз для ваших глаз 🙂 от slalit, Схема человеческого глаза от полностью субъективного, Моя сетчатка левого глаза от Ричарда Мейсонера / Циклическая, хроматическая аберрация (вроде) от moppet65535

lens — Как запечатлеть сцену так, как ее видят мои глаза?

Сделать снимок таким, каким его видят ваши глаза? Нет проблем, но это не все в камере, вам придется поработать в посте.И это почти наверняка , а не , что вам действительно нужно.

Во-первых, вам понадобится круглая линза «рыбий глаз», которая плохо виньетирует, чтобы делать снимки. (На самом деле вам понадобится несколько изображений и система просмотра со встроенной системой отслеживания взгляда, которая может переворачивать изображения при движении вашего глаза.) Никто не делает линзы, которые работают так плохо, как человеческий глаз (по крайней мере, никто не делает их такими. специально и предлагает его для продажи как фотообъектив), так что остальное придется делать по почте.

Во-первых, вам нужно обрезать изображение вверху. Точно, где будет меняться, но здесь мешает ваша бровь. Затем вам нужно запустить средство поиска краев — в Photoshop подойдет фильтр Sketch-> Bas Relief. Поместите результат этого на отдельный слой, настроенный для умножения — вы объедините его позже, но вы можете скрыть слой пока.

Затем выберите часть в середине изображения — около одного или двух процентов всего изображения — растушуйте выделение на двадцать или тридцать пикселей, затем скопируйте это выделение на отдельный слой.

Теперь примените сильный фильтр размытия к исходному изображению. Вы хотите видеть цвета, но не видеть реальных деталей. Слейте слой барельефа с размытым изображением. Затем объедините слой, который вы сделали из выделения. Теперь у вас должно получиться круглое изображение с обрезанным верхом, плохо очерченными краями, без реальных деталей изображения на большей части изображения, но с краями исходных элементов, требующими внимания, и небольшой областью посередине (около десять процентов ширины и высоты) в относительно резком фокусе.

Вы еще не закончили. Вам нужно создать круговое выделение размером примерно половину области, которая находится в фокусе, чуть ниже и сбоку, и немного перекрывая область фокусировки. Хорошо растушуйте выделение, затем залейте его черным цветом.

Создайте новый оверлейный слой, залейте его 50% серого и добавьте около десяти процентов монохромного гауссовского шума, чтобы получить хорошее размытие. Слейте это вниз.

Теперь у вас есть изображение, которое приблизительно соответствует тому, что вы на самом деле видите с фиксированным глазом.На самом деле это намного менее искажено, чем то, что видит ваш глаз, но добавление всех маленьких извилин, которые возникают из-за разной толщины жидкости на поверхности глаза в любой момент времени, — это большая проблема, которую нужно пройти для этого упражнения. .

Все остальное, что, по вашему мнению, вы видите, исходит от вашего мозга, а не от глаз. Это черное пятно? У вас по одному в каждом глазу, и ваш мозг заполняет недостающие данные. Огромное море деталей? Панорамный шов в зрительной коре.Резкость какая-нибудь? Усреднение множественных «выдержек». У нас также есть автоматическая система диафрагмы и мы производим «смещение ISO» на лету в зависимости от того, на что мы обращаем внимание в любой момент (наш статический динамический диапазон не слишком сильно отличается от того, что снимает камера — мы делаем HDR ». в посте »).

Вы, вероятно, хотите запечатлеть то, что видит ваш разум, а не то, что видят ваши глаза, и это различно для каждого изображения. Вот почему они делают все эти разные линзы. Иногда вы хотите показать обширную панораму, потому что это то, что вы видели .Но даже с огромным ландшафтом, возможно, ваше внимание привлекла лишь небольшая рощица. Портрет может быть крупным планом или может охватывать все окружение сидящего — опять же, все зависит от того, что вы видели мысленным взором, а не от того, что вы видели своим настоящим глазом. То же самое и с глубиной резкости — вы смотрели на всю сцену или просто обращали внимание на одну маленькую деталь в более широком контексте?

Другими словами, это не тот вопрос, на который можно ответить прямо.Ответ таков и всегда будет: «в зависимости от обстоятельств». Экспериментируйте. Упражняться. Изучите свои инструменты и то, что они делают, и в конечном итоге вы точно будете знать, что вам нужно сделать, чтобы запечатлеть не то, что было на самом деле, а то, что вы видели . Ансель Адамс назвал это previsualizing , и он потратил много времени на разработку формальной системы, которая позволила бы ему запечатлеть на пленку то, что он видел своим разумом и сердцем, а не глазами.

Человеческий глаз | Безграничная физика

Человеческий глаз

Человеческий глаз — это орган, который реагирует на свет и обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины.

Цели обучения

Определять части человеческого глаза и их функции

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Глаз состоит из нескольких частей, включая радужную оболочку, зрачок, роговицу и сетчатку.
  • Глаз состоит из шести мышц, которые контролируют движение глаз, обеспечивая разное напряжение и вращающий момент.
  • Глаз во многом похож на фотоаппарат: зрачок обеспечивает диафрагму, диафрагма — диафрагму, роговица напоминает линзу.Способ формирования изображения очень похож на способ формирования изображения выпуклой линзой.
Ключевые термины
  • зрачок : Отверстие в середине радужной оболочки глаза, через которое проходит свет и фокусируется на сетчатке.
  • апертура : диаметр апертуры, ограничивающей ширину светового пути через всю систему. Для телескопа это диаметр линзы объектива (например, у телескопа может быть апертура 100 см).

Человеческий глаз — это вход в одно из пяти наших чувств. Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет. Он обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины. Нормальный человеческий глаз может видеть около 10 миллионов различных цветов! Человеческий глаз состоит из многих частей, и это то, что мы собираемся рассмотреть в этом атоме.

Недвижимость

Вопреки тому, что вы думаете, человеческий глаз — не идеальная сфера, а состоит из двух частей разной формы: роговицы и склеры.Эти две части соединены кольцом, называемым лимбом. Видимая часть глаза — это радужная оболочка, цветная часть глаза. В середине радужной оболочки находится зрачок, черная точка, которая меняет размер. Роговица покрывает эти элементы, но прозрачна. Глазное дно находится напротив зрачка, но внутри глаза и его нельзя увидеть без специальных инструментов. Зрительный нерв — это то, что передает сигналы глаза в мозг. это схема глаза. Человеческий глаз состоит из трех слоев:

Схема человеческого глаза : Роговица и хрусталик глаза действуют вместе, формируя реальное изображение на светочувствительной сетчатке, которая имеет наибольшую концентрацию рецепторов в ямке и слепом пятне над зрительным нервом.Сила хрусталика глаза регулируется, чтобы обеспечить изображение на сетчатке для различных расстояний до объекта. Здесь показаны слои тканей с разными показателями преломления в хрусталике. Однако для ясности они были опущены на других рисунках.

  1. Наружный слой — состоит из роговицы и склеры.
  2. Средний слой — состоит из сосудистой оболочки, цилиарного тела и радужки.
  3. Внутренний слой — сетчатка, которую можно увидеть с помощью инструмента, называемого офтальмоскопом.

Внутри этих трех слоев находится водянистая влага (прозрачная жидкость, которая содержится в передней и задней камерах), стекловидное тело (прозрачное желе, которое намного больше, чем водянистая влага) и гибкая линза. Все это связано учеником.

Динамика

Каждый раз, когда глаз двигается, даже немного, он автоматически корректирует экспозицию, регулируя диафрагму, которая регулирует размер зрачка. Это то, что помогает глазам приспособиться к темным местам или действительно яркому свету.Хрусталик глаза похож на линзу в очках или фотоаппарате. Человеческий глаз имеет апертуру, как и фотоаппарат. Зрачок выполняет эту функцию, а диафрагма служит диафрагмой. Различные части глаза имеют разные показатели преломления, и это то, что изгибает лучи для формирования изображения. Роговица обеспечивает глаза на две трети. Объектив обеспечивает оставшуюся мощность. Изображение проходит через несколько слоев глаза, но происходит очень похоже на выпуклую линзу.Когда изображение, наконец, достигает ретены, оно инвертируется, но мозг исправляет это. показывает, что происходит.

Схема зрения : Изображение формируется на сетчатке, при этом световые лучи сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают на сетчатке перевернутое реальное изображение. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Движение глаз

Каждый глаз состоит из шести мышц; латеральная прямая мышца, медиальная прямая мышца, нижняя прямая мышца, верхняя прямая мышца, нижняя косая мышца и верхняя косая мышца.Все эти мышцы обеспечивают различное напряжение и крутящий момент для управления движением глаза. Вот несколько примеров движений глаз:

  • Быстрое движение глаз — часто называемое REM, это происходит во время сна, когда происходят самые яркие сны.
  • Саккада — это быстрые одновременные движения обоих глаз, контролируемые лобной долей мозга.
  • Вестибулоокулярный рефлекс — это движение глаз, противоположное движению головы и удерживающее объект, на который вы смотрите, в центре зрения.
  • Движение преследования — это движение слежения, когда вы следуете за движущимся объектом. Он менее точен, чем вестибулоокулярный рефлекс.

Color Vision

Используя колбочек в сетчатке, мы воспринимаем изображения в цвете; каждый тип конуса определенно видит области красного, зеленого или синего цвета.

Цели обучения

Объясните, как человеческий глаз воспринимает цвета

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Колбочки сетчатки отвечают за распознавание цветов.Существует три типа конусов, каждый из которых может принимать только один цвет: красный, зеленый или синий. Вот почему телевизоры и экраны компьютеров состоят из тысяч маленьких красных, зеленых или синих огней.
  • Человеческий глаз более чувствителен к изменениям интенсивности, чем к изменениям цвета, поэтому допустимо использовать черно-белую фотографию вместо цветной и почему люди по-прежнему могут различать все на фотографии без цвета.
  • Цвета обычно записываются разными значениями красного, зеленого или синего.Каждое значение представляет собой логарифмическую форму этой частоты.
Ключевые термины
  • яркость : интенсивность объекта, не зависящая от его цвета.

В человеческом зрении за цветовое зрение отвечают клетки колбочек. Отсюда важно понимать, как воспринимается цвет. Используя колбочек в сетчатке, мы воспринимаем изображения в цвете. Каждый тип конуса определенно видит области красного, зеленого или синего (RGB) в цветовом спектре красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, индиго, фиолетового.

Цвета между этими абсолютными значениями рассматриваются как различные линейные комбинации RGB. Вот почему телевизоры и экраны компьютеров состоят из тысяч маленьких красных, зеленых или синих огней, и почему цвета в электронной форме представлены разными значениями RGB. Эти значения обычно указываются в виде значения их частоты в логарифмической форме.

Цветовое пространство YUV

Человеческий глаз более чувствителен к изменениям интенсивности, чем к изменениям цвета, поэтому допустимо использовать черно-белую фотографию вместо цветной и почему люди все еще могут различать все на фотографии без цвета.Интенсивность или яркость Y можно найти из следующего уравнения:

[латекс] \ text {Y} = 0,3 \ text {R} +0,6 \ text {G} +0,1 \ text {B} [/ latex]
[латекс] \ text {Y} = 0,3 \ text {R} +0.6 \ text {G} +0.1 \ text {B} [/ latex]

Предыдущее уравнение относится к яркости, но цветность (имеющая отношение к цветам) может быть найдена из следующих уравнений:

[латекс] \ text {U} = 0,5 (\ text {BY}) [/ latex]
[латекс] \ text {U} = 0,5 (\ text {B} — \ text {Y}) \\ \ text {V} = 0,625 (\ text {R} — \ text {Y}) [/ latex]

[латекс] \ text {V} = 0.625 (\ text {RY}) [/ латекс]

Вы можете перейти от цветовых пространств RGB к YUV с помощью следующей матричной операции:

[латекс] \ begin {pmatrix} \ text {Y} \\ \ text {U} \\ \ text {V} \ end {pmatrix} = \ text {C} * \ begin {pmatrix} \ text {R} \\ \ text {G} \\ \ text {B} \ end {pmatrix} [/ latex]

Где C равно:

[латекс] \ begin {pmatrix} 0,3 & 0,6 & 0,1 \\ -0,15 & -0,3 & 0,45 \\ 0,4375 & -0,3750 & -0,0625 \ end {pmatrix} [/ latex]

Визуальная чувствительность

In, мы видим, что

Визуальная чувствительность : Этот график показывает чувствительность глаза к компонентам яркости (Y) и цветности (U, V) изображений.Горизонтальная шкала представляет собой пространственную частоту и представляет частоту чередующегося рисунка из параллельных полос с синусоидально изменяющейся интенсивностью. Вертикальная шкала — это контрастная чувствительность человеческого зрения, которая представляет собой отношение максимального видимого диапазона интенсивностей к минимально различимому изменению интенсивности от пика к пику на указанной частоте.

  • максимальная чувствительность к Y возникает для пространственных частот около 5 циклов / градус, что соответствует полосатым узорам с полупериодом (шириной полосы), равным 1.8 мм на расстоянии 1 м (~ длина руки).
  • Глаз имеет очень слабую реакцию выше 100 циклов / градус, что соответствует ширине полосы 0,1 мм на расстоянии 1 м. На стандартном экране ПК шириной 250 мм для этого потребуется 2500 пикселей на строку! Следовательно, текущий стандарт SVGA 1024 × 768 пикселей все еще несколько далеки от идеала и ограничен размером пятна на ЭЛТ. У современных дисплеев ноутбуков размер матрицы составляет около 0,3 мм, но они приятны на вид, потому что края экрана очень резкие (и нет мерцания).
  • Чувствительность к яркости падает на низких пространственных частотах, показывая, что мы не очень хорошо умеем оценивать абсолютные уровни яркости, пока они не меняются со временем — чувствительность яркости к временным флуктуациям (мерцанию) не падает при низких пространственных частотах. частоты.
  • Максимальная светочувствительность намного ниже максимальной светочувствительности, при этом сине-желтая (U) чувствительность составляет примерно половину от красно-зеленой (V) чувствительности и примерно 16 от максимальной светочувствительности.
  • Чувствительность цветности падает выше 1 цикл / градус, что требует гораздо меньшей пространственной полосы пропускания, чем яркость.

Теперь мы можем понять, почему лучше преобразовать в домен YUV перед попыткой сжатия изображения. Компоненты U и V могут быть дискретизированы с меньшей частотой, чем Y (из-за более узкой полосы пропускания), и могут быть определены количественно более грубо (из-за более низкой контрастной чувствительности).

Разрешение человеческого глаза

Человеческий глаз — это орган чувств, обеспечивающий зрение и способный различать около 10 миллионов цветов.

Цели обучения

Описать поле зрения и цветовую чувствительность человеческого глаза

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Сетчатка человеческого глаза имеет коэффициент статической контрастности около 100: 1 и коэффициент динамической контрастности около 1000000: 1.
  • Глаз включает линзы, похожие на линзы в оптических приборах, таких как фотоаппараты.
  • Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет людям иметь горизонтальное поле зрения, обращенное вперед, почти на 180 градусов. .
Ключевые термины
  • коэффициент статической контрастности : Коэффициент яркости самого яркого и самого темного цвета, который система способна обрабатывать одновременно в любой момент времени.
  • коэффициент динамической контрастности : Коэффициент яркости самого яркого и самого темного цвета, который система способна обрабатывать с течением времени (во время движения изображения).
  • поле зрения : Угловая протяженность того, что можно увидеть либо глазом, либо с помощью оптического инструмента или камеры.

Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет во многих обстоятельствах. Как сознательный орган чувств человеческий глаз допускает зрение; палочковидные и колбочковые клетки сетчатки обеспечивают сознательное восприятие света и зрение, включая цветовую дифференциацию и восприятие глубины. Человеческий глаз может различать около 10 миллионов цветов. Модель человеческого глаза можно увидеть на.

.

Схема человеческого глаза : Структура глаза и сетчатка крупным планом.

Сетчатка человеческого глаза имеет коэффициент статической контрастности около 100: 1 (около 6.5 ступеней диафрагмы). Как только глаз перемещается, он повторно регулирует свою экспозицию, как химически, так и геометрически, регулируя радужную оболочку (которая регулирует размер зрачка). Первоначальная адаптация к темноте происходит примерно через четыре секунды непрерывной темноты; Полная адаптация за счет корректировок химического состава сетчатки в основном завершается за тридцать минут. Следовательно, возможен динамический коэффициент контрастности около 1000000: 1 (около 20 диафрагм). Процесс нелинейный и многогранный, поэтому прерывание светом запускает процесс адаптации заново.Полная адаптация зависит от хорошего кровотока (таким образом, адаптации к темноте может мешать плохое кровообращение и сосудосуживающие факторы, такие как табак).

Глаз включает линзу, аналогичную линзам в оптических приборах (например, фотоаппаратах). Могут применяться те же принципы. Зрачок человеческого глаза — это его апертура. Ирис — это диафрагма, которая служит диафрагмой. Из-за преломления в роговице эффективная апертура (входной зрачок) немного отличается от физического диаметра зрачка.Входной зрачок обычно составляет около 4 мм в диаметре, хотя он может варьироваться от 2 мм (f / 8,3) в ярко освещенном месте до 8 мм (f / 2,1) в темноте. Последнее значение медленно уменьшается с возрастом; Глаза пожилых людей иногда расширяются не более чем до 5-6 мм.

Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет людям иметь горизонтальное поле зрения, обращенное вперед, почти на 180 градусов. . При вращении глазного яблока примерно на 90 ° (исключая вращение головы, включая периферическое зрение) горизонтальное поле зрения достигает 170 °.Приблизительно на 12–15 ° височно и на 1,5 ° ниже горизонтали находится зрительный нерв или слепое пятно, которое составляет примерно 7,5 ° в высоту и 5,5 ° в ширину.

Близорукость, дальнозоркость и коррекция зрения

Чтобы человеческий глаз мог видеть ясно, изображение должно формироваться непосредственно на сетчатке; в противном случае изображение размытое.

Цели обучения

Определить факторы, вызывающие близорукость и дальнозоркость дефектов зрения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Фокус изображения будет меняться в зависимости от формы линзы.Ваш объектив меняется в зависимости от расстояния до объекта, расслабления или сокращения мышц, и это контролирует фокусное расстояние.
  • Близорукость возникает, когда изображение формируется до сетчатки.
  • Дальнозоркость возникает, когда изображение формируется за сетчаткой.
Ключевые термины
  • миопия : нарушение зрения, при котором удаленные объекты кажутся нечеткими, потому что глаз фокусирует свое изображение перед сетчаткой, а не на ней.
  • дальнозоркость : нарушение зрения, при котором глаз фокусирует изображения позади сетчатки, а не на ней, так что удаленные объекты видны лучше, чем близкие.

Человеческий глаз — это вход в одно из пяти наших чувств. Человеческий глаз — это орган, реагирующий на свет. Он обеспечивает восприятие света, цветового зрения и восприятия глубины, но не все глаза идеальны. Нормальный человеческий глаз может видеть около 10 миллионов различных цветов!

Недвижимость

Вопреки тому, что вы думаете, человеческий глаз — не идеальная сфера, а состоит из двух частей разной формы: роговицы и склеры.Эти две части соединены кольцом, называемым лимбом. Видимая часть глаза — это радужная оболочка, цветная часть глаза. В середине радужной оболочки находится зрачок — черная точка, меняющая размер. Роговица покрывает эти элементы, но она прозрачна. Глазное дно находится напротив зрачка, но внутри глаза, и его нельзя увидеть без специальных инструментов. Зрительный нерв — это то, что передает сигналы глаза в мозг. показывает схему глаза.

Видение

Различные части глаза имеют разные показатели преломления, и это то, что изгибает лучи для формирования изображения.Роговица обеспечивает глаза на две трети. Объектив обеспечивает оставшуюся мощность. Изображение проходит через несколько слоев глаза, но это происходит очень похоже на выпуклую линзу. Когда изображение, наконец, достигает ретены, оно инвертируется, но мозг исправляет это. Чтобы зрение было четким, изображение должно формироваться непосредственно на сетчатке. Фокус нужно менять, как и в камере, в зависимости от расстояния и размера объекта. Хрусталик глаза гибкий и меняет форму.Это изменяет фокусное расстояние. Цилиарные мышцы глаза контролируют форму хрусталика. Когда вы на чем-то сосредотачиваетесь, вы сжимаете или расслабляете эти мышцы.

Схема зрения : Изображение формируется на сетчатке, при этом световые лучи сходятся в большей степени на роговице, а также при входе и выходе из линзы. Лучи сверху и снизу объекта отслеживаются и создают на сетчатке перевернутое реальное изображение. Расстояние до объекта рисуется меньше масштаба.

Близкое зрение

Близорукость или миопия — это дефект зрения, который возникает, когда фокус изображения находится перед сетчаткой.Это показано на рисунке. Близкие объекты видны хорошо, а удаленные объекты размыты. Это можно исправить, поместив перед глазом расходящиеся линзы. Это заставит световые лучи распространиться прежде, чем они попадут в глаз.

Близкое зрение : Это происходит, когда изображение формируется до сетчатки

Дальнее зрение

Дальнозоркость или дальнозоркость — это дефект зрения, который возникает, когда фокус изображения находится за сетчаткой. Это показано в.Далекие объекты видны хорошо, но более близкие объекты размыты. Это можно исправить, поместив собирающие линзы перед глазом. Это заставит световые лучи немного сходиться вместе, прежде чем они попадут в глаз.

Дальнее зрение : Это происходит, когда изображение формируется за сетчаткой

Действительно ли объектив с фокусным расстоянием 50 мм выглядит так же, как человек?

Действительно ли объектив 50 мм выглядит так же, как человек?

Все согласны с тем, что широкоугольный объектив видит многое, а телеобъектив — более узкое поле зрения.Но что делает нормальный объектив «нормальным»?

Есть несколько способов подойти к этому вопросу. Самая простая из них, конечно, заключается в том, что этому учит почти любая книга по фотографии для начинающих. Для «полнокадровой» 35-мм камеры объектив 50 мм считается нормальным по определению. Это соответствует углу обзора примерно 46 градусов. Я предполагаю, что в некотором смысле должно быть что-то посередине шкалы между широкоугольным объективом и телефото, и 50 мм — хорошее круглое число, но в целом для меня это не очень удовлетворительный ответ.Во-первых, в мире, где стандартизация формата 35-мм пленки (или, разумеется, датчиков аналогичного размера) совсем не то, к чему она привыкла, магическое число 50 на самом деле больше не 50. Такой же угол обзора составляет около 35 мм (технически 33 1/3) на Nikon DX и сенсорах аналогичного размера APS-C. Базовая математика дает нам множество чисел в других форматах.

Другой, более технический ответ заключается в том, что объектив с фокусным расстоянием, равным размеру диагонали цифрового сенсора (или пленки), по определению является «нормальным».«С пленкой размером 24 мм на 36 мм диагональ составляет около 43 мм — значение, которое иногда называют люди, которые утверждают, что знают.

Но независимо от окончательного числа, эти аргументы полностью игнорируют механику и оптику человеческого зрения — упущение, которое кажется относящимся к обсуждаемой теме.

Некоторые из тех же книг по фотографии для начинающих, которые упоминались ранее, действительно используют аргумент, что нормальный объектив является «нормальным», потому что он видит примерно тот же угол зрения, что и человеческий глаз.Ученые говорят нам, что человеческий глаз на самом деле имеет фокусное расстояние около 22 мм с углом обзора не менее 120 градусов. Это кажется настолько далеким от ожидаемого диапазона, что явно происходит нечто большее, чем просто базовая оптика.

Самая заметная разница, без сомнения, заключается в том, что в то время как ваша камера видит только одним объективом, полный набор человеческих глаз обычно насчитывает два. Однако это должно привести к еще большему расширению коллективного угла зрения. Но поля зрения этих двух глаз перекрываются, поэтому мы можем определять расстояние на основе параллакса.Мы действительно ясно видим только в центральной части этого обширного поля зрения. Когда люди говорят о том, что видят что-то краем глаза, они имеют в виду тот факт, что наша острота зрения падает к периферии того, что мы «видим». Если обратить внимание только на центральную часть, угол обзора, который мы четко видим, действительно попадает в диапазон от 40 до 60 градусов.

Но есть и другие факторы, которые все усложняют. Во-первых, задняя часть наших глаз круглая.Плоская поверхность цифровых сенсоров и пленки позволяет проецируемому изображению расширяться дальше, чем мы могли бы видеть то же самое своими глазами.

Тогда все дело в нашем мозге. Так много из того, что мы думаем, что видим, на самом деле является реконструкцией того, что на самом деле видят наши глаза, вместе с тем, что они видели совсем недавно. Мы работаем с моделью реального мира больше, чем с самим реальным миром. Для иллюстрации представьте, что вы едете по автостраде. Вы пристально смотрите на дорогу перед собой, как и должно быть.Но на мгновение вы смотрите на спидометр, свой мобильный телефон или что-то еще. В вашем мозгу автострада продолжает беспрепятственно пролетать мимо вас, даже если вы ненадолго загляните в другое место. Если вам так не повезло, что вы попали в аварию, не обратив внимания, это, несомненно, станет сюрпризом. В вашей ментальной модели мира вокруг вас не должно было произойти этой аварии. Вы думали, что трафик по-прежнему ведет себя как раньше, но это не так. Сюрприз!

Чтобы еще больше усложнить ситуацию, в своем мозгу вы на самом деле не видите никакого определенного угла зрения.То, что вы думаете, что видите, состоит из того, что вам интересно. Вы в значительной степени игнорируете то, что не так. Вы можете осознавать некоторые вещи вдали от центра вашего зрения, в то же время не замечая других объектов, находящихся гораздо ближе. С учетом обработки, выполняемой вашим мозгом, ваше фактическое поле зрения имеет неправильную форму, а не круглую, как проецируется ваш объектив, или прямоугольную, как фиксирует сенсор камеры.

Фотографы-портретисты часто рекомендуют объективы, эквивалентные длине 85 мм, поскольку они делают клиентов более счастливыми, чем когда они снимают ближе к буквально правильному диапазону 50 мм.Помню, как однажды я сфотографировал нас с родителями на камеру с автоспуском. В то время мы все сидели на моем диване с камерой по другую сторону маленькой гостиной в моей квартире. Чтобы все мы вписались в картинку, я увеличил объектив примерно до 35 мм. Большая ошибка. Если вы когда-либо делали то же самое, то заметили, что близкое расположение камеры подчеркивает перспективу менее чем лестно. Все колени, находящиеся ближе всего к объективу, казались огромными на изображении.Но стареющие животы, которые выступали к линзе лишь номинально ближе, чем остальные тела, к которым они были прикреплены, также выглядели больше, чем ожидалось. Излишне говорить, что я не слишком гордился этим изображением. Я пошутил, используя более широкий объектив, чем более «нормальное» фокусное расстояние от 50 до 55 мм. Люди, которые хотят получить более привлекательные портреты, делают наоборот, используя линзы длиннее, чем «обычно». Думаю, понятие «нормальный» субъективно.

Попытка сравнить зрение камеры с человеческим зрением никогда не может быть прямым соревнованием.Пытаться выбрать точное фокусное расстояние, эквивалентное человеческому зрению, все равно что пытаться определить, какое яблоко больше всего похоже на банан. Оба являются фруктами, но на самом деле это не одно и то же. Правильный ответ приходится где-то на 50 мм, но точного ответа нет.

2.1.1. Поле зрения человека: (а) вертикальное, (б) горизонтальное (из [Heil92]).

Контекст 1

… диаграмма ясно показывает, что человеческое зрение обеспечивает большую часть информации, передаваемой в наш мозг, и захватывает большую часть нашего внимания.Поэтому стимуляция зрительной системы играет главную роль в «обмане органов чувств» и стала предметом исследований. Второе по важности чувство — это слух, который также довольно часто принимается во внимание (подробности см. В разделе 2.5.3). Сенсорное управление в целом не играет значительной роли, за исключением задач точного манипулирования, когда оно становится действительно необходимым (подробности см. В разделах 2.3.3 и 2.5.2). В большинстве систем виртуальной реальности запах и вкус еще не учитываются из-за их второстепенной роли и сложности в реализации.Нельзя забывать и о других аспектах: системная синхронизация (то есть синхронизация всех стимулов с действиями пользователя), которая в основном способствует болезни симулятора (подробности см. В разделе 2.2.2) и, наконец, проблемы проектирования (т.е. учет психологических аспектов ) отвечает за глубину присутствия в виртуальных средах [Slat93, Slat94]. Как уже упоминалось ранее, визуальная информация — самый важный аспект в создании иллюзии погружения в виртуальный мир. В идеале мы должны иметь возможность генерировать обратную связь, равную или превышающую пределы зрительной системы человека [Helm95].К сожалению, сегодняшние технологии не способны на это, поэтому нам придется рассмотреть множество компромиссов и их влияние на качество получаемых виртуальных сред. Человеческий глаз имеет как вертикальное, так и горизонтальное поле зрения (FOV) приблизительно 180 ̊ на 180 ̊. Вертикальный диапазон ограничен щеками и бровями примерно до 150 ̊. Горизонтальное поле зрения также ограничено и составляет 150: 60 ̊ в сторону носа и 90 в сторону [Heil92]. Это дает 180 ̊ общего диапазона обзора по горизонтали с бинокулярным перекрытием 120 ̊ при фокусировке на бесконечность (см.рис.2.2.1.1). Для сравнения: монитор с диагональю 21 дюйм, просматриваемый с расстояния 50 см, покрывает примерно 48 ̊ поля зрения, типичный HMD поддерживает поле зрения от 40 ̊ до 60 ̊. Некоторые дисплеи с широкопольной оптикой могут поддерживать до 140 ̊ FOV. Острота зрения определяется как резкость просмотра. Он измеряется как доля пикселя, который охватывает одну угловую минуту по горизонтали [Cruz92]. Острота зрения меняется в зависимости от расстояния дуги от линии обзора. Для объектов, которые достаточно освещены и лежат на оси (и поэтому проецируются на ямку — часть сетчатки, которая может разрешать мельчайшие детали изображения [Wysz82]) острота зрения является наилучшей: глаз может разрешить разделение одного угловая минута.Зона максимальной остроты зрения охватывает область около двух градусов по прямой видимости. Резкость изображения быстро ухудшается за пределами этой центральной области (например, при 10 ̊ внеосевого эксцентриситета она падает до десяти угловых минут [Helm95]). Даже лучшие настольные дисплеи далеки от достижения этого качества — 21-дюймовый монитор с разрешением 1280×1024 при просмотре с расстояния 50 см поддерживает разрешение 2,8 угловой минуты. Типичный HMD предлагает гораздо худшее разрешение дуги — оно варьируется от четырех до шести угловых минут.Временное разрешение глаза относится к феномену мерцания, воспринимаемому людьми при просмотре экрана (например, ЭЛТ), который обновляется повторяющимися импульсами. Слишком низкая частота обновления, особенно для более ярких и больших дисплеев, вызывает ощущение мерцания. Чтобы избежать этого плохого эффекта, необходимо использовать частоту обновления экрана выше критической (от 15 Гц для маленьких экранов и низких уровней освещенности до 50 Гц для больших экранов и высоких уровней освещенности) [Wysz82]. Сегодняшняя технология полностью поддерживает это требование — доступные в настоящее время на рынке ЭЛТ-мониторы поддерживают частоту обновления 76 Гц и более, и в случае современных ЖК-дисплеев эта проблема не возникает, поскольку экран постоянно обновляется.Человеческий глаз имеет динамический диапазон в десять порядков [Wysz82], что намного больше, чем может поддерживать любой из доступных на сегодняшний день дисплеев. Более того, ни один из мониторов не может охватить всю цветовую гамму. Поэтому для достижения наилучшего качества изображения необходимо использовать специальные методы отображения цвета [Fers94]. Чтобы генерировать информацию о глубине и стереоскопические изображения, мозг извлекает информацию из изображений, которые видят глаза, и из фактического состояния глаз. Эти биты информации называются сигналами глубины.Все признаки глубины можно разделить на две группы: физиологические (например, аккомодация, конвергенция или стереоскопический вид) и психологические (например, перекрытие, размер объекта, параллакс движения, линейная перспектива, градиент текстуры или высота в поле зрения) [Sche94]. Все они участвуют в генерации информации о глубине, но нужно быть осторожным, чтобы не дать пользователю противоречивых сигналов. Источников симуляционной болезни потенциально много. Несовершенство оборудования может способствовать возникновению болезненных ощущений, поскольку оно не обеспечивает идеальных стимулов для человеческих чувств.Однако есть и другие важные проблемы дизайна: задержка системы и вариации частоты кадров. Этой проблеме был посвящен ряд исследований, что указывает на ее смысл и значимость. Исследования [Kenn92, Rega95] пытаются сгруппировать и выяснить интенсивность всех видов болезней, возникающих при использовании авиасимуляторов и систем виртуальной реальности. Наиболее часто наблюдаемые симптомы: глазодвигательные дисфункции (например, напряжение глаз, трудности с фокусировкой, помутнение зрения), психические расстройства (например, полнота головы, трудности с концентрацией внимания, головокружение) или физиологические дисфункции (например, общий дискомфорт, головная боль, потливость, повышенное слюноотделение, тошнота. , ощущение желудка или даже рвота) [Kenn92].Однако, хотя эти показания звучат очень пугающе, важно отметить, что когда 61% исследованных субъектов сообщили о некоторых симптомах болезни, только 5% испытали умеренное и 2% тяжелое заболевание [Rega95]. Успех иммерсивных приложений зависит не только от качества изображений, но и от естественности моделирования. Желательным свойством внутреннего моделирования является быстрое, плавное и синхронизированное реагирование системы. Основной компонент задержки создается при рендеринге [Mine95b, Mazu95a], следовательно, частота обновления кадров имеет наибольшее влияние на ощущение присутствия и эффективность выполняемых задач в виртуальных средах [Brys93d, Paus93a, Ware94, Barf95].Низкие задержки (менее 100 мс) мало влияют на производительность имитаторов полета [Card90], а частота кадров 15 Гц кажется достаточной для удовлетворения ощущения присутствия в виртуальных средах [Barf95]. Тем не менее, более высокие значения (до 60 Гц) предпочтительны [Deer93b], при выполнении быстрых движений или когда требуется идеальная регистрация (например, в дополненной реальности) [Azum94]. Каковы физиологические причины болезни симулятора, вызванной латентным периодом? Одна из гипотез состоит в том, что болезнь возникает из-за несоответствия между визуальными сигналами движения и информацией, которая отправляется в мозг вестибулярной системой [Helm95].Это может быть как для систем виртуальной реальности, основанных на движении, так и для статических. Эта гипотеза кажется правильной, потому что люди без функционирующей вестибулярной системы не подвержены симуляционной болезни [Eben92]. Непостоянная частота кадров может негативно повлиять на ощущение присутствия, а также вызвать тошноту в симуляторе. Люди просто приспосабливаются к медленной реакции системы, и когда обновление не приходит в ожидаемую (даже с задержкой) отметку времени, наши чувства и мозг дезориентируются.Поэтому разработаны алгоритмы с постоянной частотой кадров [Funk93] (см. Также раздел 2.4). Абсолютный минимум информации, необходимой для иммерсивной виртуальной реальности, — это положение и ориентация головы зрителя, необходимые для правильной визуализации изображений. Кроме того, можно отслеживать другие части тела, например, руки — для взаимодействия, грудь или ноги — для графического представления пользователя и т. Д. Трехмерные объекты имеют шесть степеней свободы (DOF): координаты положения (смещения x, y и z. ) и ориентации (например, углы рыскания, тангажа и крена).Каждый трекер должен поддерживать эти данные или их часть [Holl95]. В общем, существует два типа трекеров: те, которые предоставляют абсолютные данные (общие значения положения / ориентации), и те, которые предоставляют относительные данные (то есть изменение данных из последнего состояния). Наиболее важными характеристиками трекеров 6DOF, которые необходимо учитывать при выборе подходящего устройства для данного приложения, являются [Meye92, Bhat93, Holl95]: • частота обновления — определяет, сколько измерений в секунду (измеряется в Гц) выполняется. Более высокие значения частоты обновления обеспечивают более плавное отслеживание перемещений, но требуют большей обработки.• задержка — время (обычно измеряемое в мс) между реальным (физическим) действием пользователя и началом передачи отчета, представляющего это действие. Более низкие значения способствуют лучшей производительности. • точность — мера погрешности в сообщенном положении и ориентации. Обычно определяется в абсолютных значениях (например, в мм для положения или в градусах для ориентации). Меньшие значения означают лучшую точность. • разрешение — наименьшее изменение положения и ориентации, которое может обнаружить трекер.Измеряется как погрешность в абсолютных величинах. Меньшие значения означают лучшее …

Какой максимальный угол может видеть человеческий глаз? — Mvorganizing.org

Какой максимальный угол может видеть человеческий глаз?

Приблизительное поле зрения отдельного человеческого глаза составляет 95 ° от носа, 75 ° вниз, 60 ° к носу и 60 ° вверх, что позволяет человеку иметь горизонтальное поле, обращенное вперед, чуть более 180 градусов. зрения.

Что такое угол зрения в физике?

Максимальный угол, под которым мы можем видеть весь объект, называется углом зрения.Угол зрения здорового человека составляет около 60∘

.

Какое расстояние между хрусталиком и сетчаткой глаза?

Расстояние между хрусталиком и сетчаткой нормального и здорового глаза составляет 20 мм. Когда конкретный объект расположен на бесконечности (вдали от глаза), изображение по существу формируется в фокусной точке.

Каково расстояние до изображения нормальным человеческим глазом?

Дальняя точка человеческого глаза — это самое дальнее расстояние до объекта, которое обычный глаз может отобразить на сетчатке.Для «нормального» глаза оно бесконечно. На рисунке ниже показано зависимость фокусного расстояния нормального глаза от расстояния до объекта. Для расслабленного глаза фокусное расстояние 2 см.

Какая длина глаза?

Осевая длина глаза при рождении составляет примерно 17 мм, а во взрослом возрасте достигает примерно 24 мм. Обычно он длиннее 24 мм при миопе и короче 24 мм при гиперметропии.

Какое расстояние между хрусталиком глаза и сетчаткой в ​​СМ?

около 2.5см

Что меняет фокусное расстояние хрусталика глаза?

Изменение кривизны хрусталика глаза изменяет фокусное расстояние глаза. Следовательно, изменение фокусного расстояния хрусталика глаза вызвано действием цилиарных мышц.

Что такое диоптрия?

Диоптр (британское написание) или диоптрия (американское написание) — это единица измерения оптической силы линзы или изогнутого зеркала, которая равна обратной величине фокусного расстояния, измеренному в метрах. (1 диоптрия = 1 м − 1.) Таким образом, это единица обратной длины.

Что такое аккомодация глаза?

Аккомодация глаза относится к физиологическому регулированию элементов хрусталика для изменения преломляющей силы и обеспечения резкости объектов, находящихся ближе к глазу. В этом руководстве исследуются изменения в структуре линзы при перемещении объектов по отношению к глазу.

Что вызывает аккомодацию глаза?

Аккомодация близких предметов происходит за счет расслабления зоны.Во время зрения вдаль цилиарные тела расслабляются, зонула растягивается, а хрусталик уплощается. Во время аккомодации вблизи цилиарные тела сокращаются (т. Е. Укорачиваются), что расслабляет зонулу и округляет линзу (т. Е. Утолщает ее).

Как проверить аккомодацию глаза?

Тестирование рефлекса аккомодации хорошо следует по движениям глаз. Попросите пациента сосредоточить внимание на кончике указательного пальца и медленно двигать им к нему, целясь в кончик его носа.Вам нужно следить за их зрачками, чтобы убедиться, что они сужаются по мере приближения вашего пальца.

Что вызывает аккомодацию в глазу?

Аккомодация, необходимая для зрения вблизи, является результатом сокращения цилиарной мышцы. Это снижает напряжение в передних поясничных волокнах, в то время как напряжение передается на задние эластичные ткани по мере того, как мышца движется вперед и внутрь (Рисунок 2).

Когда ваш глаз расслаблен Ли линза?

Когда глаз расслаблен, линза плоская и имеет наибольшее фокусное расстояние.В этом состоянии мы ориентируемся на далекие объекты. (3) Линза самая тонкая.

Какой хрусталик присутствует в человеческом глазу?

линза выпуклая

Что меняет форму хрусталика глаза?

Цилиарная мышца — это круговое мышечное кольцо, которое прикрепляется по всей длине хрусталика. Эта ресничная мышца может изменять форму хрусталика, растягивая его по краям. Он прикреплен к хрусталику с помощью зонул (волокон связок, которые могут быть тугими или свободными).

Какая функция хрусталика в вашем глазу?

Свет проходит через переднюю часть глаза (роговицу) к хрусталику.Роговица и хрусталик помогают фокусировать световые лучи на задней части глаза (сетчатке). Клетки сетчатки поглощают и преобразуют свет в электрохимические импульсы, которые передаются по зрительному нерву, а затем в мозг.

Как называется резкость зрения?

Острота зрения — это четкость или резкость зрения, которая измеряется на расстоянии, на котором эта резкость соответствует действительности, например, 20 футов в США или 6 метров в Англии. На четкость зрения на расстоянии влияют многие факторы, такие как периферическое восприятие, восприятие глубины, астигматизм или заболевания глаз.

Что означает размер зрачка?

Размер ваших зрачков определяется мышцами цветной части вашего глаза (радужная оболочка) и количеством света, попадающего в ваши глаза. При ярком свете ваши зрачки сужаются (становятся меньше), чтобы в глаза не попадало слишком много света. При тусклом освещении ваши зрачки расширяются (становятся больше), чтобы пропускать больше света.

Какие мышцы расширяют зрачок глаз?

Ответ. Ответ: Лучевая мышца расширяет зрачок глаза.

Какая самая большая часть глаза?

Большая часть глаза находится за хрусталиком и называется стекловидным телом (скажем: VIH-tree-us).Стекловидное тело составляет две трети объема глаза и придает глазу его форму. Оно заполнено прозрачным желеобразным веществом, которое называется стекловидным телом.

Что такое белая часть глаза?

Склера: белок вашего глаза. Конъюнктива: тонкий слой ткани, покрывающий всю переднюю часть глаза, кроме роговицы.

Что такое сетчатка глаза?

Сетчатка содержит миллионы светочувствительных клеток (палочек и колбочек) и других нервных клеток, которые получают и организуют визуальную информацию.Ваша сетчатка отправляет эту информацию в ваш мозг через зрительный нерв, позволяя вам видеть.

Фотография Мартина Бейли | Какое фокусное расстояние ближе всего к человеческому зрению? (Подкаст 591)

После недавнего вопроса, сегодня мы собираемся изучить, как мы видим и как мы воспринимаем сцену в зависимости от чисел фокусных расстояний, с которыми мы знакомы по объективам наших фотоаппаратов.

Перед тем, как мы начнем, я хотел бы извиниться за то, что пропустил выпуск прошлой недели. Я все еще много работаю над обновлением нашего приложения для iOS, и хотя оно почти завершено, последние несколько недель оно отняло у меня почти все время.Поскольку некоторые люди, использующие старую версию, обнаруживают, что она не работает на iOS 11, я уделяю большое внимание завершению работы над приложением.

При этом, это будет относительно короткий эпизод, но тема сегодняшнего поста всплывала у меня в голове после вопроса слушателя, поэтому я подумал, что выскажу это, прежде чем снова начну новую неделю работы над приложением. .

Меня спросили, какое фокусное расстояние ближе всего к человеческому глазу, 50 мм, 24 мм или что-то еще. Это заставило меня задуматься, потому что сам вопрос требует некоторого внимания.Во-первых, у большинства из нас есть два глаза, а не один, как у наших фотоаппаратов, и наш мозг прекрасно справляется со стыковкой этих двух изображений, чтобы обеспечить нам несколько панорамный, если не кинематографический, вид на мир.

Об этом много говорят в сети, но есть одна статья, на которую я хотел бы обратить ваше внимание, как на то, что я считаю, вероятно, одной из лучших статей, как, например, статья Аллана Вайца на веб-сайте B&H здесь . Аллан дает отличную информацию по этому вопросу в своем посте, а о фокусном расстоянии он заявляет, что мы видим мир с фокусным расстоянием около 22 мм.

Теперь, хотя у меня нет причин не соглашаться с этим как с биологическим эквивалентом, основанным на том, как мы видим мир, я не могу не думать о том, что мы на самом деле пытаемся понять в первую очередь. Часто говорят, что объектив 50 мм является «стандартным» фокусным расстоянием. Это фокусное расстояние линз, которые раньше поставлялись со многими из первых камер, и, безусловно, с ним удобно работать, но оно немного длиннее по сравнению с тем, как мы биологически воспринимаем мир.Однако, как я объясню, это на самом деле немного шире, чем кажется наиболее естественным с точки зрения перспективы, если вы рассматриваете взаимосвязь между элементами сцены.

Самая естественная перспектива

Давайте рассмотрим тот факт, что соотношение между различными элементами в сцене меняется по мере того, как мы меняем расстояние до объекта и фокусное расстояние. Чем ближе мы находимся к нашему основному объекту и чем шире фокусное расстояние, тем больше искажается сцена.По мере того, как мы возвращаемся и используем более длинные фокусные расстояния, то есть увеличиваем масштаб, мы начинаем видеть, как элементы сжимаются и кажутся ближе друг к другу, чем они есть на самом деле.

Я подробно рассказывал об этом в своем посте «Влияние расстояния до объекта и фокусного расстояния на перспективу», и именно здесь я получил вопрос, который вызвал сегодняшний эпизод. Если вы посмотрите на пример изображения 24 мм из этого поста, вы увидите, что при съемке с фокусным расстоянием 24 мм, с которого я начал свои тесты, удаленные объекты смотрят очень далеко.Это всего лишь тестовые снимки, ничего особенного, вот (ниже) 24-миллиметровый снимок, чтобы избежать щелчков.

Дерево и электростанция на 24 мм

На расстоянии 24 мм электростанция вдалеке едва заметна, но все же мои воспоминания из детства, когда я рос, глядя на эту электростанцию ​​вдалеке, связаны с чем-то гораздо большим, чем это. Конечно, наш мозг на самом деле увеличивает интересующие элементы и изолирует их до такой степени, что мы можем просматривать их в полноэкранном режиме, но мы поговорим об этом подробнее в ближайшее время.

Тест естественной перспективы

То, что я решил сделать, и это был совет, который я дал Гектору в ответ на его вопрос по этому поводу, — просто поднять мою камеру к глазу и отрегулировать масштаб до тех пор, пока элементы сцены не будут иметь точно такой же размер, как и настоящая сцена перед моими глазами. Это требует некоторых настроек, но я обнаружил, что на моей камере Canon 5Ds R с полнокадровым сенсором и объективом Canon 24-105 мм 68 мм была наиболее близкой перспективой к тому, что я на самом деле вижу.

Хотя я согласен с тем, что с биологической точки зрения 22 мм ближе к тому, как мы видим мир нашими глазами и мозгом, если взаимосвязь между элементами сцены важна для вас, вы можете рассмотреть возможность проведения аналогичных тестов с вашей собственной камерой и сохранения результаты в уме, когда вы работаете.

Вот пример 70-миллиметрового фото из моей предыдущей публикации о перспективе, и, как вы можете видеть, электростанция на этом снимке намного больше и намного ближе, намного больше похожа на то, что я помню из своего детства. Несмотря на то, что дерево в раме точно такого же размера, как 24 мм, потому что я отодвинулся подальше, электростанция намного больше по сравнению с деревом на 70 мм.

Дерево и электростанция на 70 мм

Исходя из этого, я хотел бы предложить, чтобы, прежде чем вы фиксируете фокусное расстояние, такое как 22, 24 или 50 мм, как наиболее близкое к человеческому глазу фокусное расстояние, я настоятельно рекомендую вам сначала подумать о том, что вы на самом деле хотите захватить. ваше изображение.

Видеть и воспринимать

Как мы видим и как воспринимаем мир — это две очень разные вещи. Фокусное расстояние 24 мм может быть отличным вариантом для фотографии, когда вы хотите показать примерно ту часть сцены, которую мы можем видеть нашим периферическим зрением, но это не то, что мы видим нашим мозгом. Наш мозг постоянно приближается к различным элементам сцены перед нами, исследуя детали на гораздо более близком расстоянии, чем мы можем их фактически увидеть, и, как мы видели, перспектива и взаимосвязь между элементами сцены полностью отсутствуют на 24 мм. .

Вот почему я всегда был сторонником фотографирования того, что я называю «интимными» пейзажами, снятых с большим фокусным расстоянием. Я снимаю пейзажи на сверхшироком фокусном расстоянии, и мне очень нравятся такие фотографии, но они разные и не передают сцену красотой отдельных элементов, которые, по крайней мере, для меня, что обычно меня волнует. больше всего о сцене.

Я выбрал серию изображений из Ландманналаугара в Исландии, чтобы подробнее объяснить свою точку зрения.В этом первом примере было снято на 21 мм, что очень близко к тому, как мы должны видеть мир с биологической точки зрения, поток на переднем плане изображен намного больше, чем он есть на самом деле по отношению к остальной части долины, потому что я был близко к ручью глядя на это сверху вниз. Кроме того, горы вдалеке полны деталей, которые я хочу запечатлеть, но на этой фотографии они как бы теряются, хотя и обеспечивают хороший фон. Кроме того, в этой сцене на 21 мм теряются овцы.

Извилистая река Ландманналаугар

Спустившись с более высокого места на предыдущей фотографии, я сделал следующее изображение (ниже) на расстоянии 70 мм, что для меня является гораздо более естественной перспективой долины.Овца на переднем плане здесь не была на предыдущем изображении, но та, которая находится немного дальше в сцене, находится почти в том же месте, что и предыдущее изображение, но теперь мы можем ее видеть. Эта фотография также позволяет нам исследовать красоту риолитовых гор.

Ландманналаугар Овцы и хлопковая трава

Что еще более важно, в контексте этого поста изображение кажется более естественным для просмотра, чем предыдущая 21-миллиметровая широкоугольная фотография. Конечно, поле зрения намного уже, чем мы могли бы видеть своими глазами, стоя в долине, но если мы примем, что это рамочный сегмент более крупной сцены, элементы на фотографии выглядят для меня намного более естественными.

В качестве фотографии я предпочитаю следующее изображение (ниже), которое я снял на 135 мм, так как это позволяет мне действительно исследовать детали в горах, и именно так я вспоминаю горы из долины. Мой мысленный взор постоянно увеличивает детали и формирует лоскутное одеяло из различных элементов сцены, которые меня волнуют.

Ландманналаугар

Конечно, здесь мы возвращаемся к фотографии 21 мм, которая для меня является лоскутным одеялом. Это изображение сцены, изначально запечатленное нашими глазами с биологической точки зрения.Следующее 70-миллиметровое изображение представляет собой гораздо более естественную перспективу для просмотра, а 135-миллиметровая фотография намного ближе к тому, как я помню горы.

Работа в наборах

Я не буду пытаться сказать вам, что какое-либо из этих трех представлений является более правильным. Все три изображения есть в моем исландском портфолио, и я считаю, что это отличный способ запечатлеть место. Мы всегда можем создать такой набор, чтобы показать более широкую сцену, а затем также показать детали, чтобы удовлетворить любопытство зрителя.В конце концов, это то, что мы действительно делаем с нашими глазами и мозгами, когда приближаемся к любой конкретной сцене в реальной жизни.

Заключение

Чтобы быстро резюмировать здесь мой вывод, я не думаю, что вы можете указать число, какое фокусное расстояние больше всего похоже на то, как мы видим сцену человеческим глазом. Я думаю, было бы намного лучше провести тест, чтобы определить фокусное расстояние, при котором ваша камера снимает наиболее естественную перспективу, которая для меня составляла 68 мм для полнокадровой зеркальной камеры. Для камеры с кроп-фактором 1.6X вы, возможно, найдете это около 42 мм.Но также имейте в виду, что мы видим гораздо больше периферийным зрением и мозгом.

В конце концов, хотя мне, кажется, нравится снимать вокруг, которую я считал наиболее естественной перспективой около 70 мм, я не могу сказать, что действительно рассматривал это таким образом в полевых условиях. Я снимаю гораздо больше инстинктивно и обычно строю кадр, основываясь больше на том, что находится в сцене и где я могу быть по отношению к этой сцене. Если мне нужно разложить элементы, я стараюсь подойти ближе и расширить.Если я хочу сжать элементы, я стараюсь отойти от них на некотором расстоянии. Как правило, это гораздо больше о фотографии, чем о теории.

[ОБНОВЛЕНИЕ 3 октября 2017 г. : Выше я сказал, что 42 мм, вероятно, будет ближе к естественной перспективе для камеры с кроп-фактором 1,6Х, но это, вероятно, неверно. Камеры с коэффициентом кадрирования только обрезают края сцены, не меняя перспективу, поэтому она также может быть около 70 мм, но вы получите меньший кусок мира.У меня нет камеры с кроп-фактором, чтобы попробовать. Убедитесь сами, подняв камеру к глазу и регулируя масштаб до тех пор, пока изображение, которое вы видите в видоискателе, не станет того же размера, что и то, что вы видите своими глазами. ]


Показать примечания

Статья Аллана Вайца о B&H: https://www.bhphotovideo.com/c/find/newsLetter/The-Photographic-Eye.jsp

Моя статья «Влияние расстояния до объекта и фокусного расстояния на перспективу»: https://mbp.

Станьте первым комментатором

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *