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Die Kamera Versus the Menschliches Auge

2012-11-17 33
   
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résuméDieser Artikel begann, nachdem ich folgte eine Online-Diskussion darüber, ob ein 35mm oder 50mm Objektiv an einer Vollformat-Kamera bietet das Äquivalent Sichtfeld zur normalen menschlichen Sehens. Diese besondere Diskussion vertieft sofort in der op
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Die Kamera Versus the Menschliches Auge

Dieser Artikel begann, nachdem ich folgte eine Online-Diskussion darüber, ob ein 35mm oder 50mm Objektiv an einer Vollformat-Kamera bietet das Äquivalent Sichtfeld zur normalen menschlichen Sehens. Diese besondere Diskussion vertieft sofort in der optischen Physik des Auges als eine Kamera und Objektiv - eine verständliche Vergleich da das Auge besteht aus einem Frontelement (die Hornhaut), Blendenring (die Iris und Pupille), einer Linse und einem Sensor (der Netzhaut).

Trotz all der beeindruckenden Mathematik hinsichtlich der optischen Physik des Augapfels hin und her geworfen wird, hat sich die Diskussion nicht ganz scheinen Sinn logisch zu machen, so habe ich viel gelesen von meinem eigenen zu diesem Thema.

Es wird keinen direkten Nutzen aus diesem Artikel, der Sie ausgegangen und besser Fotografien werden, aber Sie könnten es interessant finden. Sie können auch finden es unglaublich langweilig, also werde ich Ihnen meine ersten Abschluss zu geben, in der Form von zwei Zitate von Garry Winogrand:

Ein Foto ist die Illusion einer wörtlichen Beschreibung, wie die Kamera sah, "ein Stück von Zeit und Raum.

Fotografie ist nicht über die Sache fotografiert. Es geht darum, wie das Ding aussieht fotografierten.

Grundsätzlich dabei all diese Forschung darüber, wie das menschliche Auge ist wie eine Kamera, was ich wirklich gelernt habe, ist, wie das menschliche Auge ist nicht wie eine Fotografie. In gewisser Weise hat es mir erklärt, warum ich so oft eine Fotografie viel schöner und interessanter als ich fand die eigentliche Szene selbst.

Das Auge als Kamera-System

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Oberflächlich betrachtet, seine ziemlich logisch, um das Auge zu einer Kamera zu vergleichen. Wir können die Front-zu-Brennweite des Auges (ungefähr 25 mm von der Hornhaut zur Netzhaut) und der Durchmesser der Pupille (2mm gezogen, 7-8 mm dilatiert) mißt und die linsenartige Zahlen von diesen Messungen.

Hier finden Sie einige unterschiedliche Nummern für die Brennweite des Auges zitiert finden, though. Einige sind aus physikalischen Messungen der anatomischen Strukturen des Auges, andere von optometrischen Berechnungen, etwas zu berücksichtigen, dass die Linse des Auges und Augengröße sich mit den Kontraktionen der verschiedenen Muskeln zu ändern.

Um zusammenzufassen, ist aber einer gebräuchlichsten Brennweite des Auges 17mm (dies wird aus dem Optometric Dioptrienwert berechnet). Je mehr allgemein akzeptierte Wert ist jedoch, 22mm bis 24mm (von physischen Brechung im Auge berechnet). In bestimmten Situationen kann die Brennweite tatsächlich länger sein.

Da wir den ungefähren Brennweite und der Durchmesser der Pupille, der relativ einfach, die Blende (f-stop) des Auges zu berechnen. Bei einem 17 mm Brennweite und ein 8mm Schüler der Augapfel sollte als f / 2.1 Linse funktionieren. Wenn wir die 24mm Brennweite und 8mm Schüler, sollte es f / 3.5 werden. Es gibt tatsächlich eine Reihe von Studien in der Astronomie durchgeführt, um tatsächlich zu messen, die Blende des menschlichen Auges, und die gemessene Anzahl kommt aus bis f / 3,2 bis f / 3.5 (Middleton, 1958) werden.

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An diesem Punkt ", warum ist Wenn die Brennweite des Auges ist 17 oder 24 mm alle darüber zu streiten, ob 35mm oder 50mm-Objektive sind die gleichen Sichtfeld wie das menschliche Auge?", Beide von euch, die dies lesen weit wohl gefragt haben,

Der Grund dafür ist, daß die die gemessenen Brennweite des Auges ist, was bestimmt, den Blickwinkel des menschlichen Sehvermögens. Ich werde in diese im Folgenden näher zu bekommen, aber die Hauptsache ist, dass nur ein Teil der Netzhaut verarbeitet die Hauptbild wir sehen. (Der Bereich der Haupt Vision wird als der Kegel der visuellen Aufmerksamkeit, der Rest von dem, was wir sehen, ist "peripheren Sehens").

Studien haben den Kegel der visuellen Aufmerksamkeit gemessen und fanden, dass es über 55 Grad breit. Auf einem 35-mm-Vollformat-Kamera sorgt ein 43mm Objektiv einen Bildwinkel von 55 Grad, so dass die Brennweite bietet genau den gleichen Blickwinkel, die wir Menschen haben. Dreck, wenn dies nicht in der Mitte zwischen 35mm und 50mm. So dass die ursprüngliche Argument beendet wird, die eigentliche "normale" Linse auf einem 35mm SLR ist weder 35mm oder 50mm, es ist auf halbem Weg dazwischen.

Das Auge ist nicht ein Kamera-System

Nachdem die Antwort auf die ursprüngliche Diskussion bekommen, konnte ich die Dinge in Ruhe gelassen und ging mit einem weiteren Stück ziemlich nutzlos Quiz zu den Akten zu meinem Online-Freunde mit zu überraschen. Aber noooooo. Wenn ich habe eine Reihe von Arbeiten, die getan werden muss, finde ich, ich werde fast immer wählen, um noch ein paar Stunden mit dem Lesen Sie mehr Artikeln über das menschliche Auge zu verbringen.

Sie können den obigen Abschnitt ausgelassen einige der Auge-zu-Kamera Analogien bemerkt haben, denn sobald Sie vorbei an den einfachen Messungen von Blende und Linse zu bekommen, der Rest der Vergleiche nicht so gut passen.

Betrachten Sensor des Auges, der Retina. Die Netzhaut ist fast die gleiche Größe (32 mm Durchmesser), wie der Sensor auf einer Vollformat-Kamera (35 mm Durchmesser). Danach aber ist fast alles anders.

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Die Netzhaut eines menschlichen Auges,

Der erste Unterschied zwischen der Netzhaut und Ihrer Kamera-Sensor ist ziemlich offensichtlich: die Netzhaut entlang der Rückseite des Augapfels, nicht flach wie der Silicon Sensor in der Kamera gekrümmt. Die Krümmung hat eine offensichtliche Vorteil: Die Kanten der Retina sind etwa gleich weit von der Linse als die Mitte. Auf einer flachen Sensor die Kanten sind weiter von der Linse entfernt, und das Zentrum näher. Vorteil der Netzhaut - es sollte besser 'Ecke Schärfe "zu haben.

Das menschliche Auge hat auch eine Menge mehr Pixel als die Kamera, etwa 130 Millionen Pixel (Sie 24-Megapixel-Kamera Besitzer das Gefühl jetzt demütig?). Doch der Pixel des Auges nur etwa 6 Millionen Zapfen (die Farbe zu sehen), die restlichen 124 Millionen sehen nur schwarz und weiß. Aber mit Vorteil wieder Netzhaut. Große Zeit.

Aber wenn wir weiter suchen die Unterschiede noch deutlicher werden ...

Auf einem Kamerasensor jedes Pixel in einem regelmäßigen Raster eingestellt. Jeder Quadratmillimeter der Sensor hat genau die gleiche Anzahl und das Muster von Pixeln. Auf der Netzhaut gibt es eine kleine Zentralbereich, etwa 6 mm über (Makula), die über das dichteste Konzentration von Photorezeptoren im Auge enthält. Der zentrale Bereich der Makula (die Fovea) ist dicht mit nur Konus (Farbabtastvorrichtung) -Zellen gepackt. Der Rest der Makula um diesen zentralen 'Farbe nur "Bereich enthält sowohl Stäbchen und Zapfen.

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Die Makula enthält etwa 150.000 "Pixel" in jedem 1mm Platz (vergleichen Sie das mit 24 Millionen Pixel über eine 35mm x 24mm Sensor verteilt in einem 5DMKII oder D3x) und bietet unseren 'zentrale Vision' (die 55 Grad-Kegel von oben genannten visuellen Aufmerksamkeit). Wie auch immer, hat der zentrale Teil unseres Gesichtsfeld weit mehr Auflösungsfähigkeit als selbst die beste Kamera.

Der Rest der Netzhaut weit weniger "Pixeln", von denen die meisten nur Schwarz und Weiß Erkundung. Es bietet, was wir in der Regel betrachten 'peripheren Sehens ", die Dinge, die wir sehen," in der Ecke unseres Auges ". Dieser Teil erkennt bewegte Objekte sehr gut, aber nicht genügend Auflösung, um ein Buch zum Beispiel lesen,.

Die Gesamtfeld (der Bereich, in dem wir die Bewegung zu sehen) des menschlichen Auges ist 160 Grad, aber außerhalb des Kegels der visuellen Aufmerksamkeit können wir nicht wirklich detailliert, nur breite Formen und Bewegung zu erkennen.

Die Vorteile für das menschliche Auge gegenüber der Kamera reduziert ein bisschen wie wir verlassen die Netzhaut und fahren zurück in Richtung des Gehirns. Die Kameradaten jedes Pixel sendet von dem Sensor zu einem Computer-Chip zur Verarbeitung in ein Bild. Das Auge 130 Millionen Sensoren in der Netzhaut, aber der Sehnerv dass diejenigen Sensoren Signale an das Gehirn führt nur 1,2 Millionen Fasern, so dass weniger als 10% der Daten der Netzhaut auf dem Gehirn zu einem gegebenen Zeitpunkt übergeben. (Teilweise ist dies, weil die chemischen Lichtsensoren in der Netzhaut eine Weile dauern, bis 'aufladen', nachdem er stimuliert. Teilweise, weil das Gehirn nicht sowieso zu verarbeiten, dass viele Informationen.)

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Und natürlich das Gehirn verarbeitet die Signale viel anders als eine Fotografie Kamera. Im Gegensatz zu den intermittierenden Auslöser klickt einer Kamera wird das Auge sendet dem Gehirn eine konstante Vorschub Video, das sie in das, was wir sehen, verarbeitet wird. Ein Unterbewusstsein Teil des Gehirns (dem Corpus geniculatum laterale wenn Sie wissen müssen) vergleicht die Signale von beiden Augen, versammelt die wichtigsten Teile in 3-D-Bilder, und sendet sie an die bewusste Teil des Gehirns für die Bilderkennung und weitere Verarbeitung.

Das Unterbewusstsein Gehirn sendet auch Signale an das Auge, Bewegen des Augapfels leicht in einem Rastermuster, so dass die scharfe Sicht der Makula in einem Objekt von Interesse bewegt. Über ein paar Sekundenbruchteilen das Auge tatsächlich sendet mehrere Bilder, und das Gehirn verarbeitet sie zu einem vollständigen und detaillierten Bild.

Das Unterbewusstsein Gehirn lehnt auch eine Menge der eingehenden Bandbreite sendet nur einen kleinen Bruchteil seiner Daten an das bewusste Gehirn. Sie können dies zu einem gewissen Grad steuern: zum Beispiel gerade jetzt Ihre bewusste Gehirn erzählt dem Corpus geniculatum laterale Information "senden Sie mir nur von der zentralen Sehens, den Schwerpunkt auf jene eingegebene Wörter in der Mitte des Gesichtsfeldes, von links nach Recht, so kann ich sie zu lesen ". Aufhören zu lesen für eine Sekunde und ohne sich zu bewegen Sie Ihre Augen zu versuchen, um zu sehen, was in Ihrem peripheren Sehfeld. Ein zweiter Vor Sie nicht "sehen", die rechts-Objekt oder links von der Computermonitor, da die periphere Sicht war nicht immer auf das bewusste Gehirn geleitet.

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Wenn Sie konzentrieren sich, auch ohne sich zu bewegen Sie die Augen, kann man zumindest sagen, das Objekt dort. Wenn Sie es deutlich sehen wollen, obwohl, müssen Sie eine andere Gehirnsignal für das Auge zu schicken, Verschieben des Konus der visuellen Aufmerksamkeit mehr auf das Objekt. Beachten Sie auch, dass man nicht sowohl den Text zu lesen und sehen Sie die peripheren Objekten - das Gehirn nicht verarbeiten kann, dass viele Daten.

Das Gehirn wird nicht durchgeführt, wenn das Bild der bewusste Teil (genannt der Sehrinde) erreicht hat. Dieser Bereich verbindet stark mit den Speicher Teile des Gehirns, so dass Sie in dem Bild "erkennen" Objekte. Wir haben alle erlebt diesen Moment, wenn wir etwas sehen, aber nicht erkennen, was es für ein oder zwei Sekunden. Nachdem wir erkannt, fragen wir uns, warum in der Welt, es war nicht sofort offensichtlich. Es ist, weil es dauerte das Gehirn ein Bruchteil einer Sekunde, um die Speicherdateien für die Bilderkennung zugreifen. (Wenn Sie das nicht erlebt haben, noch, nur ein paar Jahre warten. Du willst.)

In der Realität (und das ist sehr offensichtlich) menschliche Vision ist Video, nicht die Fotografie. Selbst wenn starrte auf ein Foto, wird das Gehirn unter mehreren "Schnappschüsse", wie es bewegt sich das Zentrum der Schwerpunkt über das Bild, das Stapeln und sie zu dem endgültigen Bild die wir wahrnehmen. Schauen Sie auf ein Foto für ein paar Minuten, und Sie werden erkennen, dass unbewusst Ihr Auge hat über das Bild trieb, sich einen Überblick über das Bild, wobei der Schwerpunkt auf Details hier und da, und nach ein paar Sekunden, zu realisieren, einige Dinge über sie, dass waren auf den ersten Blick nicht offensichtlich.

Also was ist der Sinn?

Nun, ich habe einige Beobachtungen, obwohl sie weit weg von ", die Linse das Gesichtsfeld am ähnlichsten menschlichen Sehens hat?". Diese Information hat mich zum Nachdenken über das, was macht mich so von einigen Fotografien fasziniert, und nicht so sehr von anderen. Ich weiß nicht, dass jede dieser Beobachtungen wahr sind, aber sie sind interessante Gedanken (zumindest für mich). Alle von ihnen sind auf einer Tatsache: wenn ich ein Foto wirklich gerne, verbringe ich ein oder zwei Minuten es zu betrachten, ließ meine menschlichen Sehens scannen sie, packte das Detail von ihr oder vielleicht fragen, über die Details, die nicht sichtbar ist.

Fotografien zu einem "normalen" Bildwinkel (35 mm bis 50 mm) entnommen scheinen, ihre Berufung, unabhängig von Größe zu halten. Auch Web-Größe Bilder bei dieser Brennweite gedreht halten die Essenz des Schusses. Der Schuss unten (bei 35mm genommen) hat viel näher, wenn in einem großen Bild zu sehen, aber die Essenz ist offensichtlich, auch wenn klein. Vielleicht Verarbeitung im Gehirn ist bequemer Erkennen eines Bild er an seinem normalen Sichtfeld sieht. Vielleicht ist es, weil wir Fotografen sind in der Regel unbewusst betonen Zusammensetzung und Themen in einer "normalen" Winkelansicht Foto.

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Das Foto oben zeigt etwas anderes, ich habe mich immer gefragt, etwa: Hat unsere Faszination und Liebe für Schwarzweißfotografie auftreten, weil es eine der wenigen Möglichkeiten, die dichte Kegel (Farbe nur) Rezeptoren in unserem Makula sind gezwungen, ein Graustufenbild zu senden unser Gehirn?

Vielleicht ist unser Gehirn mag Blick auf nur Ton und Textur, ohne Farbdaten verstopfen diese schmale Bandbreite zwischen Augapfel und Gehirn.

Wie 'normale Winkel-Aufnahmen, Tele- und Makro-Aufnahmen oft sehen toll aus in kleine Abzüge oder Web-Größe JPGs. Ich habe eine 8 × 10 des Auges eines Elefanten und eine ähnlich große Makrodruck einer Spinne auf meiner Bürowand, die auch quer durch den Raum sehen toll aus. (Zumindest sehen sie toll zu mir, aber Sie werden feststellen, dass sie in meinem Büro hängen. Ich hängte sie in ein paar anderen Stellen im Haus und wurden taktvoll gesagt, dass "sie wirklich nicht gehen mit dem Wohnzimmer Möbel ", vielleicht sehen sie nicht so groß, für alle.)

Es gibt keine großen Zusammensetzung oder andere Faktoren diese Fotos attraktiv für mich zu machen, aber ich finde sie faszinierend sowieso. Vielleicht, weil selbst bei einer geringen Größe, kann meine menschliche Sehen Sie Details in die Fotografie, die ich nie sehen konnte sah ein Elefant oder Spinne mit dem "Auge" zu sehen.

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Auf der anderen Seite, wenn ich einen guten Weitwinkel oder szenische Schuss ich kaum einmal die Mühe, schreiben Sie einen Web-Größe Grafik oder einen Kleingedruckte (und ich werde nicht für diesen Artikel zu starten). Ich will es gedruckt BIG. Ich denke, vielleicht, so dass meine menschliche Auge kann durch das Bild Kommissionierung die kleinen Details, die völlig verloren sind, wenn ihre verkleinert scannen. Und jedes Mal, wenn ich einen großen Druck, auch einer Szene Ich habe ein Dutzend Male, merke ich, die Dinge in der Fotografie, die ich noch nie gesehen habe, als ich es in Person.

Vielleicht ist der 'video' mein Gehirn macht beim Scannen der Druck bietet viel mehr Details und ich finde es angenehmer als die Zusammensetzung des Foto geben würde, wenn es kleiner ausgedruckt (oder was ich sah, als ich tatsächlich in der Szene).

Und vielleicht ist das Unterbewusstsein 'Scannen', die meine Vision macht auf eine Fotografie entfallen, warum Dinge wie die "Drittel-Regel" und selektiven Fokus zieht meine Aufmerksamkeit auf bestimmte Teile der Fotografie. Vielleicht haben wir Fotografen einfach herausgefunden, wie das Gehirn Bilder und nutzten es durch praktische Erfahrung, ohne zu wissen, die ganze Wissenschaft beteiligt.

Aber ich denke, meine einzige Schlussfolgerung ist: ein Foto ist nicht genau das, was mein Auge und Gehirn bei der Szene sah. Wenn ich einen guten Schuss, es ist etwas anderes und etwas Besseres, wie das, was Winogrand die in den beiden obigen Zitate, und in diesem Zitat zu:

Sie sehen, was los und man entfernt Knall auf sie. Entweder Sie bekommen, was Sie gesehen oder etwas zu bekommen andere - und je nachdem, was besser Sie drucken.

Bildnachweis: mein Auge aus der Nähe von machinecodeblue, nikh Auge durch Kameraauge aus meinen Augen für Ihre Augen :-) durch slalit, Schematic des menschlichen Auges durch entirelysubjective, mein linkes Auge Netzhaut von Richard Masoner / Cyclelicious, Chromatische Aberration (Art ) durch moppet65535

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