Informacija

Što je ekvivalent brzine zatvarača u ljudskom oku?


Upravo sam saznao da u video kamerama svaki kadar videa ima svoju brzinu zatvarača.

I znam kako frame rate u ljudskom oku funkcionira, dobro, ne u potpunosti, otuda i pitanje.

http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_rate

Ljudsko oko i njegovo moždano sučelje, ljudski vizualni sustav, mogu obraditi 10 do 12 zasebnih slika u sekundi, percipirajući ih pojedinačno.

Kolika je (ili što je ekvivalent) brzine zatvarača na tim pojedinačnim slikama?


Svjetlosni receptor oka je protein koji se naziva rodopsin. Za mene ekvivalent brzine zatvarača za oko je (de) senzibilizacija rodopsina fosforilacijom. Što je svjetlost jača, to je više mjesta na rodopsinu fosforilirano, čime se smanjuje intenzitet signala koji dolazi iz foto receptora putem transducin G proteina koji prenosi vizualni signal dalje.

Ovaj proces traje nekoliko sekundi, ali tada je to moguće vidjeti pri stupanju na sunčevu svjetlost ili u zamračenoj prostoriji.

Ovo je više poput gumba za glasnoću nego brzine zatvarača budući da isti signal izlazi istom brzinom svakog svjetlosnog senzora, ali ima sličan učinak - modulira intenzitet slike.


Ne postoji ništa usporedivo sa zatvaračem fotoaparata u oku. Kapak je poput sjenila. Kad je kapak otvoren, slika se kontinuirano projicira na mrežnicu, za razliku od filmske kamere. Međutim, ako je pitanje o kadrovima u sekundi (broj statičkih slika) potrebnim za stvaranje osjećaja besprijekornog kretanja, ovaj bi članak mogao biti od pomoći. U video kameri umjesto brzine zatvarača to je broj elektronskih uzoraka (snimanja) slike na senzoru u sekundi. Oko je sličnije video kameri. Mrežnica ima štapiće i češere koji imaju promjenjive brzine osvježavanja što otežava izračun točnih brojki.


Ne pucaju vam sve šipke/češeri u danom trenutku. Izuzetak je kada se gleda jak bljesak svjetla. Vrijeme oporavka od posljedice bljeskalnog sljepila prilično je sporo - nekoliko sekundi. No, tu je i izbeljivanje fotografija, pa to možda nije fer.


Vaše oči su mnogo drugačije od fotoaparata na mnogo razina. Prvo, vaše su oči zaobljene straga i nisu ravne poput senzora kamere, iako bi Sony to želio promijeniti. Vaše oči također dodaju informacije koje nisu uvijek tu. Na primjer, rasprava o bijeloj ili plavoj haljini. Ne treba reći da je savršena usporedba ne samo nemoguća, već je i nepravedna.

Međutim, postoji nekoliko tehničkih sličnosti u načinu rada kamere i očne jabučice, pa smo mislili da bi moglo biti zabavno staviti usporedive specifikacije očne jabučice rame uz rame sa suvremenim specifikacijama kamera kako bismo vidjeli koliko bi teoretska kamera koštala. Da pojednostavimo stvari, pogledajmo svaku tehničku specifikaciju pojedinačno.

(Brza napomena: Ja nisam liječnik, samo sam čovjek s Googleom.)

Žarišna duljina

Kad govorimo o žarišnoj duljini na kameri, doslovno govorimo o udaljenosti od optičkog središta objektiva do senzora kamere. Isto pravilo vrijedilo bi i za vaše oko. Dakle, tehnički gledano, prosječno ljudsko oko ima žarišnu daljinu od 17 mm.

  • Žarišna duljina: 17 mm
  • Usporediva oprema:Olympus M.Zuiko 17 mm f/2,8 objektiv
  • Cijena: $299

Kut gledanja

Dok bi objektiv od 17 mm na kameri punog formata imao vidno polje od oko 93 stupnja, prosječno ljudsko oko ima vidno polje od oko 180 stupnjeva gledano prema naprijed. Pomoću jednostavnog kalkulatora kuta gledanja stvarni kut gledanja bio bi jednak kutu leće od 1 mm.

  • Kut gledanja: 180 stupnjeva
  • Usporediva oprema:Nikkor objektiv 6 mm
  • Cijena: $100,000

Faktor usjeva

S obzirom na kut gledanja, naša očna jabučica od 17 mm ima žarišnu ekvivalentnost od 1 mm. Dakle, teoretski, naše oko ima negativan faktor obrezivanja x.05 u usporedbi s kamerom punog formata. Nepotrebno je reći da ta tehnologija ne postoji u stvarnom životu.

  • Faktor usjeva: x.05
  • Usporediva oprema:Metabones Speed ​​Booster (x 14)
  • Cijena: $7000

F-Stop

F-stop je zapravo vrlo jednostavna formula:

U nevjerojatno mračnoj situaciji, šarenica oka može se proširiti na oko 8 mm. Dakle, ako bismo te podatke stavili u formulu s žarišnom duljinom duljine naših očiju (oko 17 mm), dobili bismo stvarni f-stop od oko f/2,1. Ta je brojka impresivna, ali zasigurno nije zemljotresna.

  • F-Stop: f/2.1 – f/8.3
  • Usporediva oprema:Canon EF 35 mm f/2 IS USM objektiv
  • Cijena: $549

Razlučivost

Procjenjuje se da prosječno ljudsko oko može pročitati do 576MP informacija u bilo kojem trenutku, dajući potpuno novo značenje pojmu retina display. Nažalost, današnji DSLR fotoaparati još ne mogu snimiti fotografije s toliko megapiksela. Međutim, u astronomiji postoji kamera koja se približava na 570 MP.

  • Rezolucija: 576MP
  • Usporediva oprema:Kamera tamne energije
  • Cijena: $35,000,000

ISO se odnosi na količinu energije poslanu senzoru fotoaparata u bilo kojem trenutku. Međutim, kada govorite o svojim očima, zaista nemate mogućnost povećati svoju osjetljivost mnogo više od ISO 1.000 na fotoaparatu.

  • ISO: 1 – 1000
  • Usporediva oprema:Canon EOS DCS 3
  • Cijena: 16.453 dolara 1995

Dubina bitova

Rečeno je da naše oči mogu opaziti do 10 milijuna različitih boja. Iako se to može činiti kao puno, zapravo je prilično nisko u odnosu na ono što su trenutne kamere sposobne opaziti. Svakodnevno video kamere snimaju informacije o boji pri 8 bitova po kanalu, ali neke kamere mogu snimiti i do 14 bita po kanalu – s 4,4 bilijuna boja!

  • Dubina bitova: 7,5 bita po kanalu
  • Usporediva oprema: Svakodnevni DSLR video
  • Cijena: $1,000

Dinamički raspon

Dinamički raspon odnosi se na sposobnost fotoaparata da obrađuje iznimno svijetle i izuzetno tamne detalje u isto vrijeme. Većina profesionalnih kamera ima dinamički raspon od 11 do 14 koraka. Što fotoaparat ima više zaustavljanja, veća je mogućnost snimanja kontrastnih slika. Iznenađujuće, kad je u pitanju dinamički raspon, ljudsko oko je u rangu s modernom tehnologijom.

  • Dymaic raspon:10-14 zaustavljanja
  • Usporediva oprema:Sony a7S
  • Cijena: $2,498

Brzina zatvarača

Vaše oči nemaju mehanički ili radijalni zatvarač, pa su više poput fotoaparata s elektroničkim zatvaračem. Međutim, ako želite usporediti zamućenje pokreta vašeg oka sa sličnim zamućenjem pokreta fotoaparata, jednostavno odmahnite rukom s lica konstantnom brzinom. Vidite li zamućenje pokreta?

Ako biste brzinu zatvarača na fotoaparatu prilagodili tako da odgovara zamućenju pokreta u vašem oku, doći ćete do brzine zatvarača od oko 1/100-1/200. Vjerojatno ne vidite mnogo zamućenja pokreta u svakodnevnom životu jer su vaše oči navikle pratiti nevjerojatno brzo kretanje objekata. Tehnika vrlo slična ovoj bi bila način na koji fotograf automobila prati automobil u pokretu na trkaćoj stazi.

  • Brzina zatvarača: 1/100 – 1/200
  • Usporediva oprema: Svakodnevni DSLR
  • Cijena: $1,000

Okviri po sekundi

Znanstvenici su istraživanjem uspjeli otkriti da ljudi mogu tumačiti informacije do oko 1000 fps. Iako zasigurno ne možete usporeno (barem još ne) reproducirati ove informacije u svoj um, one imaju veće posljedice za budućnost filma i broj filmaša koji bi trebao snimati. To je razlog zašto film od 48 kadrova u sekundi Hobit se osjeća toliko drugačije od filma od 24 fps.

  • Okviri po sekundi: 1.000fps
  • Usporediva oprema:Phantom Flex 4K
  • Cijena: $140,000

Ukupno: 35 268 799 USD + porez

Iako je definitivno nemoguće sa sigurnošću reći kolika bi bila stvarna cijena ekvivalenta ljudskog oka, kad bismo sve naše cijene zbrojili, naša bi teoretska kamera koštala otprilike toliko Spongebob film: Spužva iz vode napravljeno na vikendu otvaranja. (Živimo u mračnim vremenima.)

Želite li saznati više o usporedbi između ljudskog oka i kamera? Pogledajte nekoliko sljedećih postova:

Mislite li da bi ovaj broj trebao biti veći ili manji? Biste li prodali svoju očnu jabučicu za 35.000.000 dolara? Podijelite svoja razmišljanja u komentarima ispod.


Pravilo zatvarača od 180 °

Pravilo od 180 stupnjeva standard je u filmskoj industriji i objašnjava odnos između brzine zatvarača i brzine kadra pri snimanju pokreta u videu. Da bi oponašalo kretanje na isti način na koji ga ljudsko oko doživljava u stvarnom životu, pravilo od 180 stupnjeva kaže da brzinu zatvarača treba postaviti tako da udvostruči vašu brzinu kadrova. Kad čujete da ljudi govore o "kinematografskim brzinama zatvarača", misle na ovaj standard gdje je brzina zatvarača postavljena na dvostruku brzinu kadrova ili što je moguće bliže. (Većina DSLR -ova ima mogućnost snimanja na 1/50, ali ne na 1/48, pa ako snimate 24 fps, postavite brzinu zatvarača na 1/50).

Pravilo od 180 ° može se prekršiti za oponašanje određene ere filma, ili se može koristiti za stvaranje namjerno drhtavog videa ili potpuno uznemirujuće. Što je širi kut zatvarača, od 270 ° do 360 °, to je više zamućenja pri kretanju, a što je kut zatvarača uži (manji od 180 °), manje se zamućenja pri kretanju opaža od jednog kadra do drugog.

Budući da većina digitalnih fotoaparata ima zastor za zavjese, a ne okretni zatvarač u filmskom stilu, kut okidača od 180 ° jednak je snimanju s brzinom zatvarača koja je dvostruko veća od vaše brzine kadra, ili tehnički 1/[2xfps]. U digitalnom smislu, kut okidača je brzina zatvarača fotoaparata u odnosu na brzinu kadrova. Na DSLR -ovima i drugim digitalnim fotoaparatima uobičajeni kutovi okidača od 180 ° uključuju 1/50 dio sekunde pri 24 fps ili 1/60 sekunde pri 30 fps.

Upamtite, velika brzina zatvarača će stvoriti tamniju sliku s malo ili bez zamućenja pokreta (ovisno o brzini subjekta), dok će mala brzina zatvarača proizvesti svjetliju sliku s izraženijim zamućenjem pokreta.


Kamera protiv očiju: razlike

Apsolutno nasuprot subjektivnom mjerenju svjetlosti: Jednostavno rečeno, ljudsko oko je a subjektivni uređaj. To znači da vaše oči rade u skladu s vašim mozgom kako bi stvorile slike koje opažate: Vaše oči prilagođavaju fokus (savijanjem svjetla kroz leće u vašim očnim jabučicama) i prevođenjem fotona (svjetla) u električni impuls koji vaš mozak može obraditi . Od tada nadalje, sve se odnosi na vaš mozak: On neprestano prilagođava svoju ravnotežu boja prema kontekstu osvjetljenja. Drugim riječima, naše oči znaju što se mora vidjeti kao crveno, bijelo ili crno itd.

Kamera je, s druge strane, an apsolutni mjerni uređaj - Mjeri svjetlost koja pogađa niz senzora, ali senzor je "glup", a snimljene signale potrebno je prilagoditi tako da odgovaraju temperaturi boje svjetla koje osvjetljava prizor, na primjer

Fokus objektiva: U fotoaparatu se objektiv pomiče bliže/dalje od filma do fokusa. U vašim očima leća mijenja oblik u fokus: Mišići u vašim očima mijenjaju stvarni oblik leće unutar vaših očiju.

Osjetljivost na svjetlo: Film u kameri podjednako je osjetljiv na svjetlost. Ljudska retina nije. Stoga, s obzirom na kvalitetu slike i snagu hvatanja, naše oči imaju veću osjetljivost na tamnim mjestima od tipične kamere.

Postoje situacije osvjetljenja koje trenutni digitalni fotoaparati ne mogu lako snimiti: Fotografije će izaći mutne ili u hrpi digitalne buke. Na primjer, kad promatrate fluorescentnu sliku stanica pod mikroskopom, sliku koju možete vidjeti svojim očima bilo bi gotovo nemoguće snimiti običnom kamerom. To je uglavnom zbog činjenice da je količina svjetla koja ulazi u kameru (i vaše oči) tako niska.


Kamera nasuprot ljudskom oku

Ovaj je članak započeo nakon što sam slijedio internetsku raspravu o tome daje li objektiv od 35 mm ili 50 mm na kameri punog kadra daje ekvivalentno vidno polje normalnom ljudskom vidu. Ova posebna rasprava odmah se udubila u optičku fiziku oka kao kamere i leće, što je razumljiva usporedba budući da se oko sastoji od prednjeg elementa (rožnice), otvora blende (šarenice i zjenice), leće i senzor (mrežnica).

Unatoč svoj impresivnoj matematici bačenoj naprijed -natrag u vezi s optičkom fizikom očne jabučice, činilo se da rasprava nije imala logičkog smisla, pa sam puno čitao na vlastitu temu.

Ovaj članak neće imati izravne koristi koja će vam omogućiti da istrčite i snimite bolje fotografije, ali možda će vam biti zanimljivo. Možda će vam biti i nevjerojatno dosadno pa ću vam prvo iznijeti svoj zaključak u obliku dva citata Garryja Winogranda:

Fotografija je iluzija doslovnog opisa kako je kamera ‘vidjela’ komad vremena i prostora.

Fotografija nije stvar koja se fotografira. Radi se o tome kako ta stvar izgled fotografirano.

U osnovi radeći sva ova istraživanja o tome kako je ljudsko oko Kao kameru, ono što sam zaista naučio je kako je ljudski vid ne kao fotografija. Na neki mi je način objasnilo zašto toliko često smatram da je fotografija puno ljepša i zanimljivija nego što sam našao sam prizor.

Oko kao sustav kamere

Površno, prilično je logično usporediti oko s kamerom. Možemo izmjeriti duljinu oka sprijeda prema natrag (oko 25 mm od rožnice do mrežnice) i promjer zjenice (2 mm skupljeno, 7 do 8 mm prošireno) i iz tih mjerenja izračunati brojeve nalik lećama.

Ipak ćete pronaći neke različite brojeve navedene za žarišnu daljinu oka. Neki su iz fizičkih mjerenja anatomskih struktura oka, drugi iz optometrijskih proračuna, neki uzimaju u obzir da se leća oka i sama veličina oka mijenjaju kontrakcijama različitih mišića.

Ukratko, jedna uobičajeno navedena žarišna duljina oka je 17 mm (to se izračunava iz optometrijske dioptrije). Uobičajeno prihvaćena vrijednost je, međutim, 22 mm do 24 mm (izračunato iz fizičkog loma u oku). U određenim situacijama, žarišna duljina može zapravo biti veća.

Budući da znamo približnu žarišnu duljinu i promjer zjenice, relativno je lako izračunati otvor blende (f-stop) oka. S obzirom na žarišnu udaljenost od 17 mm i zenicu od 8 mm, očna jabučica bi trebala funkcionirati kao f/2.1 leća. Ako koristimo žarišnu duljinu 24 mm i zjenicu 8 mm, to bi trebalo biti f/3,5. U astronomiji je doista provedeno mnogo studija kako bi se zapravo izmjerilo f-stop ljudskog oka, a izmjereni broj ispada da je f/3,2 do f/3,5 (Middleton, 1958).

Oboje koji ste čitali ovoliko vjerojatno ste se u ovom trenutku zapitali: "Ako je žarišna duljina oka 17 ili 24 mm, zašto se svi raspravljaju o tome jesu li leće od 35 mm ili 50 mm isto vidno polje kao i ljudsko oko?"

Razlog je taj što izmjerena žarišna duljina oka nije ono što određuje kut gledanja ljudskog vida. U nastavku ću detaljnije ući u ovo, ali glavna stvar je da samo dio retine obrađuje glavnu sliku koju vidimo. (Područje glavnog vida naziva se konus vizualne pažnje, ostatak onoga što vidimo je "periferni vid").

Studije su izmjerile konus vizualne pažnje i otkrile da je širok oko 55 stupnjeva. Na kameri punog formata od 35 mm objektiv od 43 mm pruža kut gledanja od 55 stupnjeva, tako da žarišna duljina pruža potpuno isti kut gledanja koji imamo mi ljudi. Kvragu ako to nije na pola puta između 35 mm i 50 mm. Dakle, izvorni argument je okončan, stvarni 'normalni' objektiv na 35 -milimetarskom SLR -u nije niti 35 mm niti 50 mm, već je na pola puta između njih.

Oko je Ne Sustav kamere

Dobivši odgovor na izvornu raspravu, mogao sam ostaviti stvari na miru i otići s još jednim djelom prilično beskorisnih trivijalnosti podnesenim da zadivim svoje prijatelje na internetu. Ali NOOoooo. Kad imam hrpu posla koje treba obaviti, smatram da ću gotovo uvijek odlučiti provesti još nekoliko sati čitajući više članaka o ljudskom vidu.

Možda ste primijetili da je gornji odjeljak izostavio neke analogije oči u kameru, jer kad prođete jednostavna mjerenja otvora blende i objektiva, ostale usporedbe ne pristaju tako dobro.

Razmislite o očnom senzoru, mrežnici. Retina je gotovo iste veličine (promjera 32 mm) kao i senzor na kameri punog kadra (promjera 35 mm). Nakon toga je, međutim, gotovo sve drugačije.

Mrežnica ljudskog oka

Prva razlika između mrežnice i senzora fotoaparata prilično je očita: mrežnica je zakrivljena uz stražnju površinu očne jabučice, a ne ravna poput silikonskog senzora u kameri. Zakrivljenost ima očitu prednost: rubovi mrežnice su otprilike na istoj udaljenosti od leće kao i središte. Na ravnom senzoru rubovi su udaljeniji od leće, a središte bliže. Prednost retine — trebala bi imati bolju "oštrinu ugla".

Ljudsko oko također ima puno više piksela od vaše kamere, oko 130 milijuna piksela (vi se vlasnici kamera od 24 megapiksela sada osjećate skromno?). Međutim, samo oko 6 milijuna piksela oka su češeri (koji vide boju), preostalih 124 milijuna vidi samo crno -bijelo. Ali opet prednost retine. Veliko vrijeme.

No ako pogledamo dalje, razlike postaju još izraženije …

Na senzoru kamere svaki piksel postavljen je u uobičajenom uzorku mreže. Svaki kvadratni milimetar senzora ima potpuno isti broj i uzorak piksela. Na mrežnici postoji mala središnja površina, oko 6 mm u promjeru (makula) koja sadrži najgušću koncentraciju foto receptora u oku. Središnji dio makule (fovea) gusto je nabijen samo stanicama (koje osjećaju boju). Ostatak makule oko ovog središnjeg područja "samo u boji" sadrži štapiće i češere.

Makula sadrži oko 150.000 ‘piksela’ u svakom kvadratu od 1 mm (usporedite to s 24.000.000 piksela raspoređenih po 35 mm x 24 mm senzoru u 5DMkII ili D3x) i pruža naš ‘središnji vid’ (gore spomenuti konus vizualne pozornosti od 55 stupnjeva). U svakom slučaju, središnji dio našeg vidnog polja ima daleko veću sposobnost razlučivanja od čak i najbolje kamere.

Ostatak mrežnice ima daleko manje 'piksela', od kojih je većina samo crno -bijela. Pruža ono što obično smatramo "perifernim vidom", stvari koje vidimo "u kutu oka". Ovaj dio vrlo dobro osjeti pokretne objekte, ali ne pruža dovoljnu razlučivost za čitanje knjige, na primjer.

Ukupno vidno polje (područje u kojem možemo vidjeti kretanje) ljudskog oka iznosi 160 stupnjeva, ali izvan stošca vizualne pažnje ne možemo zapravo prepoznati detalje, samo široke oblike i kretanje.

Prednosti ljudskog oka u odnosu na kameru pomalo se smanjuju kad napustimo mrežnicu i putujemo natrag prema mozgu. Kamera šalje podatke svakog piksela sa senzora na računalni čip radi obrade u sliku. Oko ima 130 milijuna senzora u retini, ali optički živac koji prenosi signale tih senzora u mozak ima samo 1,2 milijuna vlakana, pa se manje od 10% podataka mrežnice u bilo kojem trenutku prenosi u mozak. (Djelomično je to zato što kemijskim svjetlosnim senzorima u mrežnici treba neko vrijeme da se "napune" nakon što su stimulirani. Djelomično zato što mozak ionako nije mogao obraditi toliko informacija.)

Naravno, mozak obrađuje signale mnogo drugačije od fotoaparata. Za razliku od isprekidanih škljocaja okidača fotoaparata, oko šalje mozgu konstantan video zapis koji se obrađuje u ono što vidimo. Podsvjesni dio mozga (jezgra lateralnog koljena, ako morate znati) uspoređuje signale s oba oka, sastavlja najvažnije dijelove u trodimenzionalne slike i šalje ih u svjesni dio mozga radi prepoznavanja slike i dalje obrada.

Podsvjesni mozak također šalje signale oku, lagano pomičući očnu jabučicu u uzorku skeniranja tako da se oštar vid makule pomiče preko predmeta od interesa. Tijekom nekoliko djelića sekundi oko zapravo šalje više slika, a mozak ih obrađuje u potpuniju i detaljniju sliku.

Podsvjesni mozak također odbacuje veliki dio dolazne propusnosti, šaljući samo mali dio svojih podataka u svjesni mozak. To možete u određenoj mjeri kontrolirati: na primjer, upravo sada vaš svjesni mozak govori lateralnoj geniculatnoj jezgri „šalji mi informacije samo iz središnjeg vida, usredotoči se na one otkucane riječi u središtu vidnog polja, pomakni se s lijeva na tako da ih mogu pročitati ”. Prestanite čitati na trenutak i bez pomicanja očiju pokušajte vidjeti što je u vašem perifernom vidnom polju. Prije sekunde niste "vidjeli" taj objekt desno ili lijevo od monitora računala jer se periferni vid nije prenio na svjesni mozak.

Ako se koncentrirate, čak i bez pomicanja očiju, barem možete reći da je objekt tamo. Međutim, ako ga želite jasno vidjeti, morat ćete poslati još jedan moždani signal u oko, premještajući konus vizualne pozornosti na taj objekt. Uočite također da oboje ne možete pročitati tekst i vidjeti periferne objekte — mozak ne može obraditi toliko podataka.

Mozak se ne radi kad slika dosegne svjesni dio (naziva se vizualni korteks). Ovo područje snažno se povezuje s memorijskim dijelovima mozga, omogućujući vam da 'prepoznate' objekte na slici. Svi smo doživjeli taj trenutak kad nešto vidimo, ali sekundu ili dvije ne prepoznajemo što je to. Nakon što smo to prepoznali, pitamo se zašto u svijetu to nije bilo očito odmah. To je zato što je mozgu trebala djelić sekunde da pristupi memorijskim datotekama za prepoznavanje slike. (Ako ovo još niste doživjeli, pričekajte nekoliko godina. Hoćete.)

U stvarnosti (a to je vrlo očito) ljudska vizija je video, a ne fotografija. Čak i kad zuri u fotografiju, mozak snima više ‘snimaka’ dok pomiče središte fokusa preko slike, slaže ih i sastavlja u konačnu sliku koju opažamo. Pogledajte fotografiju nekoliko minuta i shvatit ćete da vam je podsvjesno oko preletjelo preko slike, dobivajući pregled slike, fokusirajući se tu i tamo na detalje i, nakon nekoliko sekundi, shvativši neke stvari o njoj koje nisu bile očite na prvi pogled.

Dakle, u čemu je poanta?

Pa, imam neka zapažanja, iako su daleko od toga "koja leća ima vidno polje najsličnije ljudskom vidu?". Ove su me informacije potaknule na razmišljanje o tome što me neke fotografije toliko fasciniraju, a druge ne toliko. Ne znam da li je neko od ovih zapažanja istinito, ali to su zanimljive misli (barem meni). Svi se oni temelje na jednoj činjenici: kad mi se fotografija jako svidi, provedem minutu ili dvije gledajući je, dopuštajući svom ljudskom vidu da je skenira, grabi pojedinosti s nje ili se možda pitam o detaljima koji nisu vidljivi.

Čini se da fotografije snimljene pod "normalnim" kutom gledanja (35 mm do 50 mm) zadržavaju privlačnost bez obzira na njihovu veličinu. Čak i slike veličine weba snimljene ovom žarišnom duljinom zadržavaju bit snimke. Snimka ispod (snimljena na 35 mm) ima mnogo više detalja kada se vidi na velikoj slici, ali bit je očita čak i kad je mala. Možda je obrada mozga ugodnija u prepoznavanju slike koju vidi u svom normalnom vidnom polju. Možda je to zato što mi fotografi nastojimo podsvjesno naglasiti kompoziciju i subjekte na "normalnoj" fotografiji pod kutom gledanja.

Gornja fotografija pokazuje još nešto o čemu sam se uvijek pitao: javlja li se naša fascinacija i ljubav prema crno -bijeloj fotografiji jer je to jedan od rijetkih načina na koji su receptori gustih konusa (samo u boji) u našoj makuli prisiljeni slati sive tonove slika našem mozgu?

Možda naš mozak voli gledati samo ton i teksturu, a da podaci o bojama ne začepe tu usku propusnost između očne jabučice i mozga.

Poput fotografija s normalnim kutom, telefoto i makro snimke često izgledaju sjajno u malim ispisima ili JPG-ovima veličine web. Na zidu ureda imam 8 × 10 slonovo oko i makro otisak slične veličine pauka koji čak i s druge strane sobe izgleda odlično. (Barem mi izgledaju sjajno, ali primijetit ćete da vise u mom uredu. Objesio sam ih na nekoliko drugih mjesta u kući i taktično mi je rečeno da „stvarno ne idu s namještajem za dnevnu sobu ”, pa možda ne izgledaju svima tako sjajno.)

Nema sjajne kompozicije ili drugih čimbenika koji bi mi te fotografije učinili privlačnima, ali svejedno ih smatram fascinantnima. Možda zato što čak i pri maloj veličini moj ljudski vid može vidjeti detalje na fotografiji koje nikad nisam mogao vidjeti gledajući slona ili pauka 'golim okom'.

S druge strane, kad dobijem dobar širokougaoni ili scenski snimak, jedva da se i potrudim objaviti grafiku veličine weba ili napraviti mali tisak (i ​​neću početi za ovaj članak). Želim da je tiskano VELIKO. Mislim da bi možda moj ljudski vid mogao skenirati sliku odabirom malih detalja koji se potpuno izgube kad se smanji. I svaki put kad napravim veliki tisak, čak i scene u kojoj sam bio desetak puta, primijetim na fotografiji stvari koje nikad nisam vidio dok sam tamo bio.

Možda 'video' koji moj mozak snima tijekom skeniranja otiska pruža mnogo više detalja i čini mi se ugodnijim nego što bi kompozicija fotografije dala kad bi se ispisala mala (ili koju sam vidjela dok sam zapravo bila na mjestu događaja) .

Možda možda podsvjesno ‘skeniranje’ koje moj vid čini preko fotografije objašnjava zašto stvari poput ‘pravila trećina’ i selektivnog fokusa privlače moje oko na određene dijelove fotografije. Možda smo mi fotografi jednostavno shvatili kako mozak obrađuje slike i to iskoristili kroz praktično iskustvo, ne poznavajući svu uključenu znanost.

Ali pretpostavljam da je moj jedini pravi zaključak sljedeći: fotografija NIJE baš ono što su moje oko i mozak vidjeli na mjestu događaja. Kad dobijem dobar snimak, to je nešto drugačije i nešto bolje, poput onoga što je Winogrand rekao u dva gore navedena citata, pa i u ovom citatu:

Vidite da se nešto događa i razbijate se u to. Ili ćete dobiti ono što ste vidjeli ili ćete dobiti nešto drugo — i šta god je bolje da ispišete.

O autoru: Roger Cicala osnivač je LensRentalsa. Ovaj je članak izvorno objavljen ovdje.


Što je ekvivalent brzine zatvarača u ljudskom oku? - Biologija

Zanimljiv je način na koji oko fokusira svjetlost, jer većinu refrakcije koja se dogodi ne vrši sama leća, već vodena vodica, tekućina na vrhu leće. Svjetlost se lomi kad ta tekućina dođe u oko, malo više se lomi od leće, a zatim još malo od staklastog humora, tvari nalik želeu koja ispunjava prostor između leće i mrežnice.

Objektiv je kritičan za stvaranje oštre slike, međutim ovo je jedna od najnevjerojatnijih značajki ljudskog oka, koja se može tako brzo prilagoditi pri fokusiranju objekata na različitim udaljenostima. Ovaj proces prilagodbe poznat je kao smještaj.

Razmotrimo jednadžbu leće:

S fotoaparatom objektiv ima fiksnu žarišnu duljinu. Ako se udaljenost objekta promijeni, udaljenost slike (udaljenost između objektiva i filma) podešava se pomicanjem objektiva. To se ne može učiniti ljudskim okom: udaljenost slike, udaljenost između leće i mrežnice, fiksna je. Ako se udaljenost objekta promijeni (tj. Oko pokušava fokusirati objekte koji se nalaze na različitim udaljenostima), tada se žarišna duljina oka prilagođava kako bi se stvorila oštra slika. To se postiže promjenom oblika leće koju mišić poznat kao cilijarni mišić radi.

Ispravljanje kratkovidnosti

Osoba koja je kratkovidna može stvoriti samo oštre slike bliskih objekata. Objekti koji su udaljeniji izgledaju mutno jer ih oko dovodi do fokusiranja na točki ispred mrežnice.

Potrebna nam je divergentna leća kako bi se svjetlosne zrake razišle tek toliko da, kad se zrake okupe oko, konvergiraju na mrežnici, stvarajući fokusiranu sliku.

Ispravljanje dalekovidnosti

Dalekovidna osoba može stvoriti samo jasne slike objekata koji su daleko. Bliski objekti dovode se u fokus iza mrežnice, zbog čega izgledaju nejasno.

Koristi se konvergentna leća koja omogućuje izoštravanje slika na mrežnici.


Što je ekvivalent brzine zatvarača u ljudskom oku? - Biologija

Koliko kadrova u sekundi može vidjeti ljudsko oko?

Koliko kadrova u sekundi moram imati da bi pokreti izgledali fluidno?

Koliko kadrova u sekundi zaustavlja titranje filma?

Koji je najkraći okvir koji bi ljudsko oko primijetilo?

Zamislite sebe kako gledate film nevjerojatno spore magle. Ne vidite rubove i oštre granice. Sada pustite film s 10 sličica u sekundi. Izgledat će fluidno. Zašto? Zato što je razlika od jednog okvira do drugog vrlo mala. Ekstrem bi bio potpuno nepomičan zid: tada bi 1 fps bilo jednako 1000 fps.

Sada uzmite svoju ruku i polako je pomaknite ispred lica. Zatim ga pomičite brže dok ne postane mutno. Koliko kadrova u sekundi vidite? Mora biti malo, jer vidite samo zamagljenu ruku, a da ne možete razlikovati svaku promjenu u milisekundi, ali mora biti mnogo, jer vidite fluidno kretanje bez ikakvog prekida ili skoka. Ovo je trik oka u oba primjera: Zamućenje simulira fluidnost, oštrina simulira mucanje. (Slično je & quotrotation simulira gravitaciju & quot.)


Primjer zamućenja pokreta 1: Snimite izvođenje uživo Corrs & quotŠto mogu učiniti & quot na MTV -u Unpluged


Primjer zamućenja pokreta 2: Snimanje iz & quotOsnovni instinkt& quot, gdje vidite ženu kako zabada led u tijelo muškarca dok sjedi na njemu.

Činjenica je da ljudsko oko percipira tipično kretanje filmskog filma kao fluidno pri oko 18 fps, zbog svog zamućenja.

Ako ste mogli vidjeti svoju pokretnu ruku vrlo čistu i oštru, tada je vaše oko moralo napraviti više njezinih snimaka kako bi izgledala fluidno. Da imate film s 50 vrlo oštrih i oštrih slika u sekundi, vaše bi oko povremeno razabralo mnogo detalja i imali ste osjećaj da film muca.


Također 25 fps, ali bez zamućenja pokreta: Snimci iz BBC -jeve priče o Ed Geinu, ubojici, čiji je slučaj inspirirao Hitchcocka da napravi & quotPsiho& quot i Jonathan Demme da naprave & quotKad jaganjci utihnu& quot. Glazba je s CNN -a & quotTržišta& quot (0,52 MB).

Zamislite samo moderne igre: Jeste li ikada igrali Quake sa 18fps? U tim igrama nema zamućenja pokreta, stoga vam je potrebno mnogo sličica u sekundi.

Međutim, vidite mrlje i prljavštinu pojedinačnih kadrova u kino filmu, zar ne? A ti se filmovi igraju pri 24 fps. Dakle, postoji razlika između gledanja pokreta tekućine i vidljivosti da uopće postoji nešto (prljavština). Nastavi čitati.

Zamislite da gledate a blistajući bijeli zid. Sada ovaj zid postaje potpuno crn na 1/25 sekunde. Biste li to primijetili? Sigurno biste. 1/50 sekunde, možda i teže. 1/100 sekunde? Vrlo teško. Zamislite svoje televizore od 100 Hz. Nazivaju se bez treperenja, jer pri treperenju od 100 puta u sekundi prestanete primjećivati ​​crninu TV ekrana, iako TV ekran ne svijetli cijelo vrijeme, već pulsira 100 puta u sekundi. Svjetlina jede tamu.

Ponovite & quotTest 1: Glatkoća kretanja & quot. You have a fluid film with 24 fps. The film roll has to roll thru the projector. To not see it rolling you have to make the picture black while the film rolls on. You would have to blacken the screen 24 times per second. But 24 black moments are too visible. Thus you have smooth motions but flicker.
The solution is: Show each frame 3 times and make the screen black 3 times per frame. This makes the black moments shorter and more frequent: "Triple the refresh rate". So you see about 72fps in the cinema, where 3 consecutive frames are the same. Strange solution? Solution of an analog world. And an example how "Brightness eats darkness".

Let's do the opposite test to "Sensitivity to darkness". Let's talk about, how sensitive the eye is to brightness.

Imagine yourself in a very dark room. You have been there for hours and it's totally black. Now light flashes right in front of you. Let's say as bright as the sun. Would you see it, when it's only 1/25th of a second? You surely would. 1/100th of a second? Da. 1/200th of a second? Da. Tests with Air force pilots have shown, that they could identificirati the plane on a flashed picture that was flashed only for 1/220th of a second.

To je identifying. So it's pretty safe to say, that recognizing, that SOME light was there is possible with 1/300th of a second. Now if you take into consideration, that you have two eyes with different angles and different areas of sensitivity (you probably know, that you see TV flickering best, when you don't look directly into the TV screen, but with the sides of your eyes) and you can move/rotate/shake your head and your eyes to a different position, you probably needed flashes as short as 1/500th of second to make sure, nobody sees them in any case.

Now, what happens if I flashed you 1/500th of a second once in a second for 365 days directly into your eye? Would you feel something strange? Would it feel different than without it? Would you notice that something is wrong?

So, we should add a security value, to make sure nobody sees ANYTHING even unconsciously and feels comfortable about it.

Maybe the industry didn't add enough security factor to CDs and that's why many people still feel that analog is sometimes better. It's like in a room full of neon lights. You just know that something isn't right.

The reasons for the results of Test 2 and Test 3 are afterimages. Bright light creates an afterimage in the eye. The same way you see light in your eye seconds AFTER the doctor shined a light into it. This afterlight makes it possible to see what was there seconds ago. The brightness of the afterimage of the cinema canvas produces such afterimages and thus helps the movie to be flickerfree.

So the question "How many frames do I need to make the movie flickerfree" = to not see the blackness between the frames (about 70-100 fps) doesn't answer the question "How short can a bright image be to see it?" = the Airforce question and this doesn't answer the question "How short can a (not bright) image be to see it?".

So the conclusion is: To make movies/Virtual Reality perfect, you'd have to know what you want. To have a perfect illusion of everything that can flash, blink and move you shouldn't go below 500 fps.

  1. If your screen refreshes at 85Hz and your game runs at 50Hz (=50fps): Are you sure that you don't need to synchronize them? Are you sure, you don't need to play with a multiple of 85 to enjoy synchronized refresh updates? So the game running at 85fps may better than at 100fps. Maybe even a TFT display was better. It displays only with about 40fps but progressively.
  2. Even though single eye cells (rods and cones) may have their limitations due to their chemical reaction times and due to the distance to the brain, you cannot be sure how they interact or complement or synchronize. If 1 cell is able to perceive 10fps, 2 cells may be able to perceive 20fps by complementing one another. So don't confuse "The human eye" with "The cell".
  3. Some eye cells are reacting only when a stimulus is moving. Some react when it's moving from A to B, some when it's moving from D to Z. This may complicate frame-based simulation of reality.
  4. Motion of your body could alter the way how you perceive. Do you get headaches after watching 3 movies in the cinema in a row? Maybe that's because you didn't move with the filmed motion? This is the reason for front-passengers' indispositions (= somebody else moved the car) and seasickness (=the sea moved the ship suddenly). Maybe this is the reason why 3D gaming glasses will never work perfectly. And this has nothing to do with frame rates.
  5. When you look straight (= with the center of your eyes) it's not the same as if it was with the sides of your eyes. The sides are more sensitive to brightness and to flickering. The next time you are in the cinema do the following: Look up to the ceiling while the movie is playing. Especially during bright/white scenes you will clearly notice that the movie flickers.
  6. Sensitivity to blue is different than to green: You see green best, even when it's dark, e.g. leaves in a forest at night. So "blue frames per second" may differ from "green frames per second"
  7. Do you like to play Quake? Do you think "More is better"? Maybe that's why you think 200fps is better than 180fps.
  8. Do you think moving in 3D games is stuttering? Maybe your mouse scans motion with too little dpi (Dots Per Inch) or fps (Frames Per Second)?
  9. Do you think it is important that a graphics card can display 250 fps in your favourite game, because that's a feature they write about in PC magazines and on covers?
    Now this is just a figure to show how fast the card is, not to show that you need such a high frame rate. It's like with cars: 100km/h in 5 seconds. When will you ever need to go 100km/h in 5 seconds?

So what is "Enough fps"? I don't know, because nobody went there so far. Maybe 120fps is enough, maybe you will get headaches after 3 hours. Seeing framewise is simply not the way how the eyerain system works. It works with a continuous flow of lightinformation. (Similar to the effects of cameras' flashlights ("red eyes"): flashing is simply not the way how we see). So there are still questions. Maybe you need as much as 4000fps, maybe less, maybe more.

The same question as for fps will arise for resolution. How many pixels can the human eye see? Does 2000x1000 (=Star Wars Episode II resolution) look like reality? Or is it just enough to make a film "cinemable"?


3. SENSITIVITY & DYNAMIC RANGE

Dynamic range* is one area where the eye is often seen as having a huge advantage. If we were to consider situations where our pupil opens and closes for different brightness regions, then yes, our eyes far surpass the capabilities of a single camera image (and can have a range exceeding 24 f-stops). However, in such situations our eye is dynamically adjusting like a video camera, so this arguably isn't a fair comparison.

Eye Focuses on Background Eye Focuses on Foreground Our Mental Image

If we were to instead consider our eye's instantaneous dynamic range (where our pupil opening is unchanged), then cameras fare much better. This would be similar to looking at one region within a scene, letting our eyes adjust, and not looking anywhere else. In that case, most estimate that our eyes can see anywhere from 10-14 f-stops of dynamic range, which definitely surpasses most compact cameras (5-7 stops), but is surprisingly similar to that of digital SLR cameras (8-11 stops).

On the other hand, our eye's dynamic range also depends on brightness and subject contrast, so the above only applies to typical daylight conditions. With low-light star viewing our eyes can approach an even higher instantaneous dynamic range, for example.

*Quantifying Dynamic Range. The most commonly used unit for measuring dynamic range in photography is the f-stop, so we'll stick with that here. This describes the ratio between the lightest and darkest recordable regions of a scene, in powers of two. A scene with a dynamic range of 3 f-stops therefore has a white that is 8X as bright as its black (since 2 3 = 2x2x2 = 8).

Photos on left (matches) and right (night sky) by lazlo and dcysurfer, respectively.

Osjetljivost. This is another important visual characteristic, and describes the ability to resolve very faint or fast-moving subjects. During bright light, modern cameras are better at resolving fast moving subjects, as exemplified by unusual-looking high-speed photography. This is often made possible by camera ISO speeds exceeding 3200 the equivalent daylight ISO for the human eye is even thought to be as low as 1.

However, under low-light conditions, our eyes become much more sensitive (presuming that we let them adjust for 30+ minutes). Astrophotographers often estimate this as being near ISO 500-1000 still not as high as digital cameras, but close. On the other hand, cameras have the advantage of being able to take longer exposures to bring out even fainter objects, whereas our eyes don't see additional detail after staring at something for more than about 10-15 seconds.


Eagles have high-definition vision

When compared to other creatures, human eyesight does see bright, vivid colour crisply and clearly. But this doesn’t hold a candle to how eagles perceive the world. Many birds of prey can see colours on an even wider spectrum than humans do. Their eyes pick up more shades and contrasts. They can even see ultraviolet (UV) light. The ability to make out UV light helps these birds spot traces left by prey—urine or fur, for example. This make their prey stand out against the uniform colour of a field.


Scientists Discover That the Shape of Light Changes Our Vision

Scientists at the UNIGE have shown that the response of the retina to light depends not only on the intensity of the light perceived by the eye, but also on its temporal shape and the order in which the colors are organized.

Vision is a complex process that has been successfully deciphered by many disciplines – physics, biochemistry, physiology, neurology, etc. The retina captures light, the optic nerve transmits electrical impulses to the brain, which ultimately generates the perception of an image. Although this process takes some time, recent studies have shown that the first stage of vision, the perception of light itself, is extremely fast. But the analysis of this decisive step was carried out on molecules in solution in the laboratory.

Scientists from the University of Geneva (UNIGE), in collaboration with EPFL and the University Hospitals of Geneva (HUG), Switzerland, reproduced the experiment on mice, in order to observe the processing of light by a living organism in all its complexity. This non-invasive study shows that light energy alone does not define the response of the retina. Its shape –short or long– also has an impact on the signal sent to the brain to form an image. This discovery, published in the journal Znanstveni napredak, opens up a new field of research into vision, diagnostics, and possibly new curative possibilities.

The cellular mechanism of vision has been successfully studied thanks to the collaboration of several disciplines. “In the eye, the first stage of vision is based on a small molecule – the retinal – which, on contact with light, changes shape,” explains Geoffrey Gaulier, researcher at the Applied Physics Department of the UNIGE Faculty of Science and first author of the study. “When the retinal alters its geometric form, it triggers a complex mechanism that will result in a nerve impulse generated in the optic nerve.”

This process takes some time between the moment the eye perceives the light and the moment the brain decodes it. Physicists looked at the very first molecule in the chain, retinal, to see how long it took to switch its shape. They isolated this molecule in a cuvette and subjected it to laser pulses to test its reaction speed. To their great surprise, the molecule reacted in about 50 femtoseconds!

“By way of comparison, one femtosecond compared to one second is the equivalent of one second compared to the age of the Universe,” points out Jean-Pierre Wolf, professor at the UNIGE Physics Section and the last author of the research. “This is so fast that we wondered whether this speed could be achieved by the molecule only when it was isolated, or whether it possessed the same speed in a living organism in all its complexity.”

Light intensity and shape define the eye’s sensitivity

To study this first stage of vision in detail, the scientists called on biologists, notably Ivan Rodriguez and Pedro Herrera, professors at the UNIGE Faculties of Science and Medicine, respectively, who placed a contact lens and performed an electroretinogram on mice. “This method, which is totally non-invasive, makes it possible to measure the intensity of the signal sent to the optic nerve,” continues Jean-Pierre Wolf. When the light hits the retina, they were able to observe an electrical voltage at the cornea, thanks to an electronic amplifier. And their results showed that this stage took place with the same extreme speed as when the molecule is isolated!

The team continued the study by varying the shape of the pulses over time. “We always send the same energy, the same number of photons, but we change the shape of the light pulse. Sometimes the pulse is short, sometimes long, sometimes sliced, etc,” explains Geoffrey Gaulier. Indeed, changing the shape should not induce any variation in the response of the retina, because until now it was thought that only the number of photons captured by the eye played a role. “But this is not the case!” says the Geneva-based researcher. This result could be explained with the help of computer simulations performed in the group of Ursula Röthlisberger from EPFL.

The scientists observed that the eye did not react in the same way depending on the shape of the light, even though the light energy was identical. “We also discovered that the eye’s reaction differed according to the order in which the colors were varied, for example as in a temporal rainbow, even though they follow each other extremely quickly,” continues Jean-Pierre Wolf. In short, the retina believes that there is more or less light depending on the shape of the light, while the energy is similar, and therefore sends a stronger or weaker current to the brain depending on its response.

This discovery, which was made in the context of a Swiss National Science Foundation (SNSF) Sinergia project, opens up a new field of research into vision. “Now that we know that the shape of light plays a role in perception, we can use this new knowledge to make the eye work differently,” proposes Jean-Pierre Wolf. Areas of investigation into new possibilities for diagnosing or possibly treating eye weaknesses can now be developed.


Gledaj video: TEHNIKE BRZOG ČITANJA - USPOSTAVLJANJE KONTROLE NAD POKRETIMA OKA unapređenje brzine i razumevanja (Siječanj 2022).