河南福利彩票:人类视觉与相机

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河南福利彩票-人类视觉与相机
图片由Skeeze

许多初学者 河南福利彩票师 and the regular 手机 鲷鱼 多次问我同样的问题:为什么相机不像我们的眼睛看到的那样产生相同的图像,为什么相机的传感器不应该比人类更强大 视力 目前为止?

关于人的视野

要回答这个问题,有必要知道 怎么样 我们实际上看到了。

我们的眼睛就像照相机一样工作,眼睛的前部充当 镜片,而后方为 传感器. When 光 reaches the front of our eyes, it is 专注 使用 角膜 (基本上是我们的眼睛内置的镜头)

的n it is further 专注 by the crystalline 镜片 in the eye, located behind the pupil which further helps in focusing the 光. On the other hand, the 虹膜和瞳孔充当 光圈 in the 镜片, closing down and opening up depending on the amount of 光 reaching the eye and the amount of clarity needed (controlling the depth of field).

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劳森0388 EyeAnatomy 01” by 布鲁斯·布劳斯。维基医学杂志。 土井:10.15347 / wjm / 2014.010. ISSN 20018762.

现在,一旦光线穿过角膜,它就会到达视网膜,即眼睛的“传感器”部分。视网膜包含两种类型的光敏受体:视杆和视锥。

杆对颜色的感知并不多,而是可以感知光线,因此对光线更敏感。外围视觉更多地基于棒,因为它们更敏感。另一方面,视锥细胞对颜色敏感,实际上它们对三种颜色敏感:红色,绿色和蓝色。

这就是为什么 我们人类是三色性.

但是,眼睛的问题在于它们的分辨率不好,实际上,我们只有一小部分具有高分辨率的眼睛,而其余部分则处于较弱的一面。

现在,您会说20/20视觉能够区分很多细节,这实际上并不支持声称眼睛具有低分辨率光学元件的说法。 (我稍后再讲)。

我们的眼睛有视网膜的特殊部分,称为 中央凹,基本上是 “高分辨率” 眼睛的一部分。即使它仅增加了我们眼睛生成的一小部分图像的分辨率,但对我们的大脑来说已经足够了。

我们的眼睛的对比度约为100:1,或者 约6.5级动态范围的河南福利彩票术语 (针对一组化学和光照条件)。但是,我们的眼睛会适应这种情况,因此可以将动态范围移向光谱的可见范围。

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人眼与血管” by 滚珠自己的工作。根据许可 CC BY-SA 3.0 通过 公地.

一旦我们的眼睛捕捉到图像,它就会被发送到大脑, 所有魔力发生的地方。不像相机那样拍摄照片,仅此而已,我们的眼睛会不断拍摄照片,然后大脑将它们处理成我们实际看到的东西。

现在有趣的是,我们实际看到的图片与我们的眼睛看到的图片相距甚远。事实上, 我们的眼睛颠倒了,它们在整个可见范围内都没有清晰的分辨率(眼睛甚至有神经穿过的盲点),它们还被鼻子和颅骨(大脑选择忽略的图像的一部分)所阻挡,并且以此类推。

但是我们宏伟的大脑 利用我们的视力以及所有其他刺激和过去的经验,生成的图像基于实际视力约为30%;其余的是根据我们对地点和预测算法的一目了然产生的。

本质上,我们的视力是 一张活动全景 动态改变亮度和内容。

动态范围可以扩展到 超过40个停靠点 by changing the amount of 光 our eyes perceive, and by using our brain to process that information.

总而言之,我们的 眼力 是一个 复杂的组合:

  • 眼睛捕捉到的光,
  • 过去的经验,
  • 我们的大脑会进行极其复杂的处理,以结合所有可能的刺激,以生成我们积极看到的图像。

Additionally, our eyes (if fully functional) are capable of distinguishing around 10 million colors. That value varies from the 光 conditions of 课程.

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相机如何看

基本上,相机的工作原理与眼睛非常相似,它使用镜头将光线聚焦在传感器上。传感器将其捕获并将其转换为电脉冲,然后由摄像机中内置的处理器对其进行处理,以解释该脉冲并将其转换为可用文件。

相机传感器对颜色不敏感实际上,它几乎没有波长特异性。为了能够产生彩色图像,传感器在其顶部需要一个滤光器阵列,该滤光器阵列将滤除其他两种颜色的波长。

这意味着安装在传感器顶部的拜耳RGB滤光片(具有一个红色,两个绿色和一个蓝色像素)可以滤除该像素中未使用的2种颜色的波长。

例如,拜耳滤光片上的绿色像素滤除红色和蓝色波长,因此位于其下方的传感器上的像素只能捕获绿色的波长。在拜耳滤光片的顶部,有一个红外滤光片和紫外滤光片,以便也能阻挡那些波长的光。

“网络摄像头” .jpeg的光电传感器阵列角的显微照片


“网络摄像头”的光电传感器阵列角的显微照片” by 自然哲学

最现代的 感应器 used in professional grade cameras have a dynamic range from 10 to almost 15 stops of 光. 的y are also capable of distinguishing around 与人眼相比,每种颜色的阴影多出50%.

Lenses which focus 光 on the camera 感应器 are complex optical combinations providing different types of geometrical and optical qualities and benefits.

他们也应部分归咎于 颜色再现 同样,因为在某些情况下,光学器件和材料中的涂层和缺陷通常会导致偏色和有限的颜色范围。

数码照片的拍摄方式

  1. 将镜头和传感器配对为功能正常的相机后,(显然)入射到镜头的光会通过镜头,焦点由镜头本身的聚焦机制控制,而通过的光量则由镜头控制。镜头虹膜(类似于人眼)。 
  2. 释放快门时,窗帘将传感器暴露在镜头聚焦的光线下,通常 a fraction of a 第二(不同于大多数时间暴露在光线下的人眼)。 
  3. 传感器一旦曝光,光就会在像素的半导体阵列中产生电,随后由处理器(或多个处理器,具体取决于相机)进行处理,以形成最终图片(无论是RAW还是JPEG)。

异同

相机缺乏我们大脑所具有的处理能力和处理方式,这就是为什么它永远无法与人类视觉相提并论的原因。将来可能会改变 因为相机越来越先进:随着 Lytro相机,现在您可以在拍照后更改视角和焦点。 突破性的.

是的 技术需要改进,但是它存在并且对所有人都可用。 Lytro非常类似于我们的大脑在以某种方式看到眼睛之后处理图像和透视图的方式。

但是,我不确定是否有任何相机能够根据以往的经验和所拍摄的照片来进行照片处理,以改善一张照片的视觉质量和动态范围。

到目前为止,相机本身是一种用于捕获图像的工具,后来需要人工操作才能使它们符合我们的喜好。

为了能够根据您的喜好在后处理中完成图像,您需要依靠自己的视力和以前的经验(在软件编辑中以及图像的外观方式上)。

Our eyes have a limited spectrum of 光 they can capture from a given 光 source, while the camera (能够进行更长的曝光)可以聚集 much more 光 并打包成一张图片,比我们的眼睛所代表的场景更加清晰和明亮。

这在以下情况下尤其明显 拍摄星星 因为您将无法像银河一样在银河系中看到所有这些颜色和对比度。

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概要

不可能将人的视力放在相机上,因为这将是一场不公平的战斗,但是您可以量化差异或相似性,给予或接受。

如果您对自己的了解得更好,并且如果您对工具(相机)的了解得更好,那将影响最终产品。它将改进它并使您的工作流程更高效,因此您将需要更少的时间来获得更好的结果。

理解人眼将在黑暗情况下为您提供帮助,例如:如果您知道您的眼睛需要花多少时间来适应光照条件(以及如何保持这种调节),您将能够在这种情况下工作条件更有效。

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