KAMERÁK vs. AZ EMBERI SZEM
Miért nem tudom egyszerűen arra irányítani a kamerát, amit látok, és felveszem? Ez egy látszólag egyszerű kérdés. Ez is az egyik legbonyolultabb megválaszolás, és nem csak abban kell elmélyedni, hogy a fényképezőgép hogyan rögzíti a fényt, hanem azt is, hogyan és miért működik a szemünk úgy, ahogyan. Az ilyen kérdések megválaszolása meglepő meglátásokat tárhat fel mindennapi világfelfogásunkról – amellett, hogy jobb fotóssá tehető az ember.
 | VS. |  |
BEVEZETÉS
Szemünk képes körülnézni egy jelenetben, és dinamikusan igazodik a téma alapján, míg a kamerák egyetlen állóképet rögzítenek. Ez a tulajdonság számos általánosan ismert előnyt magyaráz a kamerákkal szemben. Szemünk például képes kompenzálni, amikor különböző fényerősségű területekre fókuszálunk, körbe tud nézni, hogy szélesebb látószöget öleljen fel, vagy felváltva különböző távolságban lévő tárgyakra fókuszálhat.
A végeredmény azonban egy videokamerához hasonlít – nem egy állóképes kamerához –, amely releváns pillanatfelvételeket állít össze, hogy mentális képet alkosson. A szemünk gyors pillantása igazságosabb összehasonlítás lehet, de végső soron látórendszerünk egyedisége elkerülhetetlen, mert:
Valójában azt látjuk, ahogy az elménk rekonstruálja a tárgyakat a szem által szolgáltatott bemenet alapján – nem a szemünk által kapott tényleges fényen .
Szkeptikus? A legtöbb – legalábbis kezdetben. Az alábbi példák olyan helyzeteket mutatnak be, amikor az ember elméjét arra lehet csalni, hogy valami mást lásson, mint a szeme:
Hamis szín 
Mach Bands Hamis szín :Vigye az egeret a kép sarkára, és nézze a középső keresztet. A hiányzó pont a kör körül forog, de egy idő után ez a pont zöldnek fog tűnni – annak ellenére, hogy a képen valójában nincs zöld.
Mach-szalagok :Mozgassa az egeret a képre, illetve le. Mindegyik sáv valamivel sötétebbnek vagy világosabbnak fog tűnni a felső és alsó széle közelében – annak ellenére, hogy mindegyik egyenletesen szürke.
Ez azonban nem tántoríthat el minket attól, hogy a szemünket és a fényképezőgépünket összehasonlítsuk! Sok feltétel mellett továbbra is lehetséges a tisztességes összehasonlítás, de csak akkor, ha figyelembe vesszük mind azt, amit látunk, és hogy elménk hogyan dolgozza fel ezeket az információkat. A következő szakaszok megpróbálják megkülönböztetni a kettőt, amikor csak lehetséges.
A KÜLÖNBSÉGEK ÁTTEKINTÉSE
Ez az oktatóanyag az összehasonlításokat a következő vizuális kategóriákba csoportosítja:
- Nézési szög
- Felbontás és részletek
- Érzékenység és dinamikatartomány
A fentieket gyakran úgy értelmezik, hogy a szemünk és a kameránk a leginkább különbözik, és általában ott van a legtöbb nézeteltérés is. Egyéb témák lehetnek a mélységélesség, a sztereó látás, a fehéregyensúly és a színskála, de ebben az oktatóanyagban nem ezek állnak a középpontban.
1. NÉZŐSZÖG
Fényképezőgépeknél ezt az objektív gyújtótávolsága határozza meg (a kamera szenzorméretével együtt). Például egy teleobjektívnek nagyobb a gyújtótávolsága, mint a normál portréobjektíveké, így szűkebb látószöggel rendelkezik:
Sajnos a szemünk nem olyan egyértelmű. Bár az emberi szem gyújtótávolsága megközelítőleg 22 mm, ez félrevezető, mert (i) a szemünk hátulja ívelt, (ii) a látómezőnk perifériája fokozatosan kevesebb részletet tartalmaz, mint a középpont, és (iii) az általunk észlelt jelenet mindkét szem együttes eredménye.
Mindegyik szemnek külön-külön 120-200°-os látószöge van, attól függően, hogy mennyire szigorúan határozzuk meg a tárgyakat „látottként”. Hasonlóképpen, a kettős szem átfedési területe körülbelül 130° - vagy majdnem olyan széles, mint egy halszem lencse. Azonban evolúciós okokból szélsőséges perifériás látásunk csak a mozgás és a nagyméretű tárgyak (például az oldaláról lecsapó oroszlán) érzékelésére használható. Ezenkívül egy ilyen széles látószög erősen torznak és természetellenesnek tűnhet, ha kamera rögzíti.
 | ||
| Bal szem | Kettős szem átfedés | Jobb szem |
A központi látószögünk – körülbelül 40-60° – az, ami leginkább befolyásolja észlelésünket. Szubjektíven ez megfelelne annak a szögnek, amelyen belül a szem mozgatása nélkül tud felidézni tárgyakat. Ez egyébként közel áll egy 50 mm-es "normál" gyújtótávolságú objektívhez full frame fényképezőgépen (pontosabban 43 mm), vagy egy 27 mm-es gyújtótávolsághoz egy 1,6-szoros kivágási tényezővel rendelkező fényképezőgépen. Bár ez nem adja vissza azt a teljes látószöget, amelyben látunk, de jól megfelelnek annak, amiről úgy gondoljuk, hogy a legjobb kompromisszum a különböző típusú torzítások között:
Széles látószögű objektív (az objektumok nagyon különböző méretűek)
Teleobjektív (az objektumok hasonló méretűek)
A túl széles látószög és a tárgyak egymáshoz viszonyított mérete eltúlzott, míg a túl szűk látószög azt jelenti, hogy az objektumok közel azonos méretűek, és elveszíti a mélységérzetet. A rendkívül széles szögek a keret szélei közelében lévő tárgyakat is megfeszítettnek tűnnek.
(ha normál/egyenes kameralencsével rögzítették)
Összehasonlításképpen:annak ellenére, hogy a szemünk torz, széles látószögű képet rögzít, ezt rekonstruálva egy 3D-s mentális képet alkotunk, amely látszólag torzításmentes.
2. FELBONTÁS ÉS RÉSZLET
A legtöbb jelenlegi digitális fényképezőgép 5-20 megapixeles, amiről gyakran hivatkoznak arra, hogy messze elmarad saját vizuális rendszerünktől. Ez azon a tényen alapszik, hogy 20/20 látószögnél az emberi szem egy 52 megapixeles kamerának megfelelő felbontást képes feloldani (60°-os látószöget feltételezve).
Az ilyen számítások azonban félrevezetőek. Csak a központi víziónk a 20/20, így valójában soha nem oldunk meg ennyi részletet egyetlen pillantással. A középponttól távolabb látási képességünk drámaian lecsökken, így a szemünk mindössze 20°-kal a középponttól eltérően csak egytizedannyi részletet old fel. A periférián csak nagyméretű kontrasztot és minimális színt észlelünk:
A vizuális részletek minőségi megjelenítése egyetlen szempillantással.
A fentieket figyelembe véve tehát a szemünk egyetlen pillantása csak egy 5-15 megapixeles kamerához mérhető részleteket képes érzékelni (látástól függően). Az elménk azonban valójában nem emlékezik képpontról képpontra a képekre; ehelyett képről képre rögzíti az emlékezetes textúrákat, színeket és kontrasztokat.
A részletgazdag mentális kép összeállítása érdekében ezért szemünk több érdekes területre fókuszál gyors egymásutánban. Ez hatásosan lefesti felfogásunkat:
A végeredmény egy mentális kép, amelynek részleteit hatékonyan az érdeklődés alapján rangsorolták. Ennek van egy fontos, de gyakran figyelmen kívül hagyott következménye a fotósok számára:még ha egy fénykép megközelíti is a fényképezőgép részletességének technikai korlátait, az ilyen részletek végül nem számítanak sokat, ha maga a kép nem emlékezetes.
További fontos különbségek a tekintetben, hogy a szemünk hogyan oldja meg a részleteket:
Aszimmetria . Mindegyik szem jobban képes érzékelni a látóvonalunk alatti részleteket, mint felül, és a perifériás látásuk is sokkal érzékenyebb az orrtól távolabbi, mint az orr felé irányuló irányokban. A kamerák szinte tökéletesen szimmetrikusan rögzítik a képeket.
Gyenge megvilágítású megtekintés . Rendkívül gyenge fényben, például hold- vagy csillagfényben a szemünk valójában monokrómra kezd látni. Ilyen helyzetekben központi látásunk is kezd kevesebb részletet ábrázolni, mint csak a középponton kívül esőt. Sok asztrofotós tisztában van ezzel, és előnyére használja ki, ha csak egy halvány csillag oldalát bámulja, ha segítség nélküli szemével is látni akarja.
Finom fokozatok . Gyakran túl sok figyelmet fordítanak a feloldható legapróbb részletekre, de a finom tónusátmenetek is fontosak – és történetesen ez az, ahol a szemünk és a fényképezőgépünk a leginkább különbözik. Fényképezőgéppel a felnagyított részleteket mindig könnyebb feloldani – de az intuitív módon a felnagyított részletek valójában kevésbé láthatóak a szemünk számára. Az alábbi példában mindkét kép azonos kontrasztú textúrát tartalmaz, de ez nem látszik a jobb oldali képen, mert a textúra ki lett nagyítva.
Finom textúra (alig látható)→
16X-re nagyítva
Durva textúra (már nem látható)
3. ÉRZÉKENYSÉG ÉS DINAMIKAI TARTOMÁNY
A dinamikatartomány* egy olyan terület, ahol a szemnek gyakran tekintenek hatalmas előnyt. Ha figyelembe vesszük azokat a helyzeteket, amikor a pupillánk különböző fényerejű régiókban nyílik és zár, akkor igen, a szemünk messze felülmúlja egyetlen kamerakép képességeit (és hatótávolsága meghaladhatja a 24 f-stopot). Azonban ilyen helyzetekben a szemünk dinamikusan alkalmazkodik, mint egy videokamera, így ez vitathatatlanul nem korrekt összehasonlítás.
Ha ehelyett szemünk pillanatnyi dinamikus tartományát vennénk figyelembe (ahol a pupillánk nyílása változatlan), akkor a kamerák sokkal jobban járnak. Ez olyan lenne, mintha egy jeleneten belül egy régiót néznénk, hagynánk, hogy a szemünk alkalmazkodjon, és ne nézzünk sehova. Ebben az esetben a legtöbb becslés szerint a szemünk 10-14 f-foknyi dinamikatartományt képes látni, ami határozottan felülmúlja a legtöbb kompakt fényképezőgépet (5-7 lépés), de meglepően hasonlít a digitális tükörreflexes fényképezőgépekéhez (8-11 lépés). megáll).
Másrészt szemünk dinamikatartománya a fényerőtől és a téma kontrasztjától is függ, így a fentiek csak a tipikus nappali fényviszonyokra vonatkoznak. Gyenge fényű csillagnézésnél szemünk például még magasabb pillanatnyi dinamikatartományt is megközelíthet.
*Dinamikus tartomány számszerűsítése . A fotózás során a dinamikatartomány mérésére leggyakrabban használt mértékegység az f-stop, ezért itt maradunk ennél. Ez a jelenet legvilágosabb és legsötétebb rögzíthető részei közötti arányt írja le, kettős hatványban. A 3 f-stop dinamikatartománnyal rendelkező jelenetnek ezért van egy fehérje, amely 8X olyan fényes, mint a fekete (mivel 2 =2x2x2 =8).
A bal oldali (gyufa) és jobb (éjszakai égbolt) fotók a lazlo és a dcysurfer által.
Érzékenység . Ez egy másik fontos vizuális jellemző, és a nagyon halvány vagy gyorsan mozgó témák feloldásának képességét írja le. Erős fényben a modern fényképezőgépek jobban képesek feloldani a gyorsan mozgó témákat, erre példa a szokatlan megjelenésű, nagy sebességű fényképezés. Ezt gyakran a fényképezőgép 3200-at meghaladó ISO-érzékenysége teszi lehetővé; az emberi szem nappali fényének megfelelő ISO-értéke akár 1 is lehet.
Gyenge fényviszonyok között azonban a szemünk sokkal érzékenyebbé válik (feltételezve, hogy 30+ percig hagyjuk alkalmazkodni). Az asztrofotósok ezt gyakran ISO 500-1000 közelinek becsülik; még mindig nem olyan magas, mint a digitális fényképezőgépek, de közel. Másrészt a fényképezőgépeknek megvan az az előnyük, hogy hosszabb expozíciót készítenek, hogy még a halványabb tárgyakat is kiemeljék, míg a szemünk nem lát további részleteket, ha 10-15 másodpercnél tovább nézünk valamit.
KÖVETKEZTETÉSEK ÉS TOVÁBBI OLVASÁSOK
Azt lehet vitatkozni, hogy az, hogy egy kamera képes-e legyőzni az emberi szemet, lényegtelen, mert a kamerák más szabványt igényelnek:valósághű kinézetű nyomatokat kell készíteniük. A nyomtatott fénykép nem tudja, hogy a szem mely területekre fókuszál, ezért a jelenet minden részének maximális részletet kell tartalmaznia – arra az esetre, ha erre fókuszálunk. Ez különösen igaz a nagyméretű vagy közelről látható nyomatokra. Ugyanakkor azt is állíthatjuk, hogy továbbra is hasznos a fényképezőgép képességeit kontextusba helyezni.
Összességében elmondható, hogy látórendszerünk legtöbb előnye abból fakad, hogy elménk képes intelligensen értelmezni a szemünkből származó információkat, míg a kamerával csak a nyers kép áll rendelkezésünkre. Ennek ellenére a jelenlegi digitális fényképezőgépek meglepően jól teljesítenek, és több vizuális képességben is felülmúlják saját szemünket. Az igazi győztes az a fotós, aki képes több kameraképet intelligensen összeállítani – ezzel még a saját mentális képünket is felülmúlja.
Kérjük, olvassa el az alábbiakat a témával kapcsolatos további olvasáshoz:
- Nagy dinamikatartomány. Hogyan lehet kiterjeszteni a digitális fényképezőgépek dinamikus tartományát többszörös expozícióval. Az eredmények meghaladhatják az emberi szemet is.
- Fokozatos semleges sűrűségű (GND) szűrők. A nagy kontrasztú jelenetek megjelenésének javítására szolgáló technika, hasonlóan ahhoz, ahogyan mi alkotjuk meg mentális képünket.
- Digitális panorámaképek összefűzése. Általános megbeszélés több fénykép használatáról a látószög javítására.
