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Fotocamera vs occhio umano (l'occhio funziona come una fotocamera?)

La luce è un fenomeno fisico che si comporta allo stesso modo negli occhi umani come nella fotocamera.

Le fotocamere hanno bisogno di un accumulo simile per i nostri occhi per elaborare la luce. Ecco perché è interessante tracciare un parallelo tra l'occhio umano e la fotocamera.

Questo articolo esaminerà la fotocamera rispetto all'occhio umano. Vedremo il confronto tra il campo visivo umano e quello della telecamera.

Cos'è la luce?

Per capire come funzionano la visione e le telecamere, dobbiamo capire la luce. Questo è lo stimolo della visione e possiamo definirlo in diversi modi.

La luce è la radiazione elettromagnetica che l'occhio umano può rilevare. In altre parole, la parte visibile dello spettro della radiazione elettromagnetica. Gli esseri umani possono rilevare lunghezze d'onda da 380 a 700 nanometri.

Secondo il concetto di dualità onda-particella, la luce è una particella (fotone) o un'onda. Ciò significa che si comporta come i fotoni e come le onde. È costituito da minuscole particelle ma si diffonde nello spazio come un'onda.

Per la nostra visione e le nostre telecamere compaiono entrambe le forme.

In che modo i nostri occhi e le nostre fotocamere catturano la luce?

Sia i nostri occhi che le fotocamere sono sensibili alla luce. Ciò significa che reagiscono ai segnali da esso trasmessi. Funzionano in modo simile tra loro ma non sono costruiti allo stesso modo.

Nei nostri occhi, la luce passa prima attraverso la cornea. Questo è lo strato anteriore dell'occhio, come l'elemento anteriore della tua fotocamera. Entrambi svolgono un ruolo essenziale nella rifrazione della luce e nella protezione di altre parti dell'occhio o del cristallino.

L'iride è una membrana a forma di anello dietro la cornea. Ha un'apertura regolabile al centro:la pupilla. Questo controlla la quantità di luce che passa. Negli obiettivi della fotocamera, l'apertura ha la stessa funzione.

Dietro l'iride c'è l'obiettivo. È una struttura cristallina trasparente che è flessibile e cambia forma per concentrarsi. Negli obiettivi della fotocamera, di solito ci sono più elementi. La messa a fuoco può essere modificata avvicinando o allontanando questi obiettivi dal sensore della fotocamera.

All'interno dell'occhio c'è uno strato fotosensibile chiamato retina. La retina riceve e converte la luce in segnali elettrici. Questi segnali vengono poi trasmessi dai neuroni. In questo modo, attraverso il nervo ottico, la retina invia messaggi al cervello. La "retina" della fotocamera è il sensore.

L'immagine che appare sulla retina o sul sensore è capovolta e di lato. Il nostro cervello lo fa ruotare.

Qual ​​è la risoluzione dell'occhio umano?

La principale differenza tra la retina e un sensore è che il primo è curvo, poiché fa parte del bulbo oculare. Inoltre, contiene più celle del numero di pixel in un sensore della fotocamera. Ha circa 130 milioni di cellule, 6 milioni sensibili ai colori (i coni).

In un sensore della fotocamera, la densità dei pixel è uniforme. Nell'occhio, ci sono più cellule al centro della retina.

Diciamo che la risoluzione del nostro occhio è di 130 MP. A causa del movimento veloce e costante del bulbo oculare, in realtà, si tratta di circa 576 MP. Senza contare che la risoluzione del nostro occhio non deve tener conto del potere risolutivo di una lente.

Dobbiamo anche menzionare che le cellule sensibili alla luce (i bastoncelli) sono spente in luminosità. Aiutano la nostra vista in condizioni di scarsa illuminazione. È esattamente il contrario in condizioni di scarsa illuminazione perché solo le aste sono attive allora. Questo è il motivo per cui non possiamo vedere i colori intorno al crepuscolo.

Inoltre, con l'invecchiamento, i nostri occhi perdono alcune di queste cellule e il nostro cervello si adatta a questo. Quindi un occhio non ha bisogno del suo valore di risoluzione, poiché la vista dipende da molte altre cose.

Quindi, a causa dell'alto numero di cellule nella retina, possiamo dire che l'occhio umano è di circa 576 MP. Non significa lo stesso che in fotografia, ma è un confronto interessante. In questo modo, possiamo vedere fotograficamente la potente capacità dei nostri occhi.

Capire il campo visivo umano

Spesso sentiamo dire che un obiettivo da 50 mm su una fotocamera full frame è il più vicino al campo visivo umano.

Chiamiamo il 50mm un obiettivo standard perché la lunghezza focale è uguale alla dimensione diagonale del suo sensore. La lunghezza focale dei nostri occhi è di circa 22 mm. Quindi non è un obiettivo standard perché ha la stessa lunghezza focale o angolo di campo dell'occhio.

Poiché abbiamo due occhi, la visione umana è di circa 210 gradi di arco orizzontale. Ciò non significa che possiamo vedere nitido a 210 gradi, poiché la maggior parte è una visione periferica. Non possiamo avere tutto intorno a noi a fuoco. Possiamo rilevare solo movimenti e forme vicino ai bordi. Ecco perché muoviamo costantemente gli occhi (movimento saccadico degli occhi).

Un obiettivo da 50 mm ha un angolo di campo di 46 gradi. Il centro del nostro campo visivo, intorno ai 40-60 gradi, è dove otteniamo la maggior parte delle informazioni. Ciò significa che la nostra percezione dipende da questa parte. È vicino all'angolo di campo di 50 mm.

Qual ​​è la gamma dinamica dell'occhio umano?

La gamma dinamica è un argomento interessante quando confrontiamo le fotocamere con i nostri occhi. Quando guardiamo una scena, il nostro occhio si comporta più come una videocamera.

Si adatta costantemente alle condizioni di illuminazione. Ciò significa che non solo "esponiamo" alle aree luminose o scure della scena.

Può accadere a causa dei nostri rapidi movimenti oculari. Il nostro occhio è sempre in movimento, permettendoci di misurare la luce in tutte le parti della scena. In questo modo possiamo adattare la pupilla alle condizioni di luce.

Questa differenza è visibile quando si riprende un soggetto illuminato da dietro. Con la nostra fotocamera, possiamo catturare una silhouette, ma i nostri occhi continueranno a vedere i dettagli nei luoghi più bui.

Qual ​​è l'ISO dell'occhio?

Non possiamo misurare la sensibilità di un organo umano esattamente come quella di una pellicola o di un sensore artificiale. Se vorremmo confrontare i due, l'ISO dell'occhio è stimato intorno a 1 in piena luce. Ed è di circa 500-1000 in condizioni di luce più scura.

Conclusione

È chiaro il motivo per cui dovremmo tracciare un parallelo tra i nostri occhi e le nostre macchine fotografiche. Ma dobbiamo ammettere che non possiamo copiare l'esatto meccanismo della nostra visione.

Le fotocamere digitali non possono competere con la complessità dell'occhio e del cervello. Non dimenticare che la nostra visione dipende dal nostro cervello. Anche i fattori psicologici influenzano la nostra percezione.

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