معلومة

ما هو المعادل لسرعة الغالق في عين الإنسان؟

ما هو المعادل لسرعة الغالق في عين الإنسان؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد علمت للتو أنه في كاميرات الفيديو ، كل إطار في الفيديو له سرعة الغالق الخاصة به.

وأنا أعرف كيف يعمل معدل الإطارات في العين البشرية ، حسنًا ، ليس تمامًا ، ومن هنا السؤال.

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

يمكن للعين البشرية وواجهتها الدماغية ، النظام البصري البشري ، معالجة 10 إلى 12 صورة منفصلة في الثانية ، وإدراكها بشكل فردي.

ما مقدار (أو ما يعادل) سرعة الغالق في تلك الصور الفردية؟


مستقبل الضوء للعين هو بروتين يسمى رودوبسين. بالنسبة لي ، فإن ما يعادل سرعة الغالق للعين هو تحسس رودوبسين عن طريق الفسفرة. كلما كان الضوء أكثر سطوعًا ، تمت فسفرة المزيد من المواقع على رودوبسين ، مما يقلل من شدة الإشارة القادمة من مستقبل الصورة عبر بروتين G transducin الذي ينقل الإشارة البصرية إلى الأمام.

تستغرق هذه العملية بضع ثوانٍ ، ولكن بعد ذلك يمكن رؤيتها عند الدخول في ضوء الشمس أو في غرفة مظلمة.

هذا يشبه مقبض الصوت أكثر من سرعة الغالق لأن نفس الإشارة تخرج بنفس معدل كل مستشعر ضوئي ، لكن لها تأثير مماثل - فهي تعدل شدة الصورة.


لا يوجد شيء يمكن مقارنته بمصراع الكاميرا في العين. الجفن مثل غطاء العدسة. عندما يكون الجفن مفتوحًا ، يتم عرض الصورة باستمرار على شبكية العين على عكس كاميرا الأفلام. ومع ذلك ، إذا كان السؤال حول الإطارات في الثانية (عدد الصور الثابتة) المطلوبة لإنتاج إحساس بالحركة السلسة ، فقد يكون هذا المقال مفيدًا بعض الشيء. في كاميرا الفيديو ، بدلاً من سرعة الغالق ، يكون عدد المرات التي يتم فيها أخذ عينات (تسجيل) الصورة على المستشعر في الثانية إلكترونيًا. تشبه العين كاميرا الفيديو. تحتوي شبكية العين على قضبان وأقماع لها معدلات "تنشيط" متغيرة مما يجعل حساب الأرقام الدقيقة أكثر تعقيدًا.


ليست كل العصي / المخاريط تطلق في أي لحظة. الاستثناء هو عندما يتم عرض وميض الضوء الساطع. وقت الاسترداد من عمى الفلاش الناتج بطيء جدًا - ثوانٍ. ولكن هناك بعض التبييض الضوئي هناك ، لذلك ربما هذا ليس عدلاً.


تختلف عيناك كثيرًا عن الكاميرا في العديد من المستويات. أولاً ، عيناك مستديرة في الخلف وليست مسطحة مثل مستشعر الكاميرا ، على الرغم من أن Sony ترغب في تغيير ذلك. تضيف عيناك أيضًا معلومات ليست موجودة دائمًا. على سبيل المثال ، مناظرة الثوب الأبيض أو الأزرق. وغني عن القول أن المقارنة المثالية ليست مستحيلة فحسب ، بل إنها غير عادلة أيضًا.

ومع ذلك ، هناك بعض أوجه التشابه التقنية في طريقة عمل بصريات الكاميرا ومقلة العين ، واعتقدنا أنه قد يكون من الممتع وضع مواصفات مقلة العين جنبًا إلى جنب مع مواصفات الكاميرا الحديثة لمعرفة تكلفة الكاميرا النظرية. لإبقاء الأمور بسيطة ، دع & # 8217s ننظر في كل المواصفات الفنية على حدة.

(ملاحظة سريعة: أنا لست طبيبًا ، أنا مجرد رجل يعمل في Google.)

البعد البؤري

عندما نتحدث عن البعد البؤري في الكاميرا ، فإننا نتحدث حرفيًا عن المسافة من المركز البصري للعدسة إلى مستشعر الكاميرا. نفس القاعدة ستطبق في عينك. لذلك ، من الناحية الفنية ، فإن متوسط ​​الطول البؤري للعين البشرية يبلغ 17 ملم.

  • البعد البؤري: 17 ملم
  • المعدات المماثلة:عدسة أوليمبوس إم زيكو 17 ملم f / 2.8
  • سعر: $299

منظور

في حين أن العدسة مقاس 17 مم الموجودة في الكاميرا ذات الإطار الكامل سيكون لها مجال رؤية يبلغ حوالي 93 درجة ، فإن متوسط ​​مجال رؤية العين البشرية يبلغ حوالي 180 درجة عند توجيهها للأمام. باستخدام آلة حاسبة بسيطة لزاوية الرؤية ، ستساوي زاوية الرؤية الفعلية تلك الخاصة بعدسة 1 مم.

  • منظور: 180 درجة
  • المعدات المماثلة:عدسة نيكور ٦ ملم
  • سعر: $100,000

عامل المحاصيل

مع وضع زاوية الرؤية في الاعتبار ، تتميز مقلة العين مقاس 17 مم بتكافؤ بؤري يبلغ 1 مم. لذلك ، من الناحية النظرية ، لدى عيننا عامل محصول سلبي يبلغ x.05 عند مقارنته بكاميرا كاملة الإطار. وغني عن القول أن هذه التكنولوجيا غير موجودة في الحياة الواقعية.

  • عامل المحاصيل: x.05
  • المعدات المماثلة:معزز سرعة الميتابونات (x 14)
  • سعر: $7000

إف ستوب

F-stop هي في الواقع معادلة بسيطة للغاية:

في الظروف المظلمة بشكل لا يصدق ، يمكن أن تتسع قزحية العين إلى حوالي 8 ملم. لذا ، إذا وضعنا هذه المعلومات في معادلة يكون طولها البؤري هو طول أعيننا (حوالي 17 مم) ، فسنحصل على f-stop بحوالي f / 2.1. هذا الرقم مثير للإعجاب ، لكنه بالتأكيد ليس مروعًا.

  • F- ستوب: f / 2.1 & # 8211 f / 8.3
  • المعدات المماثلة:عدسة Canon EF 35mm f / 2 IS USM
  • سعر: $549

الدقة

لقد قدر 8217 أن متوسط ​​العين البشرية يمكنه قراءة ما يصل إلى 576 ميجابكسل من المعلومات في أي وقت ، مما يعطي معنى جديدًا تمامًا لمصطلح عرض شبكية العين. لسوء الحظ ، يمكن لـ DSLRs الحديثة & # 8217t التقاط صور عند هذا الارتفاع من الميجابكسل حتى الآن. ومع ذلك ، في علم الفلك ، هناك كاميرا تقترب بدقة 570 ميجابكسل.

  • الدقة: 576 ميجا بكسل
  • المعدات المماثلة:كاميرا الطاقة المظلمة
  • سعر: $35,000,000

يتعلق ISO بكمية الطاقة المرسلة إلى الكاميرا & # 8217s الاستشعار في أي وقت. ومع ذلك ، عندما & # 8217re تتحدث عن عينيك ، فليس لديك حقًا القدرة على زيادة حساسيتك أكثر بكثير من حساسية ISO 1000 على الكاميرا.

  • ISO: 1 – 1000
  • المعدات المماثلة:كانون EOS DCS 3
  • سعر: 16453 دولارًا في عام 1995

عمق البت

قال 8217 أن أعيننا يمكن أن تدرك ما يصل إلى 10 ملايين لون مختلف. في حين أن هذا قد يبدو كثيرًا ، إلا أنه في الواقع منخفض جدًا فيما يتعلق بما تستطيع الكاميرات الحالية إدراكه. كل يوم ، تسجل كاميرات الفيديو معلومات الألوان بمعدل 8 بت لكل قناة ، ولكن يمكن لبعض الكاميرات تسجيل ما يصل إلى 14 بت لكل قناة & # 8211 التي & # 8217s 4.4 تريليون لون!

  • عمق البت: 7.5 بت لكل قناة
  • المعدات المماثلة: فيديو DSLR كل يوم
  • سعر: $1,000

مدى ديناميكي

النطاق الديناميكي له علاقة بالكاميرا وقدرة # 8217s على معالجة التفاصيل شديدة السطوع والداكنة للغاية في نفس الوقت. تتمتع معظم الكاميرات الاحترافية بنطاق ديناميكي يتراوح من 11 إلى 14 درجة توقف. كلما زادت نقاط توقف الكاميرا ، زادت قدرتها على تسجيل الصور المتباينة. من المثير للدهشة أنه عندما يتعلق الأمر بالمدى الديناميكي ، فإن العين البشرية على قدم المساواة مع التكنولوجيا الحديثة.

  • نطاق Dymaic:10-14 توقف
  • المعدات المماثلة:سوني a7S
  • سعر: $2,498

سرعة مصراع الكاميرا

لا تحتوي عيناك & # 8217t على غالق ميكانيكي أو شعاعي ، لذا فهي أشبه بكاميرا مصراع إلكترونية. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب في مقارنة ضبابية حركة عينك مع ضبابية حركة مماثلة للكاميرا ، فما عليك سوى تحريك يدك من وجهك بمعدل ثابت. هل ترى ضبابية الحركة؟

إذا كنت ستقوم بضبط سرعة الغالق على الكاميرا لتتناسب مع ضبابية الحركة الموجودة في عينك ، فستصل إلى سرعة مصراع تبلغ حوالي 1 / 100-1 / 200. ربما لا ترى الكثير من ضبابية الحركة في الحياة اليومية لأن عينيك معتادتان على تتبع الأجسام المتحركة بسرعة مذهلة. أسلوب مشابه جدًا لهذا هو الطريقة التي يتتبع بها مصور السيارات سيارة متحركة على مضمار السباق.

  • سرعة مصراع الكاميرا: 1/100 – 1/200
  • المعدات المماثلة: كاميرا DSLR اليومية
  • سعر: $1,000

لقطة في الثانية

من خلال البحث ، تمكن العلماء من اكتشاف أن البشر يمكنهم تفسير المعلومات حتى حوالي 1000 إطار في الثانية. بينما يمكنك بالتأكيد & # 8217t إعادة تشغيل هذه المعلومات في عقلك بالحركة البطيئة (على الأقل ليس بعد) ، إلا أن لها آثارًا أكبر على مستقبل صناعة الأفلام وعدد صانعي الأفلام FPS الذين يجب تصويرهم. وهذا هو السبب في أن فيلم 48 إطارًا في الثانية مثل يبدو الهوبيت مختلفًا كثيرًا عن فيلم 24 إطارًا في الثانية.

  • لقطة في الثانية: 1،000 إطار في الثانية
  • المعدات المماثلة:فانتوم فليكس 4 كيه
  • سعر: $140,000

المجموع الكلي: 35.268.799 دولار + الضريبة

في حين أنه من المستحيل بالتأكيد أن نقول على وجه اليقين التكلفة الفعلية لإعداد مكافئ للعين البشرية ، إذا أردنا إضافة جميع أسعارنا معًا ، فستتكلف الكاميرا النظرية ما يقرب من فيلم سبونجبوب: سبونج خارج الماء تم إجراؤه في عطلة نهاية الأسبوع الافتتاحية. (نحن نعيش في الأوقات المظلمة).

هل تريد معرفة المزيد حول المقارنة بين العين البشرية والكاميرات؟ تحقق من بعض الوظائف التالية:

هل تعتقد أن هذا الرقم يجب أن يكون أعلى أو أقل؟ هل تبيع مقلة عينك بمبلغ 35.000.000 دولار؟ شارك بأفكارك في التعليقات أدناه.


قاعدة الغالق 180 درجة

تعد قاعدة 180 درجة معيارًا في صناعة الأفلام ، وهي تشرح العلاقة بين سرعة الغالق ومعدل الإطار عند تسجيل الحركة في الفيديو. لتقليد الحركة بنفس الطريقة التي تختبر بها العين البشرية في الحياة الواقعية ، تنص قاعدة 180 درجة على أنه يجب ضبط سرعة الغالق لمضاعفة معدل الإطارات. عندما تسمع الناس يتحدثون عن "سرعات الغالق السينمائية" فإنهم يشيرون إلى هذا المعيار حيث يتم ضبط سرعة الغالق على معدل إطار مزدوج ، أو أقرب ما يمكن. (معظم كاميرات DSLR لديها خيار التصوير بمعدل 1/50 ولكن ليس 1/48 ، لذلك إذا كنت تقوم بالتصوير 24 إطارًا في الثانية ، فاضبط سرعة الغالق على 1/50).

يمكن كسر قاعدة 180 درجة لمحاكاة عصر فيلم معين ، أو استخدامها لجعل الفيديو مهتزًا أو متناقضًا تمامًا. كلما اتسعت زاوية الغالق ، من 270 درجة إلى 360 درجة ، زادت ضبابية الحركة ، وضيق زاوية الغالق ، (أقل من 180 درجة) ، كلما قلت ضبابية الحركة من إطار إلى آخر.

نظرًا لأن معظم الكاميرات الرقمية تحتوي على غالق ستارة وليس مصراعًا دوارًا بنمط الفيلم ، فإن زاوية الغالق التي تبلغ 180 درجة تعادل التصوير بسرعة غالق تبلغ ضعف معدل الإطارات ، أو من الناحية الفنية ، 1 / ​​[2xfps]. من الناحية الرقمية ، زاوية الغالق هي سرعة مصراع الكاميرا بالنسبة إلى معدل الإطارات. في الكاميرات الرقمية ذات العدسة الأحادية العاكسة (DSLR) والكاميرات الرقمية الأخرى ، تشتمل زوايا الغالق الشائعة التي تبلغ 180 درجة على 1/50 من الثانية بمعدل 24 إطارًا في الثانية ، أو 1/60 من الثانية بمعدل 30 إطارًا في الثانية.

تذكر أن سرعة الغالق السريعة ستنتج صورة أكثر قتامة مع ضبابية حركة قليلة أو معدومة (اعتمادًا على سرعة الهدف) ، بينما ستنتج سرعة الغالق البطيئة صورة أفتح مع ضبابية حركة أكثر وضوحًا.


الكاميرا مقابل العيون: الاختلافات

القياس المطلق مقابل القياس الذاتي للضوء: ببساطة ، العين البشرية هي أ جهاز شخصي. هذا يعني أن عينيك تعملان في تناغم مع عقلك لإنشاء الصور التي تراها: تقوم عيناك بضبط التركيز (عن طريق ثني الضوء من خلال العدسة في مقل عينيك) وترجمة الفوتونات (الضوء) إلى دفعة كهربائية يمكن لعقلك معالجتها . من الآن فصاعدًا ، الأمر كله يتعلق بدماغك: فهو يقوم باستمرار بإعادة ضبط توازن الألوان وفقًا لسياق الإضاءة. بمعنى آخر ، تعرف أعيننا ما يجب رؤيته على أنه أحمر أو أبيض أو أسود وما إلى ذلك.

الكاميرا ، من ناحية أخرى ، هي ملف جهاز قياس مطلق - هو قياس الضوء الذي يصطدم بسلسلة من أجهزة الاستشعار ، لكن المستشعر "غبي" ، وتحتاج الإشارات المسجلة إلى تعديل لتناسب درجة حرارة لون الضوء الذي ينير المشهد ، على سبيل المثال

تركيز العدسة: في الكاميرا ، تتحرك العدسة أقرب / أبعد من الفيلم إلى التركيز. في عينيك ، يتغير شكل العدسة للتركيز: تعمل العضلات في عينيك على تغيير الشكل الفعلي للعدسة داخل عينيك.

الحساسية للضوء: الفيلم في الكاميرا حساس بشكل موحد للضوء. شبكية العين البشرية ليست كذلك. لذلك ، فيما يتعلق بجودة الصورة وقوة الالتقاط ، تتمتع أعيننا بحساسية أكبر في الأماكن المظلمة مقارنة بالكاميرا العادية.

هناك حالات إضاءة لا تستطيع الكاميرات الرقمية الحالية التقاطها بسهولة: ستظهر الصور ضبابية أو في وابل من الضوضاء الرقمية. على سبيل المثال ، عند مراقبة صورة مضان للخلايا تحت المجهر ، فإن الصورة التي يمكنك رؤيتها بأعينك سيكون من المستحيل التقاطها لكاميرا عادية. هذا يرجع أساسًا إلى حقيقة أن كمية الضوء التي تدخل الكاميرا (وعينيك) منخفضة جدًا.


الكاميرا مقابل عين الإنسان

بدأت هذه المقالة بعد أن تابعت مناقشة عبر الإنترنت حول ما إذا كانت العدسة مقاس 35 مم أو 50 مم على كاميرا ذات إطار كامل تعطي مجال رؤية مكافئًا للرؤية البشرية العادية. تعمقت هذه المناقشة الخاصة على الفور في الفيزياء البصرية للعين ككاميرا وعدسة & # 8212 مقارنة مفهومة لأن العين تتكون من عنصر أمامي (القرنية) ، وحلقة فتحة (القزحية والتلميذ) ، وعدسة ، و جهاز استشعار (شبكية العين).

على الرغم من كل الرياضيات المثيرة للإعجاب التي تم طرحها ذهابًا وإيابًا فيما يتعلق بالفيزياء البصرية لمقلة العين ، يبدو أن المناقشة لا تبدو منطقية تمامًا ، لذلك قمت بقراءة الكثير بنفسي حول هذا الموضوع.

لن يكون هناك أي فائدة مباشرة من هذه المقالة التي ستتيح لك نفاد الصور والتقاط صور أفضل ، ولكن قد تجدها ممتعة. قد تجده أيضًا مملًا بشكل لا يصدق ، لذلك سأقدم لك استنتاجي أولاً ، في شكل اقتباسين من Garry Winogrand:

الصورة هي وهم الوصف الحرفي لكيفية "رأت" الكاميرا جزءًا من الزمان والمكان.

التصوير الفوتوغرافي لا يتعلق بالشيء الذي يتم تصويره. هو حول كيف هذا الشيء تبدو تصويرها.

في الأساس في القيام بكل هذا البحث حول العين البشرية مثل الكاميرا ، ما تعلمته حقًا هو كيف تكون الرؤية البشرية لا يشبه صورة. بطريقة ما ، أوضحت لي لماذا أجد في كثير من الأحيان صورة أكثر جمالًا وإثارة للاهتمام مما وجدت المشهد الفعلي نفسه.

العين كنظام كاميرا

ظاهريًا ، من المنطقي جدًا مقارنة العين بالكاميرا. يمكننا قياس طول العين من الأمام إلى الخلف (حوالي 25 مم من القرنية إلى الشبكية) ، وقطر الحدقة (2 مم متقلص ، 7 إلى 8 مم متوسعة) وحساب أرقام تشبه العدسة من تلك القياسات.

ومع ذلك ، ستجد بعض الأرقام المختلفة المقتبسة للبعد البؤري للعين. بعضها من القياسات الفيزيائية للتركيبات التشريحية للعين ، والبعض الآخر من حسابات البصريات ، والبعض الآخر يأخذ في الاعتبار أن عدسة العين وحجم العين نفسه يتغيران مع تقلصات العضلات المختلفة.

للتلخيص ، على الرغم من ذلك ، فإن البعد البؤري المقتبس بشكل شائع للعين هو 17 مم (يتم حسابه من قيمة الديوبتر البصري). ومع ذلك ، فإن القيمة الأكثر شيوعًا هي 22 مم إلى 24 مم (محسوبة من الانكسار المادي في العين). في بعض المواقف ، قد يكون البعد البؤري أطول في الواقع.

نظرًا لأننا نعرف البعد البؤري التقريبي وقطر حدقة العين ، فمن السهل نسبيًا حساب الفتحة (f-stop) للعين. بالنظر إلى البعد البؤري 17 مم وبؤبؤ العين 8 مم ، يجب أن تعمل مقلة العين كعدسة f / 2.1. إذا استخدمنا البعد البؤري 24 مم والتلميذ 8 مم ، فيجب أن يكون f / 3.5. كان هناك بالفعل عدد من الدراسات التي أجريت في علم الفلك لقياس f-stop للعين البشرية ، ويظهر الرقم المقاس ليكون f / 3.2 إلى f / 3.5 (ميدلتون ، 1958).

في هذه المرحلة ، ربما تساءل كلاكما الذين قرأوا هذا الآن "إذا كان البعد البؤري للعين هو 17 أو 24 مم ، فلماذا يتجادل الجميع حول ما إذا كانت العدسات 35 مم أو 50 مم هي نفس مجال رؤية العين البشرية؟"

والسبب هو أن البعد البؤري المقاس للعين ليس هو ما يحدد زاوية رؤية الإنسان. سوف أتطرق إلى هذا بمزيد من التفصيل أدناه ، لكن النقطة الأساسية هي أن جزءًا فقط من شبكية العين يعالج الصورة الرئيسية التي نراها. (تسمى منطقة الرؤية الرئيسية مخروط الانتباه البصري ، أما باقي ما نراه فهو "الرؤية المحيطية").

قامت الدراسات بقياس مخروط الانتباه البصري ووجدت أنه يبلغ عرضه حوالي 55 درجة. في الكاميرا ذات الإطار الكامل مقاس 35 مم ، توفر العدسة مقاس 43 مم زاوية رؤية تبلغ 55 درجة ، بحيث يوفر الطول البؤري نفس زاوية الرؤية التي لدينا نحن البشر. اللعنة إذا لم يكن ذلك في منتصف المسافة بين 35 مم و 50 مم. لذا انتهت الحجة الأصلية ، العدسة "العادية" الفعلية على كاميرا SLR مقاس 35 مم ليست 35 مم ولا 50 مم ، بل هي في المنتصف بينهما.

العين لا نظام الكاميرا

بعد أن حصلت على إجابة للمناقشة الأصلية ، كان بإمكاني ترك الأشياء بمفردها والابتعاد عن شيء آخر من التوافه غير المجدية إلى حد ما التي تم تقديمها بعيدًا لإبهار أصدقائي عبر الإنترنت. لكن لا. عندما يكون لدي مجموعة من الأعمال التي تحتاج إلى القيام بها ، أجد أنني سأختار دائمًا قضاء بضع ساعات أخرى في قراءة المزيد من المقالات حول الرؤية البشرية.

ربما لاحظت أن القسم أعلاه قد استبعد بعض التشبيهات بين العين والكاميرا ، لأنه بمجرد تجاوزك للقياسات البسيطة للفتحة والعدسة ، فإن باقي المقارنات لا تتناسب جيدًا.

ضع في اعتبارك مستشعر العين ، شبكية العين. حجم شبكية العين (قطرها 32 مم) تقريبًا مثل المستشعر الموجود في كاميرا كاملة الإطار (قطرها 35 مم). بعد ذلك ، كل شيء تقريبًا مختلف.

شبكية عين الإنسان

الفرق الأول بين شبكية العين ومستشعر الكاميرا واضح إلى حد ما: إن شبكية العين منحنية على طول السطح الخلفي لمقلة العين ، وليست مسطحة مثل مستشعر السيليكون في الكاميرا. للانحناء ميزة واضحة: حواف الشبكية على مسافة قريبة من العدسة مثل المركز. في المستشعر المسطح ، تكون الحواف بعيدة عن العدسة والوسط أقرب. ميزة شبكية العين & # 8212 يجب أن تتمتع "بحدة زاوية" أفضل.

تحتوي العين البشرية أيضًا على عدد أكبر بكثير من وحدات البكسل مقارنة بالكاميرا ، حوالي 130 مليون بكسل (هل تشعر بالتواضع الآن؟). ومع ذلك ، فإن حوالي 6 ملايين فقط من وحدات البكسل في العين هي عبارة عن مخاريط (ترى اللون) ، بينما يرى 124 مليون بكسل الباقي اللونين الأبيض والأسود فقط. لكن ميزة الشبكية مرة أخرى. لحظة عظيمة.

ولكن إذا نظرنا إلى أبعد من ذلك ، تصبح الاختلافات أكثر وضوحًا & # 8230

على مستشعر الكاميرا ، يتم تعيين كل بكسل في نمط شبكة عادي. يحتوي كل ملليمتر مربع من المستشعر على نفس عدد ونمط البكسل بالضبط. توجد في شبكية العين منطقة مركزية صغيرة ، يبلغ عرضها حوالي 6 مم (البقعة) وتحتوي على أكبر تركيز لمستقبلات الصورة في العين. الجزء المركزي من البقعة (النقرة) معبأ بكثافة بخلايا مخروطية فقط (استشعار اللون). تحتوي بقية البقعة حول هذه المنطقة المركزية "الملونة فقط" على كل من العصي والأقماع.

تحتوي البقعة على حوالي 150.000 "بكسل" في كل مربع 1 مم (قارن ذلك بـ 24.000.000 بكسل موزعة على مستشعر 35 مم × 24 مم في 5DMkII أو D3x) وتوفر "رؤيتنا المركزية" (مخروط 55 درجة للانتباه البصري المذكور أعلاه). على أي حال ، يتمتع الجزء المركزي من مجالنا البصري بقدرة حل أكثر بكثير من أفضل كاميرا.

تحتوي بقية شبكية العين على عدد أقل بكثير من "وحدات البكسل" ، ومعظمها عبارة عن استشعار بالأبيض والأسود فقط. إنه يوفر ما نعتبره عادة "الرؤية المحيطية" ، الأشياء التي نراها "في زاوية أعيننا". يستشعر هذا الجزء الأجسام المتحركة جيدًا ، ولكنه لا يوفر دقة كافية لقراءة كتاب ، على سبيل المثال.

يبلغ إجمالي مجال الرؤية (المنطقة التي يمكننا رؤية الحركة فيها) للعين البشرية 160 درجة ، ولكن خارج مخروط الانتباه البصري لا يمكننا التعرف على التفاصيل حقًا ، فقط الأشكال العريضة والحركة.

تتضاءل مزايا العين البشرية مقارنة بالكاميرا قليلاً عندما نترك الشبكية ونعود باتجاه الدماغ. ترسل الكاميرا بيانات كل بكسل من المستشعر إلى شريحة كمبيوتر لمعالجتها في صورة. تحتوي العين على 130 مليون جهاز استشعار في شبكية العين ، لكن العصب البصري الذي ينقل إشارات تلك المستشعرات إلى الدماغ يحتوي فقط على 1.2 مليون ألياف ، لذلك يتم نقل أقل من 10٪ من بيانات شبكية العين إلى الدماغ في أي لحظة. (يرجع ذلك جزئيًا إلى أن مستشعرات الضوء الكيميائية في شبكية العين تستغرق بعض الوقت "لإعادة الشحن" بعد تحفيزها. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أن الدماغ لا يمكنه معالجة هذا القدر من المعلومات على أي حال).

وبالطبع يعالج الدماغ الإشارات بشكل مختلف كثيرًا عن كاميرا التصوير. على عكس نقرات الغالق المتقطعة للكاميرا ، ترسل العين إلى الدماغ فيديو تغذية ثابتًا تتم معالجته في ما نراه. يقارن جزء اللاوعي من الدماغ (النواة الركبية الجانبية إذا كان يجب أن تعرف) الإشارات من كلتا العينين ، ويجمع الأجزاء الأكثر أهمية في صور ثلاثية الأبعاد ، ويرسلها إلى الجزء الواعي من الدماغ للتعرف على الصور وأكثر يتم المعالجة.

يرسل العقل الباطن أيضًا إشارات إلى العين ، ويحرك مقلة العين قليلاً في نمط مسح بحيث تتحرك الرؤية الحادة للبقعة عبر كائن مثير للاهتمام. على مدار بضع ثوانٍ ، ترسل العين بالفعل صورًا متعددة ، ويعالجها الدماغ في صورة أكثر اكتمالاً وتفصيلاً.

يرفض العقل الباطن أيضًا الكثير من النطاق الترددي الوارد ، ويرسل جزءًا صغيرًا فقط من بياناته إلى الدماغ الواعي. يمكنك التحكم في هذا إلى حد ما: على سبيل المثال ، يقوم عقلك الواعي الآن بإخبار النواة الركبية الجانبية "أرسل لي معلومات من الرؤية المركزية فقط ، وركز على تلك الكلمات المكتوبة في مركز مجال الرؤية ، وانتقل من اليسار إلى على حق حتى أتمكن من قراءتها ". توقف عن القراءة لمدة ثانية ودون تحريك عينيك ، حاول أن ترى ما هو في مجال الرؤية المحيطي. قبل ثانية لم "ترى" هذا الشيء على يمين أو يسار شاشة الكمبيوتر لأن الرؤية المحيطية لم تنتقل إلى الدماغ الواعي.

إذا ركزت ، حتى بدون تحريك عينيك ، يمكنك على الأقل معرفة أن الشيء موجود هناك. إذا كنت تريد رؤيته بوضوح ، فسيتعين عليك إرسال إشارة دماغ أخرى إلى العين ، وتحويل مخروط الانتباه البصري إلى هذا الكائن. لاحظ أيضًا أنه لا يمكنك قراءة النص و رؤية الأجسام الطرفية & # 8212 لا يستطيع الدماغ معالجة هذا القدر من البيانات.

لا يتم عمل الدماغ عندما تصل الصورة إلى الجزء الواعي (يسمى القشرة البصرية). ترتبط هذه المنطقة بقوة بأجزاء الذاكرة في الدماغ ، مما يتيح لك "التعرف" على الأشياء الموجودة في الصورة. لقد مررنا جميعًا بتلك اللحظة عندما نرى شيئًا ما ، لكننا لا ندرك ما هو لثانية أو ثانيتين. بعد أن أدركنا ذلك ، نتساءل لماذا في العالم لم يكن واضحًا على الفور. إنه & # 8217s لأنه استغرق الدماغ جزء من الثانية للوصول إلى ملفات الذاكرة للتعرف على الصور. (إذا لم تكن قد اختبرت هذا حتى الآن ، فانتظر بضع سنوات فقط. ستفعل.)

في الواقع (وهذا واضح جدًا) الرؤية البشرية هي الفيديو وليس التصوير الفوتوغرافي. حتى عند التحديق في صورة ، يأخذ الدماغ "لقطات" متعددة بينما يحرك مركز التركيز فوق الصورة ، ويجمعها ويجمعها في الصورة النهائية التي نراها. انظر إلى صورة لبضع دقائق وستدرك أن عينك لا شعورية قد انجرفت فوق الصورة ، والحصول على نظرة عامة على الصورة ، والتركيز على التفاصيل هنا وهناك ، وبعد بضع ثوان ، أدركت بعض الأشياء عنها لم تكن واضحة للوهلة الأولى.

لذلك ما هي النقطة؟

حسنًا ، لدي بعض الملاحظات ، على الرغم من أنها بعيدة كل البعد عن "أي عدسة لديها مجال الرؤية الأكثر تشابهًا مع الرؤية البشرية؟". جعلتني هذه المعلومات أفكر فيما يجعلني مفتونًا ببعض الصور ، وليس بالآخرين. لا أعرف أن أيًا من هذه الملاحظات صحيحة ، لكنها أفكار مثيرة للاهتمام (بالنسبة لي على الأقل). تستند جميعها إلى حقيقة واحدة: عندما أحب صورة ما ، أقضي دقيقة أو دقيقتين في النظر إليها ، والسماح لرؤيتي البشرية بمسحها ضوئيًا ، والاستيلاء على التفاصيل منها أو ربما أتساءل عن التفاصيل غير المرئية.

يبدو أن الصور التي تم التقاطها بزاوية رؤية "طبيعية" (35 مم إلى 50 مم) تحتفظ بجاذبيتها مهما كان حجمها. حتى الصور بحجم الويب الملتقطة بهذا الطول البؤري تحافظ على جوهر اللقطة. تحتوي اللقطة أدناه (التي تم التقاطها عند 35 مم) على الكثير من التفاصيل عند رؤيتها في صورة كبيرة ، ولكن الجوهر واضح حتى عندما يكون صغيرًا. ربما تكون معالجة الدماغ أكثر راحة في التعرف على الصورة التي يراها في مجال رؤيتها الطبيعي. ربما يكون ذلك & # 8217s لأننا نحن المصورين نميل إلى التركيز اللاشعوري على التركيب والموضوعات في صورة زاوية رؤية "عادية".

توضح الصورة أعلاه شيئًا آخر لطالما تساءلت عنه: هل يحدث افتتاننا وحبنا للتصوير الفوتوغرافي بالأبيض والأسود لأنه & # 8217s إحدى الطرق القليلة التي تُجبر بها المستقبلات المخروطية الكثيفة (الملونة فقط) في البقعة على إرسال تدرج رمادي صورة لأدمغتنا؟

ربما يحب دماغنا النظر إلى النغمة والملمس فقط ، دون أن تسد بيانات الألوان ذلك النطاق الترددي الضيق بين مقلة العين والدماغ.

مثل لقطات "الزاوية العادية" ، غالبًا ما تبدو اللقطات المقربة والماكرو رائعة في المطبوعات الصغيرة أو ملفات JPG بحجم الويب. لدي 8 × 10 من عين الفيل وطبعة ماكرو مماثلة الحجم لعنكبوت على جدار مكتبي والتي تبدو رائعة حتى من جميع أنحاء الغرفة. (على الأقل يبدون رائعين بالنسبة لي ، لكن ستلاحظ أنهم معلقون في مكتبي. لقد علقتهم في مكانين آخرين في المنزل وقيل لهم بلباقة "إنهم لا يذهبون حقًا مع أثاث غرفة المعيشة "، لذلك ربما لا تبدو رائعة للجميع.)

لا يوجد تكوين رائع أو عوامل أخرى تجعل هذه الصور جذابة بالنسبة لي ، لكنني أجدها رائعة على أي حال. ربما لأنه حتى في الحجم الصغير ، يمكن لرؤيتي البشرية رؤية تفاصيل في الصورة لم أتمكن من رؤيتها مطلقًا عند النظر إلى فيل أو عنكبوت "بالعين المجردة".

من ناحية أخرى ، عندما أحصل على زاوية عريضة جيدة أو لقطة ذات مناظر خلابة ، بالكاد أزعج نفسي بنشر رسم بحجم الويب أو عمل طباعة صغيرة (ولن أبدأ بهذه المقالة). أريدها مطبوعة كبيرة. أعتقد أنه من الممكن أن تتمكن رؤيتي البشرية من مسح الصورة لالتقاط التفاصيل الصغيرة التي ضاعت تمامًا عند تقليص حجمها. وفي كل مرة أقوم فيها بعمل طباعة كبيرة ، حتى لمشهد مررت به عشرات المرات ، ألاحظ أشياء في الصورة لم أرها من قبل عندما كنت هناك شخصيًا.

ربما يوفر "الفيديو" الذي يصنعه ذهني أثناء مسح الطباعة مزيدًا من التفاصيل وأجدها أكثر إمتاعًا من تركيبة الصورة عندما تم طباعتها على نطاق صغير (أو التي رأيتها عندما كنت في الواقع في مكان الحادث) .

وربما يفسر "المسح" اللاوعي الذي تصنعه رؤيتي عبر الصورة لماذا أشياء مثل "قاعدة الأثلاث" والتركيز الانتقائي تجذب عيني إلى أجزاء معينة من الصورة. ربما اكتشفنا نحن المصورون ببساطة كيفية معالجة الدماغ للصور واستفدنا منها من خلال الخبرة العملية ، دون معرفة كل العلوم المعنية.

لكني أعتقد أن استنتاجي الحقيقي الوحيد هو: الصورة ليست بالضبط ما رأته عيني وعقلي في المشهد. عندما أحصل على لقطة جيدة ، يكون هناك شيء مختلف وشيء أفضل ، مثل ما قاله Winogrand في الاقتباسين أعلاه ، وفي هذا الاقتباس أيضًا:

ترى شيئًا ما يحدث وأنت تدق عليه. إما أن تحصل على ما رأيته أو تحصل على شيء آخر & # 8212 وأيهما أفضل تطبعه.

نبذة عن الكاتب: روجر سيكالا هو مؤسس شركة LensRentals. تم نشر هذه المقالة في الأصل هنا.


ما هو المعادل لسرعة الغالق في عين الإنسان؟ - مادة الاحياء

الطريقة التي تركز بها العين على الضوء مثيرة للاهتمام ، لأن معظم الانكسار الذي يحدث لا يتم بواسطة العدسة نفسها ، ولكن بواسطة الخلط المائي ، وهو سائل فوق العدسة. ينكسر الضوء عندما يدخل إلى العين بواسطة هذا السائل ، وينكسر أكثر قليلاً بواسطة العدسة ، ثم ينكسر أكثر قليلاً بواسطة الفكاهة الزجاجية ، وهي مادة تشبه الهلام تملأ الفراغ بين العدسة وشبكية العين.

تعد العدسة أمرًا بالغ الأهمية في تكوين صورة حادة ، إلا أن هذه واحدة من أكثر الميزات المدهشة للعين البشرية ، حيث يمكنها ضبطها بسرعة كبيرة عند التركيز على الأشياء على مسافات مختلفة. تُعرف عملية التعديل هذه باسم الإقامة.

ضع في اعتبارك معادلة العدسة:

مع الكاميرا ، العدسة لها طول بؤري ثابت. إذا تم تغيير مسافة الكائن ، يتم ضبط مسافة الصورة (المسافة بين العدسة والفيلم) عن طريق تحريك العدسة. لا يمكن القيام بذلك بالعين البشرية: مسافة الصورة ، المسافة بين العدسة وشبكية العين ، ثابتة. إذا تم تغيير مسافة الكائن (على سبيل المثال ، تحاول العين التركيز على الأشياء الموجودة على مسافات مختلفة) ، فسيتم تعديل البعد البؤري للعين لإنشاء صورة حادة. يتم ذلك عن طريق تغيير شكل العدسة ، وهي عضلة تُعرف بالعضلة الهدبية تقوم بهذه المهمة.

تصحيح قصر النظر

يمكن للشخص الذي يعاني من قصر النظر فقط إنشاء صور حادة للأشياء القريبة. تبدو الأشياء البعيدة غامضة لأن العين تجعلها تركز على نقطة أمام الشبكية.

نحتاج إلى عدسة متباينة لتباعد أشعة الضوء بما يكفي فقط بحيث عندما تتقارب الأشعة بالعين فإنها تتقارب على شبكية العين ، مما يخلق صورة مركزة.

تصحيح طول النظر

يمكن لأي شخص بعيد النظر فقط إنشاء صور واضحة للأشياء البعيدة. يتم التركيز على الأشياء القريبة خلف شبكية العين ، وهذا هو السبب في أنها تبدو غامضة.

يتم استخدام عدسة متقاربة ، مما يسمح بجلب الصور إلى التركيز البؤري الحاد في شبكية العين.


ما هو المعادل لسرعة الغالق في عين الإنسان؟ - مادة الاحياء

كم عدد الإطارات في الثانية التي يمكن للعين البشرية رؤيتها؟

كم عدد الإطارات في الثانية التي يجب أن أجعل الحركات تبدو سلسة؟

كم عدد الإطارات في الثانية التي تجعل الفيلم يتوقف عن الوميض؟

ما هو أقصر إطار يمكن للعين البشرية أن تلاحظه؟

تخيل نفسك تشاهد فيلمًا عن ضباب بطيء بشكل لا يصدق. لا ترى حوافًا وحدودًا حادة. الآن قم بتشغيل الفيلم بمعدل 10 إطارات في الثانية. سوف تبدو سائلة. لماذا ا؟ لأن الاختلاف من إطار إلى آخر منخفض جدًا. سيكون الحد الأقصى عبارة عن جدار غير متحرك تمامًا: ثم 1 إطارًا في الثانية يساوي 1000 إطارًا في الثانية.

الآن خذ يدك وحركها ببطء أمام وجهك. ثم حركه بشكل أسرع حتى يصبح ضبابيًا. كم عدد الإطارات في الثانية التي تراها؟ يجب أن يكون قليلًا ، لأنك لا ترى سوى يد ضبابية دون أن تكون قادرًا على تمييز كل تغيير في ميلي ثانية ، ولكن يجب أن يكون كثيرًا ، لأنك ترى حركة سلسة دون أي انقطاع أو قفزة. إذن هذه خدعة العين في كلا المثالين: يحاكي التعتيم السيولة ، والحدة تحاكي التأتأة. (إنه مشابه لـ & الاقتباس يحاكي الجاذبية & quot.)


مثال 1 على ضبابية الحركة: التقط من عرض مباشر لـ The Corrs & quotWhat يمكنني أن أفعل & quot في MTV Unpluged


مثال 2 على ضبابية الحركة: التقاط من & quotغريزة اساسية& quot ، حيث ترى امرأة تغرق معول ثلج في جسد رجل أثناء جلوسه عليه.

الحقيقة هي أن العين البشرية تدرك الحركة النموذجية لفيلم السينما على أنها سائلة عند حوالي 18 إطارًا في الثانية ، بسبب ضبابيتها.

إذا كان بإمكانك رؤية يدك المتحركة واضحة ونقية جدًا ، فستحتاج عينك إلى التقاط المزيد من اللقطات لجعلها تبدو سائلة. إذا كان لديك فيلم يحتوي على 50 صورة حادة وواضحة جدًا في الثانية ، فستقوم عينك بإخراج الكثير من التفاصيل من وقت لآخر وكان لديك شعور بأن الفيلم يتلعثم.


أيضًا 25 إطارًا في الثانية ولكن بدون ضبابية الحركة: لقطات من قصة بي بي سي عن القاتل إد جين ، الذي ألهمت قضيته هيتشكوك ليصنع & quotمريضة نفسيا& quot وجوناثان ديم ليصنع & quotصمت الحملان& مثل. الموسيقى من CNN's & quotصناع السوق& quot (0.52 ميجا بايت).

فكر فقط في الألعاب الحديثة: هل سبق لك أن لعبت Quake بمعدل 18 إطارًا في الثانية؟ لا توجد ضبابية في الحركة في تلك الألعاب ، وبالتالي فأنت بحاجة إلى الكثير من الإطارات في الثانية.

ومع ذلك ، ترى البقع والأوساخ من الإطارات الفردية في فيلم سينمائي ، أليس كذلك؟ ويتم تشغيل هذه الأفلام بمعدل 24 إطارًا في الثانية. لذلك هناك فرق بين رؤية الحركات سائلة ورؤية أن هناك شيئًا (ترابًا) على الإطلاق. واصل القراءة.

تخيل أنك تنظر إلى ملف ساطع جدار أبيض. الآن هذا الجدار يتحول إلى اللون الأسود تمامًا لمدة 1/25 من الثانية. هل ستلاحظ ذلك؟ ستفعل بالتأكيد. 1/50 من الثانية ، ربما أكثر صعوبة. 1/100 من الثانية؟ صعب جدا. فكر في أجهزة التلفزيون 100 هرتز. يطلق عليهم اسم flickerfree ، لأنه بمعدلات وميض تبلغ 100 مرة في الثانية ، تتوقف لتلاحظ سواد شاشة التلفزيون ، على الرغم من أن شاشة التلفزيون لا تتألق طوال الوقت ، ولكنها تنبض 100 مرة في الثانية. السطوع يأكل الظلام.

خذ مرة أخرى & quotTest 1: سلاسة الحركة & 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? نعم فعلا. 1/200th of a second? نعم فعلا. Tests with Air force pilots have shown, that they could تحديد the plane on a flashed picture that was flashed only for 1/220th of a second.

That is 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.

حساسية. 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 تقدم العلم, 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.


شاهد الفيديو: كيفية منع عدم وضوح الرؤية وتحسين البصر بشكل طبيعي (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Jeannot

    هايا ، تحول المؤلف حقا



اكتب رسالة