星期五, 8月 18

人類眼睛數碼化的數值是多少?

眼睛和相機有很多相似的地方,例如瞳孔相當於鏡頭的光圈,控制進光量的大小;晶狀體就當於鏡片,光線通過這裡進入眼球;視網膜就像相機的感光元件,在這裡接收透進來的光信號。既然它們的原理如此相似,如果將人類眼睛數碼化,它的數值是多少?


  一、人眼的光圈

  眼球的光學成像部分非常複雜,難以通過簡單的分析或者計算來獲取相應的參數。根據科學調查,得知平時分析眼球的時候經常會使用一種叫做“高爾斯特蘭簡化眼”的模型。通過這種模型的計算,可以得知眼球光學部分相當於5.7mm焦距的相機鏡頭。乘以2.9x的“焦距轉換倍率”,我們可以得到答案為16.53mm。也就是說人眼的實際視角如果折算成全畫幅鏡頭,應該是一支16mm的超廣角鏡。


  一般人地瞳孔最大的物理尺寸約6-7mm,因此由計算得出,人眼的光圈值在強光的情況下大約f/8.3,而低光的情況下則達f/2.1,但目前還是存在疑問,因為如果根據入射光來計算,即我們真正的視覺,眼球會變長,最小f值應為3.2。儘管相似,但眼球與相機還是不同,因為眼球內充滿液體,光線穿過眼睛與穿過相機是有分別的。

  看到這些數字,是否代表如果你的相機有ISO 102,400,鏡頭有F/1.8就會比眼睛強呢?當然不是啦,因為眼睛有超強的工具去處理信息,就是大腦,由分析、過濾、辨別到更高層次的鑑賞,都只有大腦才做得到嘛。

  二、人眼的ISO
  推測出眼球的光圈,我們接下來看看人眼的ISO,在討論這個參數之前,先來了解一下眼睛的工作原理:

  (1)控制通光量:瞳孔和光圈葉片

  瞳孔可以對明暗作出反應,調節進入眼睛的光線,就如鏡頭的光圈一樣!但瞳孔的最大通光量是不如標準鏡頭的,用藥物縮細瞳孔或擴大瞳孔時,最小可到0.5mm,最大可到8mm。

  (2)晶狀體、玻璃體和鏡片

  這個人眼比較厲害,可以靠睫狀肌可以改變晶狀體的形狀改變焦點位置,而且速度超快,市面上無一部相機可及,但是鏡頭有變焦的,人眼就沒有辦法了。

  (3)黃斑和感光介質

  人眼的視網膜上,其實只有很小的區域可以用來感光。這個區域叫做黃斑,其直徑大約6-7mm,相對於膠片和數碼單反的CCD和CMOS而言是非常非常小的,但是其感光能力和分辨力卻非常強,無論是在明暗、灰度還是色彩的動態範圍上都遠遠超過與之面積相當的感光元件。這些細胞能感應相差1-2萬倍的明暗信號,和多達上千級的灰度信號!我們的眼睛在黑暗中可以比白天時敏感多600多倍,可想而知人眼眼有多厲害了!


  說了這麼多,到底人眼的最大ISO有多少呢?

  在黑夜中,人眼的ISO會達到最大值約15000,這是科學家(這麼權威準確的數字當然不會是筆者亂說的,嘿嘿)根據市面上有售的最低的ISO 25的膠片,乘以人眼最亮和最暗時感敏度相差600倍的係數而計算出來的!如果拿時下數碼相機以100起跳來計,那這數值就是60000了!

  其實在自然界,人眼的ISO還不算很強,貓頭鷹在伸手不見五指的黑夜中都能發現遠處的田鼠!現在尼康家的旗艦D5的ISO達到了令人恐怖的3280000,相比起來人眼還是弱了很多。

  三、人眼的像素

  像素是攝影器材中一個非常重要的參考因素,那能不能計算出人肉眼的像素?

  測量電子產品的像素是非常容易,但是人眼的圖像形成並不那麼簡單,像素受到感光元件大小、感光度等影響,相機只是捕捉單一畫面,人眼卻是不停地活動。

  有趣的是,當人眼不停活動時,我們實際清楚看到的東西只有一個點,而那地方就只有約700萬到1000萬像素。人眼除了眼前畫面外,還同時看到我們自己的鼻子和眼鏡,但因為這種東西並不重要,大腦會選擇性的將它無視。


  人的眼睛(應該說大腦視覺系統)也不像相機那像能夠機械的儲存圖像,所以如果要把兩者比較,還是有點困難。但如果只是想要一個數字,把人眼模擬成電子器材的話,大概為5億7600萬像素。
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