人的眼睛相當于高級的相機那么像素是多少幾倍變焦

更新時間:2015-12-31本文內容轉載自互聯(lián)網
首先回答你的問題:1.人眼大約相當于3.24億像素的相機。對于人眼分辨率的研究比多說人想象的都要早許多,而且多年來這個結論沒有太大的變化。最權威的結論來自1897年(沒錯,是1897年,就是康圣人跟梁啟超等人準備搞變法跟老佛爺找不痛快的年代),德國人Konig在“Die?Abhangigkeit?der?Sehscharfe?von?der?Beleuchtungsintensitat”一書中指出,人眼的極限分辨率是能夠分辨0.59角分的線對。這里要細致的說一下為何要用角度而不是長度來表示分辨率,大家知道,無論是人眼還是相機都會遵守遠小近大的透視定律,同樣大小的物體距離人眼不同的時候在視網膜上成的像大小是不一樣的。利用角度來表征這個問題就會簡單很多。1897年的時代,像素這個概念并不普及,所以Konig給出的是線對(line?pair)的數(shù)據(jù),也就是說人眼可以分辨張角為0.59角分的明暗相間的線條對,因為表示一個明暗相間的線對至少需要兩個像素,那么換算成像素就是:人眼上的一個像素相當于0.3個角分。為了讓大家對于1度或者1分的張角對應的細節(jié)有一個直觀的概念,這里給大家?guī)讉€例子:太陽和月亮的張角大致都是30個角分,也就是半個角度的張角,太陽系中最大的行星木星在距離地球最近的時候對應的張角是47個角秒,也就是一個角分不到一點點(為何人的肉眼看不見環(huán)形山?因為在你的視網膜上月亮形成的圖像其實不過就是一個100個像素左右的圖片而已)。

知道了人眼的分辨率細節(jié)的能力,再來探討一下人眼的視野大小,正常視力的人的視角超過150度,但是人眼分辨率細節(jié)的能力并不是均等的,和相機一樣人眼中間分辨率細節(jié)的能力強于邊緣部分,所以當一個人看到感興趣的目標的時候會不自覺的把頭或者眼睛轉過來,讓自己視網膜的中心對準目標。所以我們這里先假設人眼中間的90度具有最高的分辨率。那么人眼中央部分的就相當于一個(90×60/0.3)×(90×60/0.3)=3.24億像素的相機。
2.有一點是可以肯定的,人眼只能對焦不能變焦,所以人眼不存在相當于幾倍變焦的問題,然而相當于多少的焦距的定焦呢?另外一個引人爭議的問題是人眼的焦距。如果你去搜索這個問題的答案,會發(fā)現(xiàn)很多,從17毫米到50毫米。當然50毫米這個答案最為荒謬,因為沒有任何人的眼球里面會長出35毫米膠片來。其實很早以前這個問題既有明確的答案:1968年的“Light,?Color?and?Vision”一書中就給出了結果,對于成年歐洲人來說:物方的焦距是16.7毫米,像方的焦距是22.3毫米。參照人的最大瞳孔的直徑7毫米,也可以算出人眼的光圈數(shù)就是3.2.比各家看家表頭動輒1.0甚至0.9的參數(shù)遜色不少。不過又有那家的標頭可以看到120度的視野呢??3.再補充給一些人眼和相機的相關知識:再說人眼的ISO,也就是靈敏度。天文學家R.?N.?Clark為了探討這個問題作了一個實驗,在同一個望遠鏡上分別用佳能10D的相機和人眼觀察14等星,當把10D的ISO設到400的時候通過12秒的曝光時間可以達到和人眼觀察數(shù)秒鐘后相似的觀察效果,(人眼的光積分時間,也就是曝光時間,根據(jù)生理學家研究,可以長達15秒。有些吃驚,是吧。不過這15秒的時間需要一個人在黑暗的環(huán)境中待上很長的時間才能達到)。于是Clark推論人眼的最高ISO大概相當于800左右。
在光線充足的地方人眼的ISO就低很多,在晴朗的室外,人眼的ISO大概只有1左右。
從這一點上也可以看出人眼在調節(jié)ISO方面的巨大潛力,從最低的ISO到最高的ISO,調節(jié)范圍高達800倍。而今日所謂的NB單反不過從ISO100到ISO6400任意,不過區(qū)區(qū)的64倍。?說說人眼的動態(tài)范圍。動態(tài)范圍簡而言之,就是在同一個視野中能夠看到的最亮的細節(jié)和最暗的細節(jié)在亮度上的比值。一般的單反采用12bit的精度來輸出RAW圖像,能夠輸出的最大的到動態(tài)范圍是4095:1,當讓由于噪聲的存在,其實際的動態(tài)范圍還要小一些。我們來看一下Kodak生產的CCD的性能:很多數(shù)碼后背使用的1600萬像素的CCD的像素尺寸是9個微米見方,對應的動態(tài)范圍是76dB,?也就是6309:1,4/3陣營廣泛使用的830萬像素的CCD性能就要差一些,只有64.4dB,相當于1659:1.?相對來說人眼就要強很多,根據(jù)一般的估計,人眼能夠在同一個場景中分辨出10000:1的細節(jié)。當然在某種情況下這個范圍可能會更高(或許是依仗人腦智能調節(jié)的因素?),天文學家說,人眼可以同時觀察滿月和3等星,對應的亮度差異為100萬倍。另外一個常常被引用的例子是這樣的:不少人攻擊阿波羅登月造假的論據(jù)是照片上沒有星星,攝影專家會指出,如果要拍攝出來星星,那么照片中的人和月面背景肯定會過曝光,變成白花花一片片。這個說法對于有攝影經驗的人來說非常容易理解,但是對于沒有類似的經驗的大眾來說并不容易理解,因為他們覺得同時看清楚月亮和天空中的星星其實是很容易的事情。(個人認為這個問題還是挺復雜的,可能不單單和人眼的動態(tài)范圍有關,跟人眼的分辨率也是大大相關的)。
最近幾年防抖功能成為單反DC最有號召力的賣點之一。不過人眼(當然不光是人眼,任何一種高等動物都有)早就在長時間的進化過程中造就了了這個功能。大家沒事的時候可以試著檢查一下自己的防抖功能是否依然工作正常。方法很簡單:你首先用每秒一次的的頻率在眼前晃動你的手指,正常人會發(fā)現(xiàn)根本無法看清楚,然后保持手指不動,利用同樣的頻率晃動你的腦袋,你會發(fā)現(xiàn)手指就清晰多了。
人類視覺防抖的機理可能比任何一種DC單反都要復雜一些,大腦利用耳朵中的傳感器判斷頭部晃動的方向和速度,利用這些信息控制眼球的光軸盡量集中在手指上,同時這些信息還會用來對輸入的圖像進行處理,這個處理的過程或許就跟計算機視覺上使用的利用維納濾波去除圖像中運動導致的模糊的原理類似。――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――以上均引自互聯(lián)網,希望對樓主有所幫助。有什么問題歡迎一起討論!?
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