Фотографски параметри на човешкото око. Зрително поле на човек и неговото значение Зрителен ъгъл
Човешкото око е точен оптичен инструмент, който осигурява пълноценно съществуване в света около нас. Ъгълът на гледане на човек също играе важна роля в това.
Централно и периферно зрение
Централното зрение е основната функция на човешките зрителни органи. Осигурява се от централната част на ретината. Благодарение на него човек разграничава формата на обекта, поради което такова зрение понякога се нарича оформено зрение , Човек усеща леко намаляване на централното зрение почти веднага.
В допълнение към обектите отпред, близките обекти частично попадат в зрителното поле на човек. Той не ги вижда много ясно, но това дава възможност да се реагира на тях и да се вземат предвид при движение. Именно за тази способност е отговорно периферното зрение. Той не само дава възможност за нормално навигиране в околното пространство, но също така помага да се вижда на тъмно или при слаба светлина.
Офталмологично значение на зрителните полета
Централното зрение на човек му дава възможност да вижда света около себе си и всички обекти около него.
То е много важно за човека, но периферното зрение е не по-малко ценно. Ако по някаква причина човек го загуби, той също губи способността си да се движи нормално в пространството, тъй като всеки близък обект, който не попада в полето на първичното зрение, ще му пречи.
По-неясният образ, създаван от периферното зрение, се дължи на факта, че в централната част на ретината има значително по-голям брой колбички. По-близо до ръба техният брой е много по-малък.
Измерване на зрителни полета
Зрителният ъгъл се формира от условни прави линии, изтеглени от центъра на окото до крайните точки на обекта. Големият ъгъл позволява на човек да се ориентира по-добре в пространството, както и да извършва определени действия, например да чете по-бързо, да бъде по-внимателен по време на шофиране.
Често патологиите на зрителните органи започват с промени не в централното, а в периферното зрение. Всяка промяна в полето води до проверка. Понякога такива промени могат да показват не само патология в очите, но и процеси, протичащи в човешкия мозък.
Изследването на зрителното поле означава да се определят неговите граници, както и да се идентифицират нарушенията в полето.
Контролният метод за определяне на ъгъла на зрение е най-простият и достъпен от всички методи за определяне на периферното зрение. Не изисква никакви условия или специално оборудване и се извършва от лекар доста бързо. Ефективността му обаче е много относителна. По време на контролното измерване трябва да се помни, че зрителното поле на лекаря, който провежда изследването, трябва да е нормално.
Значително по-точно определят зрителния ъгъл кампиметрията и периметрията. Статистическата периметрия ви позволява да определите не само формата, но и степента на нарушение.
Периметрията ви позволява бързо да установите промени в периферното зрение и следователно бързо да започнете лечението.
Човек обръща внимание, ако промяната в зрителния ъгъл настъпи рязко. В случай, че процесът е бавен, той може да не предизвика много безпокойство. Рискът от патология обаче е много висок. Ето защо трябва да се подлагате на годишен преглед при офталмолог.
Най-често таблицата на Головин-Сивцев се използва за определяне на нивото на зрението. За да извърши процедурата, човек сяда на разстояние 5 метра от масата, последователно затваря очи, извиква буквите, посочени от лекаря. Счита се за нормално, ако човек види с просто око първите десет реда в таблицата за тестване на зрителната острота. Този метод определя остротата на централното зрение.
Зрителни полета с нормален размер
Офталмолозите определят зрителния ъгъл в градуси. В спокойно положение човешкото око може да обхване 180 градуса по хоризонтала и около 120 по вертикала.
Офталмолозите посочват, че обикновено човек разпознава обекти в диапазона от 180 градуса, но ги вижда в триизмерен пълноценен образ в радиус от 110 градуса.
Възприемането на цветовете в централните и периферните полета също е малко по-различно. В центъра цветовете са по-наситени, но в периферното зрение обектите с черен или червен цвят са по-добре видими.
В резултат на изследвания е доказано, че централното поле е по-добре развито при представителите на силния пол, но периферното зрение е по-добре при жените.
Ширината на ъгъла се влияе от индивидуалните особености на структурата на окото и клепачите, а в някои случаи и структурата на костите в областта на орбитата на окото.
Ъгълът на гледане, дори за един и същ човек, може да варира до известна степен в зависимост от цветовата схема на околните обекти. И така, най-широкият ъгъл дава бяло, малко по-малко - жълто и синьо, още по-малко - зелено и червено.
В резултат на правилно определено поле офталмологът може да прецени мястото на нарушението в очите и предварително да диагностицира патологията.
Определянето на ъгъла на гледане дава обща представа за състоянието на окото, по-точно диагнозата може да се направи с помощта на офталмоскопия.
При измерване на зрителния ъгъл значителна загуба от нормата показва възможен тумор или кръвоизлив в мозъка.
Техники за разширяване на зрителния ъгъл
Увеличаването на зрителния ъгъл се нарича представяне. Можете да го направите по-широк с помощта на набор от специални упражнения. Те могат да се извършват не само от пациенти с всякакви заболявания, но и от хора с добро зрение за предотвратяване на различни заболявания на органите на зрението.
Има голям брой различни техники, които помагат за разширяване на зрителния ъгъл.
Тибетска техника
Тибетският метод за "ясно виждане" е един от най-разпространените. Състои се от няколко етапа:
- Трябва да вземете молив във всяка ръка, да ги поставите заедно във вертикално положение. Моливите са на нивото на очите на разстояние 30 см от лицето. След това трябва да се опитате да се съсредоточите върху всеки обект зад тях. В този случай изображението на моливите ще стане размазано.
- След това трябва бавно да ги преместите настрани, като държите ръцете си на едно ниво. Раздалечете обектите на максималното видимо разстояние, след което се върнете в първоначалната им позиция. Това трябва да се повтори няколко пъти. Погледът трябва да е фокусиран върху обекта зад моливите. С периферното зрение трябва да се опитате да видите движението на предмети отстрани и назад.
- След това трябва да промените посоката на движение на моливите. Те трябва да се разпространяват нагоре и надолу. Повторете упражнението 8-10 пъти. След това отново сменете посоката - преместете моливите в различни посоки по диагонал. Важно е да продължите да се фокусирате върху обекта, а не върху ръцете или моливите.
- Последното упражнение е да върнете моливите в първоначалното им положение и, без да ги местите, мислено да ги оградите в кръг. Начертайте този въображаем кръг с очите си, първо по посока на часовниковата стрелка, след това в обратната посока.
Резултатът от тези упражнения ще бъде забележим след месец ежедневни тренировки.
Офталмолозите отбелязват добър ефект след редовна работа на пациенти с таблици на Шулте. Те отдавна се използват за обучение на бързо четене и имат безспорно висок ефект при работа за разширяване на зрителния ъгъл.
Таблицата е разделена на 5 клетки, всяка от които съдържа числа от 1 до 25. Задачата на пациента е бързо да намери всички числа в ред. Последователността може да бъде директна или обратна.
С увеличаването на зрителния ъгъл времето за изпълнение на упражнението ще намалее.
Когато използвате тези таблици, трябва да спазвате някои правила:
- Упражнението се изпълнява в седнало положение.
- Не е нужно да произнасяте числата на глас, просто ги намерете с очите си.
Тези таблици имат различни опции: могат да съдържат числа от 0 до 100 или дори букви от азбуката, клетките могат да бъдат оцветени вместо черно-бели.
Упражнението за очите е просто и в същото време ефективно средство за подобряване на работата на зрителните органи като цяло и за разширяване на зрителното поле. Упражненията отнемат средно 7-10 минути. Те са особено необходими за тези хора, които имат очни заболявания, както и хора с високо натоварване на зрителните органи.
Един от тях мига за 1 минута. Трябва да затворите и отворите очите си достатъчно бързо, като същевременно се опитвате да не натоварвате клепачите си. Упражненията значително подобряват кръвообращението в очите и са особено полезни, когато работата изисква висока концентрация на внимание.
Има и други прости упражнения за подобряване на периферното поле. Те могат да се изпълняват ежедневно при почти всякакви условия:
- намирайки се в човешка среда, трябва да се опитате да следвате движението на възможно най-голям брой хора с периферно зрение;
- в транспорта можете също да изпълните това упражнение: изберете обект, разположен на далечно разстояние, и се опитайте да го вземете предвид колкото е възможно повече, когато се приближавате. След като това бъде постигнато, човек трябва бързо да се фокусира върху друг отдалечен обект и да го разгледа подробно.
Важно условие за успеха на всяка техника е систематичното изпълнение на упражненията.Класовете може да изглеждат твърде лесни, но са много ефективни. Много е важно да не се отказвате от упражненията, а да ги правите редовно.
Да започна.
Видимата светлина е електромагнитни вълни, на които очите ни са настроени. Можете да сравните човешкото око с радио антена, само че ще бъде чувствително не към радиовълни, а към различна честотна лента. Като светлина човек възприема електромагнитни вълни с дължина приблизително от 380 nm до 700 nm. (Нанометърът е една милиардна от метъра.) Вълните от този конкретен диапазон се наричат видим спектър; от една страна, тя е в съседство с ултравиолетовото лъчение (толкова скъпо за сърцата на любителите на тен), от друга, инфрачервения спектър (който ние самите можем да генерираме под формата на топлина, излъчвана от тялото). Човешкото око и мозъкът (най-бързият съществуващ процесор) визуално възстановяват видимия заобикалящ свят в реално време (често не само видим, но и въображаем, но повече за това в статия за Gestalt).
За фотографи и любители фотографи сравнението с радиоприемник изглежда безсмислено: ако правим аналогии, тогава с фотографското оборудване има известна прилика: окото и обективът, мозъкът и процесорът, умственият образ и съхраненият образ във файла. Визия и фотография често се сравняват във форумите, мненията са много различни. Реших също да събера малко информация и да направя аналогии.
Нека се опитаме да намерим аналогии в дизайна:
Роговицата действа като преден елемент на лещата, пречупвайки входящата светлина и в същото време като "UV филтър", защитаващ повърхността на "лещата"
Ирисът действа като отвор, като се разширява или свива в зависимост от необходимата експозиция. Всъщност ирисът, който дава цвят на очите, който внушава поетични сравнения и опити за „удавяне в очите“, е просто мускул, който се разширява или свива и по този начин определя размера на зеницата.
Зеницата е леща, а в нея е лещата - фокусираща група от обективни лещи, които могат да променят ъгъла на пречупване на светлината.
Ретината, разположена на задната вътрешна стена на очната ябълка, работи де факто като матрица/филм.
Мозъкът е процесор, който обработва данни/информация.
А шестте мускула, отговорни за мобилността на очната ябълка и прикрепени към нея отвън - с разтягане - са сравними с проследяващата система за автофокус и системата за стабилизиране на изображението, както и с фотографа, насочващ обектива на камерата към интересната сцена към него.
Изображението, което действително се формира в окото, е обърнато (както в камера обскура); корекцията му се извършва от специална част от мозъка, която преобръща картината „от главата до петите“. Новородените виждат света без такава корекция, така че понякога изместват погледа си или посягат в посока, обратна на движението, което следват. Експерименти с възрастни, носещи очила, които обръщат изображението в "некоригиран" изглед, показват, че те лесно се адаптират към обратна перспектива. Субектите, които са свалили очилата си, се нуждаят от подобно време, за да се „приспособят“ отново.
Това, което човек „вижда“, всъщност може да се сравни с непрекъснато актуализиран поток от информация, който се сглобява в картина от мозъка. Очите са в постоянно движение, събирайки информация - те сканират зрителното поле и актуализират променените детайли, като същевременно запазват статична информация.
Областта на изображението, върху която човек може да фокусира във всеки един момент, е само около половин градус от зрителното поле. То съответства на "жълтото петно", а останалата част от изображението остава извън фокус, размазвайки се все повече и повече към краищата на зрителното поле.
Изображението се формира от данни, събрани от светлочувствителните рецептори на окото: пръчици и колбички, разположени на задната му вътрешна повърхност - ретината. Има повече от 14 пъти повече пръчки - около 110-125 милиона пръчки срещу 6-7 милиона конуси.
Конусите са 100 пъти по-малко чувствителни към светлина от пръчиците, но възприемат цветовете и реагират на движение много по-добре от пръчиците. Пръчиците, първият тип клетки, са чувствителни към интензитета на светлината и начина, по който възприемаме формите и контурите. Следователно конусите са по-отговорни за дневното виждане, а пръчиците са по-отговорни за нощното виждане. Има три подтипа конуси, които се различават по своята възприемчивост към различни дължини на вълните или основните цветове, на които са настроени: конуси от тип S за къси дължини на вълната - сини, конуси от тип M за средни - зелени и конуси от тип L за дълги - червен. Чувствителността на съответните конуси към цветовете не е еднаква. Това означава, че количеството светлина, необходимо за произвеждане (със същия интензитет на въздействие) на същото усещане за интензитет, е различно за S, M и L конуси. Тук имате матрицата на цифров фотоапарат - дори зелените фотодиоди във всяка клетка са два пъти повече от фотодиодите с други цветове, в резултат на което резолюцията на такава структура е максимална в зелената област на спектъра, което съответства на характеристики на човешкото зрение.
Ние виждаме цвят главно в централната част на зрителното поле - там се намират почти всички колбички, които са чувствителни към цветовете. В условията на липса на осветление конусите губят своята релевантност и информацията започва да идва от пръчките, които възприемат всичко монохромно. Ето защо голяма част от това, което виждаме през нощта, изглежда черно-бяло.
Но дори при ярка светлина краищата на зрителното поле остават монохромни. Когато погледнете право напред и кола се появи в края на зрителното ви поле, няма да можете да различите цвета й, докато окото ви не погледне в нейната посока за момент.
Пръчиците са изключително светлочувствителни – те могат да регистрират светлината само на един фотон. При стандартно осветление окото регистрира около 3000 фотона в секунда. И тъй като централната част на зрителното поле е заселена от конуси, ориентирани към дневната светлина, окото започва да вижда повече детайли на изображението извън центъра, когато слънцето се спуска под хоризонта.
Това лесно се проверява чрез наблюдение на звездите в ясна нощ. Докато окото се адаптира към липсата на светлина (отнема около 30 минути, за да се адаптира напълно), ако погледнете в една точка, започвате да виждате групи от бледи звезди далеч от точката, в която гледате. Ако преместите погледа си към тях, те ще изчезнат и ще се появят нови групи в зоната, където е бил фокусиран погледът ви, преди да се преместите.
Много животни (и почти всички птици) имат много по-голям брой шишарки от средния човек, което им позволява да откриват малки животни и друга плячка от големи височини и разстояния. Обратно, нощните животни и съществата, които ловуват през нощта, имат повече пръчки, което подобрява нощното виждане.
А сега аналогията.
Какви са фокусните разстояния на човешкото око?
Визията е много по-динамичен и обемен процес в сравнение с вариообектив без допълнителна информация.
Изображението, получено от мозъка от две очи, има зрителен ъгъл от 120-140 градуса, понякога малко по-малко, рядко повече. (вертикално до 125 градуса и хоризонтално - 150 градуса, рязко изображение се осигурява само от зоната на жълтото петно в рамките на 60-80 градуса). Следователно в абсолютно изражение очите са подобни на широкоъгълен обектив, но цялостната перспектива и пространствените отношения между обектите в зрителното поле са подобни на картината, получена от "нормален" обектив. Противно на общоприетото схващане, че фокусното разстояние на "нормален" обектив е в диапазона 50 - 55 мм, действителното фокусно разстояние на нормален обектив е 43 мм.
Привеждайки общото зрително поле в системата 24*36 mm, получаваме - като се вземат предвид много фактори, като условия на осветление, разстояние до обекта, възраст и здравословно състояние на човека - фокусно разстояние от 22 до 24 mm (фокусно 22,3 mm получи най-много гласове като най-близо до картината на човешкото зрение).
Понякога има цифри в 17 мм фокусно разстояние (или по-точно в 16,7 мм). Този фокус се получава чрез отблъскване от образа, образуван в окото. Входящият ъгъл дава еквивалентно фокусно разстояние от 22-24 mm, изходящият - 17 mm. Това е като да гледате през бинокъл отзад - обектът няма да е по-близо, а по-далеч. Оттук и несъответствието в числата.
Основното нещо е колко мегапиксела?
Въпросът е донякъде неправилен, тъй като картината, събрана от мозъка, съдържа части от информация, които не са събрани едновременно, това е поточна обработка. И все още няма яснота по въпроса с методите и алгоритмите на обработка. Освен това трябва да вземете предвид промените, свързани с възрастта и здравословното състояние.
Обикновено наричана 324 мегапиксела е цифра, базирана на зрителното поле на 24 mm обектив на 35 mm камера (90 градуса) и разделителната способност на окото. Ако се опитаме да намерим някаква абсолютна цифра, като вземем всяка пръчка с конус като пълноценен пиксел, ще получим около 130 мегапиксела. Числата изглеждат неверни: фотографията се стреми към детайли „от край до край“, а човешкото око вижда само малка част от сцената в един момент „остър и детайлен“. А количеството информация (цвят, контраст, детайлност) варира значително в зависимост от условията на осветление. Предпочитам оценка от 20 мегапиксела: все пак „жълтото петно“ се оценява на около 4-5 мегапиксела, останалата част от областта е замъглена и недетайлна (по периферията на ретината има главно пръчици, обединени в групи от до няколко хиляди около ганглийни клетки - своеобразни усилватели на сигнала).
Къде е границата тогава?
Една оценка е, че 74-мегапикселов файл, отпечатан като 530 ppi пълноцветна снимка с размери 35 на 50 cm (13 x 20 инча), когато се гледа от разстояние 50 cm, съответства на максималния детайл, на който е способно човешкото око.
Око и ISO
Още един въпрос, на който е почти невъзможно да се отговори еднозначно. Факт е, че за разлика от филмовите матрици и матриците на цифровите фотоапарати, окото няма естествена (или основна) чувствителност и способността му да се адаптира към условията на осветеност е просто невероятна - виждаме както на слънчев плаж, така и на сенчест алея по здрач.
Както и да е, споменава се, че при ярка слънчева светлина ISO на човешкото око е равно на единица, а при слаба светлина е около ISO 800.
Динамичен обхват
Нека веднага да отговорим на въпроса за контраста / динамичния обхват: при ярка светлина контрастът на човешкото око надхвърля 10 000 към 1 - стойност, недостижима нито за филм, нито за матрици. Динамичният обхват през нощта (изчислен от видимото око - при изглед на пълна луна - звездите) е висок милион към едно.
Диафрагма и скорост на затвора
Въз основа на напълно разширена зеница, максималната бленда на човешкото око е около f/2,4; според други оценки от f / 2.1 до f / 3.8. Много зависи от възрастта на човека и неговото здравословно състояние. Минималната бленда - доколко окото ни може да "спре", когато гледаме ярка снежна картина или гледаме играчи на плажен волейбол под слънцето - варира от f / 8,3 до f / 11. (Максималните промени в размера на зеницата за здрав човек са от 1,8 mm до 7,5 mm).
По отношение на скоростта на затвора човешкото око лесно улавя проблясъци от светлина с продължителност 1/100 секунда, а в експериментални условия - до 1/200 секунда или по-кратко в зависимост от околната осветеност.
Мъртви и горещи пиксели
Във всяко око има сляпо петно. Точката, в която информацията от конусите и пръчиците се събира, преди да бъде изпратена до мозъка за групова обработка, се нарича оптичен апекс. На този "върх" няма пръти и конуси - получава се доста голямо сляпо петно - група счупени пиксели.
Ако се интересувате, направете малък експеримент: затворете лявото си око и погледнете с дясното око директно към знака „+“ на фигурата по-долу, като постепенно се приближавате към монитора. На определено разстояние - някъде между 30-40 сантиметра от изображението - вече няма да виждате иконата "*". Можете също така да накарате „плюса“ да изчезне, ако погледнете „звездичката“ с лявото си око, като затворите дясното. Тези слепи петна не влияят особено на зрението - мозъкът запълва празнините с данни - това е много подобно на процеса на освобождаване от счупени и горещи пиксели на матрицата в реално време.
Решетка на Амслер
Не искам да говоря за заболявания, но необходимостта да включа поне една тестова цел в статията ме кара. И изведнъж ще помогне на някого навреме да разпознае започващите проблеми със зрението. И така, свързаната с възрастта макулна дегенерация (AMD) засяга жълтото петно, което е отговорно за остротата на централното зрение - в средата на полето се появява сляпо петно. Лесно е да проверите зрението сами, като използвате "решетката на Амслер" - лист хартия в клетка с размери 10 * 10 см с черна точка в средата. Погледнете точката в центъра на "решетката на Амслер". Фигурата вдясно показва пример за това как трябва да изглежда мрежата на Amsler при здраво зрение. Ако линиите близо до точката изглеждат размити, има вероятност от AMD и си струва да се свържете с оптометрист.
Да замълчим за глаукомата и скотомите - стига ужасяващи истории.
Решетка на Amsler с възможни проблеми
Ако на решетката на Amsler се появят затъмнения или изкривявания на линията, проверете при оптометрист.
Сензори за фокусиране или жълто петно.
Мястото с най-добра зрителна острота в ретината - наречено "жълто петно", присъстващо в клетките - се намира срещу зеницата и има формата на овал с диаметър около 5 mm. Ще приемем, че „жълтото петно“ е аналог на кръстообразен сензор за автофокус, който е по-точен от конвенционалните сензори.
късогледство
Корекция - късогледство и далекогледство
Или казано по-"фотографски": преден фокус и заден фокус - изображението се формира преди или след ретината. За корекция те или отиват в сервизен център (офталмолози), или използват микронастройка: използване на очила с вдлъбнати лещи за преден фокус (късогледство, известен още като късогледство) и очила с изпъкнали лещи за заден фокус (далечогледство, известен още като хиперметропия).
далекогледство
Накрая
И с какво око гледаме във визьора? Сред любителите фотографи рядко споменават водещото и насочено око. Проверява се много лесно: вземете непрозрачен екран с малък отвор (лист хартия с отвор колкото монета) и през отвора погледнете отдалечен предмет от разстояние 20-30 сантиметра. След това, без да движите главата си, гледайте последователно с дясното и лявото око, затваряйки второто. За доминиращото око изображението няма да се измества. Работейки с камерата и гледайки в нея с водещото око, не можете да присвиете другото око.
И още няколко интересни независими теста от A. R. Luria:
Скръстете ръце на гърдите си в позата на Наполеон. Доминиращата ръка ще бъде отгоре.
Преплетете пръстите си няколко пъти подред. Палецът, чиято ръка е отгоре, е водещ при извършване на малки движения.
Вземете молив. „Прицелете се“, като изберете цел и я погледнете с двете очи през върха на молив. Затворете едното око, после другото. Ако целта се движи силно със затворено ляво око, тогава лявото око е водещо и обратно.
Водещият крак е този, който оттласквате, когато скачате.
Всеки човек, който е повече или по-малко запознат с фотографската техника и има любов към опознаването на света около себе си, вероятно повече от веднъж е имал въпрос в главата си, как се сравняват човешкото око и съвременната цифрова камера по отношение на техните параметри ? Каква е чувствителността на човешкото око, фокусното разстояние, относителната бленда и други интересни малки неща. Което ще ви разкажа днес :)
И така, след като се изкачих на пода в Интернет, стигнах до извода, че досега не е написана нито една статия на руски, която да сложи край на описанието на човешкото око по отношение на технически параметри или да обхване темата повече или по-малко плътно.
Фотографски параметри на човешкото око и някои характеристики на неговата структура
Чувствителност (ISO)човешкото око динамично се променя в зависимост от текущото ниво на осветеност в диапазона от 1 до 800 ISO единици. Времето за пълна адаптация на окото към тъмна среда отнема около половин час.Брой мегапикселив човешкото око е около 130, ако броим всеки фоточувствителен рецептор като отделен пиксел. Въпреки това, централната ямка (фовеа), която е най-чувствителната към светлина област на ретината и е отговорна за ясното централно зрение, има разделителна способност от порядъка един мегапиксели покрива около 2 градуса на видимост.
Фокусно разстояниесе равнява на ~ 22-24 мм.
Размерът на дупката (зеницата) с отворен ирисе равно на ~7 mm.
Относителна дупкае равно на 22/7 = ~3,2-3,5.
Шина за данниот едното око до мозъка съдържа около 1,2 милиона нервни влакна (аксони).
Честотна лентаканалът от окото до мозъка е около 8-9 мегабита в секунда.
Ъгли на видимостедното око е 160 х 175 градуса.
Човешката ретина съдържа приблизително 100 милиона пръчици и 30 милиона колбички.или 120 + 6 по алтернативни данни.
Конусите са един от двата вида фоторецепторни клетки в ретината. Шишарките са получили името си поради коничната си форма. Тяхната дължина е около 50 микрона, диаметър - от 1 до 4 микрона.
Колбичките са около 100 пъти по-малко чувствителни към светлина от пръчиците (друг вид клетки на ретината), но са много по-добри в улавянето на бързи движения.
Има три вида конуси според тяхната чувствителност към различни дължини на светлинните вълни (цветове). Конусите от S-тип са чувствителни във виолетово-синьо, M-тип в зелено-жълто и L-тип в жълто-червено. Наличието на тези три вида колбички (и пръчици, чувствителни в изумруденозелената част на спектъра) дава на човек цветно зрение. Конуси с дълги и средни вълни (с пикове в синьо-зелено и жълто-зелено) имат широки зони на чувствителност със значително припокриване, така че някои видове конуси реагират на повече от собствения си цвят; те просто реагират на него по-интензивно от другите.
През нощта, когато потокът от фотони е недостатъчен за нормалната работа на конусите, само пръчките осигуряват зрение, така че през нощта човек не може да различава цветовете.
Пръчковидни клетки са един от двата вида фоторецепторни клетки в ретината на окото, наречени така заради цилиндричната си форма. Пръчиците са по-чувствителни към светлина и в човешкото око са концентрирани към краищата на ретината, което определя участието им в нощното и периферното зрение.
В човешкото око, адаптирано главно към дневна светлина, когато се приближава до средата на ретината, пръчките постепенно се заменят с конуси, по-подходящи за дневна светлина (вторият тип клетки на ретината) и изобщо не се намират във фовеята. При животни, водещи предимно нощен начин на живот (например котки), се наблюдава обратната картина.
Чувствителността на пръчката е достатъчна, за да регистрира удара на един фотон, докато конусите трябва да ударят от няколко десетки до няколкостотин фотона. Освен това няколко пръчици обикновено са свързани към един интерневрон, който събира и усилва сигнала от ретината, което допълнително повишава чувствителността поради остротата на възприятието (или разделителната способност на изображението). Тази комбинация от пръчки в групи прави периферното зрение много чувствително към движения и е отговорно за феноменалната способност на индивидите да възприемат визуално събития, които се намират извън техния зрителен ъгъл.
Тъй като всички пръчици използват един и същ светлочувствителен пигмент (вместо три подобни конуса), те допринасят малко или нищо за цветното зрение.
Освен това пръчиците реагират на светлина по-бавно от колбичките - пръчиците реагират на стимул в рамките на порядъка на сто милисекунди. Това я прави по-чувствителна към по-малки количества светлина, но намалява способността й да възприема бързи промени, като бързи промени на изображението.
Пръчиците възприемат светлина главно в изумруденозелената част на спектъра, така че привечер изумруденият цвят изглежда по-ярък от всички останали.
Трябва обаче да се помни, че структурата на камерата е различна от структурата на окото. При снимане с фотоапарат или видеокамера изображението се разделя на кадри. Всеки кадър се "отстранява" от матрицата в определен момент от време, т.е. готовото изображение влиза в процесора.
Докато човешкото око изпраща постоянен видео поток към мозъка, без да го разделя на кадри. Следователно е възможно да тълкувате погрешно някои параметри, ако не разбирате проблема повече или по-малко задълбочено.
В резултат на това можем да кажем, че по отношение на чувствителността човешкото око е настигнало почти цялото фотографско оборудване от среден клас, а високият като цяло го е надминал многократно. Но нивото на шума на най-често срещаната технология от среден клас е много по-високо от това на ретината, а качеството на изображението е с порядък по-лошо.
Ретината се различава от фотосензорите и по това, че чувствителността върху нея се променя за всеки отделен фоторецептор в зависимост от осветеността, което позволява постигането на много висок динамичен диапазон на крайното изображение. Сензори с подобна технология вече се разработват от много компании, но все още не са налични.
Към момента все още не е измислено устройство с размерите на човешко око, сравнимо с него нито по оптични, нито по технически параметри.
Използвани източници:
http://www.clarkvision.com/imagedetail/eye-resolution.html
http://webvision.umh.es/webvision/
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=20:17485
http://ru.wikipedia.org/wiki/Конеси_(ретина)
http://ru.wikipedia.org/wiki/Sticks_(ретина)
http://en.wikipedia.org/wiki/Retina
p.s. Не намерих точни данни за една или друга стойност, трябваше да използвам средни, по-реални и най-често срещани данни. Ето защо, ако откриете грешка или смятате, че разбирате по-добре темата, моля, отпишете се в коментарите, моля. Много ще ми е интересно вашето мнение и вашите допълнения.
Защо не можете просто да насочите камерата към това, което виждате и да го заснемете? Този въпрос изглежда прост. Това обаче е много труден въпрос за отговор и ще изисква изучаване не само на това как една камера записва светлина, но и как работят очите ни и защо работят по този начин. Като разберете това, вие можете да откриете нещо ново за нашето ежедневно възприемане на света - в допълнение към възможността да станете по-добър фотограф.
Главна информация
Очите ни могат да се оглеждат и динамично да се адаптират към обекта, докато камерата записва едно неподвижно изображение. Мнозина смятат това за основното предимство на очите пред камерата. Например, нашите очи са в състояние да компенсират дисбаланса в яркостта на различни обекти, могат да се огледат наоколо, за да получат по-широк зрителен ъгъл и могат също да фокусират върху обекти на различни разстояния.
Резултатът обаче прилича повече на видеокамера - не на снимка - тъй като нашето съзнание събира няколко изгледа в един ментален образ. Един бърз поглед с очите ни би бил по-справедливо сравнение, но в крайна сметка уникалността на нашата зрителна система е неоспорима, защото:
Това, което виждаме, е умствена реконструкция на обекти въз основа на изображенията, предоставени от очите - изобщо не това, което очите ни действително са видели.
Предизвиква скептицизъм? За повечето, поне в началото. Следните примери демонстрират ситуации, в които умът може да бъде накаран да види нещо различно от това, което виждат очите:
фалшив цвят: Преместете курсора до ръба на изображението и погледнете централния кръст. Липсващият кръг ще се движи и след известно време ще започне да изглежда зелен - въпреки че няма зелено в изображението.
Махови ленти: Преместете курсора върху изображението. Всяка от лентите ще изглежда малко по-тъмна или по-светла съответно близо до горната или долната граница - въпреки факта, че всяка от тях е оцветена равномерно.
Това обаче не трябва да ни пречи да сравняваме очите и камерите! В много случаи все още е възможно справедливо сравнение, но ако самовземаме под внимание както виждаме, така и нашето съзнание дръжкитази информация. Следващите раздели ще очертаят границата между двете, доколкото е възможно.
Преглед на разликите
Тази статия групира сравненията в следните визуални категории:
Всичко това често се смята за обект на максимални разлики между очите и камерата и точно по този повод възникват най-много спорове. Има и други характеристики като дълбочина на полето, обемна визия, баланс на бялото и цветова гама, но те не са предмет на тази статия.
1. Ъгъл на гледане
При камерите се определя от фокусното разстояние на обектива (както и от размера на сензора). Например, фокусното разстояние на телеобектив е по-дълго от стандартния портретен обектив и следователно зрителният ъгъл е по-малък:
За съжаление, с нашите очи не всичко е толкова просто. Въпреки че фокусното разстояние на човешкото око е приблизително 22 mm, тази цифра може да бъде подвеждаща, тъй като очното дъно е закръглено (1), периферията на нашето зрително поле е много по-малко детайлна от центъра (2) и освен това това, което ние see е комбинираният резултат от работата на две очи (3).
Всяко око поотделно има зрителен ъгъл от порядъка на 120-200°, в зависимост от това колко стриктно се определят обектите като "наблюдавани". Съответно зоната на припокриване на двете очи е около 130° - тя е почти толкова широка, колкото тази на леща тип рибешко око. Въпреки това, поради еволюционни причини, нашето периферно зрение е добро само за откриване на движение и големи обекти (като лъв, скачащ отстрани). Освен това такъв широк ъгъл би изглеждал силно изкривен и неестествен, когато бъде заснет от камерата.
Централният ни зрителен ъгъл - около 40-60° - има най-голямо влияние върху нашето възприятие. Субективно това се отнася до ъгъла, в рамките на който можете да запомните обекти, без да движите очите си. Между другото, това е близо до зрителния ъгъл на "нормален" обектив с фокусно разстояние 50 mm (или 43 mm, за да бъдем точни) на full frame камера или 27 mm на камера с кроп фактор 1.6. Въпреки че не възпроизвежда пълния ъгъл на нашето виждане, той върши добра работа за начина, по който виждаме, постигайки най-добрия компромис между различните видове изкривяване:
Направете зрителния ъгъл твърде голям и разликата в размера на обектите ще бъде преувеличена, но твърде тесният зрителен ъгъл прави относителните размери на обектите почти еднакви и вие губите усещането за дълбочина. Свръхшироките ъгли също причиняват разтягане на обекти в краищата на рамката.
изкривяване на перспективата |
---|
(при снимане със стандартен/праволинеен обектив)
За сравнение, въпреки че очите ни създават изкривен широкоъгълен образ, ние го реконструираме в триизмерен умствен образ, който не е изкривен.
2. Отчетливост и детайлност
Повечето съвременни цифрови фотоапарати имат 5-20 мегапиксела, което често се рекламира като пълен провал в сравнение със собственото ни виждане. Това се основава на факта, че с перфектно зрение човешкото око е еквивалентно по разделителна способност на 52-мегапикселова камера (при зрителен ъгъл от 60°).
Тези изчисления обаче са подвеждащи. Само централното ни зрение може да бъде перфектно, така че никога не получаваме толкова много детайли с един поглед. Докато се отдалечаваме от центъра, визуалните ни способности спадат драстично - толкова много, че само на 20° от центъра очите ни могат да различат само една десета от оригиналния детайл. В периферията откриваме само мащабен контраст и минимум цветове:
Висококачествено представяне на визуални детайли с един поглед.
Като се има предвид това, може да се твърди, че един поглед на очите ни е в състояние да различи детайли, които са сравними само с 5-15 мегапикселова камера (в зависимост от зрението). Нашите умове обаче всъщност не запомнят изображенията пиксел по пиксел; той записва запомнящите се детайли, цвят и контраст за всяко изображение по различен начин.
В резултат на това, за да пресъздаде детайлен визуален образ, очите ни се фокусират върху няколко интересни обекта, като бързо се редуват между тях. Ето визуално представяне на нашето възприятие:
оригинална сцена | предмети, представляващи интерес |
Крайният резултат е визуално изображение, чиито детайли са ефективно приоритизирани въз основа на интереса. Това предполага важно, но често пренебрегвано свойство за фотографите: дори ако снимката използва максимално всички технически възможни детайли на фотоапарата, тази подробност няма да има голямо значение, ако самата снимка не съдържа нищо запомнящо се.
Други важни разлики в това как очите ни виждат детайлите включват:
Асиметрия. Всяко око е в състояние да възприема повече детайли под зрителната линия, отколкото над него, а периферното зрение е много по-чувствително далеч от носа. Камерите снимат абсолютно симетрично.
Визия при слаба светлина. В условия на много слаба светлина, като лунна или звездна светлина, очите ни всъщност започват да виждат монохромно. В такива ситуации нашето централно зрение също става по-малко остро, отколкото малко встрани от центъра. Много астрофотографи са наясно с това и се възползват от него, като гледат леко встрани от слаба звезда, ако искат да я видят с просто око.
Малки градации. На различимостта на най-малките детайли често се обръща прекомерно внимание, но малките тонални градации също са важни - и това е частта, в която нашите очи и камери изглежда се различават най-много. За камерата увеличените детайли винаги са по-лесни за улавяне в снимката – но за нашите очи, въпреки че е неинтуитивно, уголемяването на детайлите може да ги направи по-малко видими. В следващия пример и двете изображения съдържат текстура с еднакъв контраст, но тя не се вижда на изображението вдясно, защото е увеличена.
Тъй като светещата точка S е включена
главна оптична ос, след това и трите лъча,
използвани за изграждане на образа
съвпадат и вървят по главната оптична
оси, и за да изградите образ, от който се нуждаете
поне два лъча.
Ходът на втория лъч
определен с доп
строителство, което се извършва по следния начин
начин: 1) изградете фокална равнина,
2) изберете всеки лъч, идващ от точката
С;
Ориз.
3.43) успоредно на избрания лъч,
извършвам
Опции за зрение
Визуалният комплекс на пациента е сложна структура, с помощта на която обектът изследва обектите около себе си, свободно се ориентира в зоните, независимо от условията на осветеност, и се движи безпроблемно в тях.
Офталмологичните изследвания разделят зрението на два основни типа.
- Централна - възпроизвежда се от централната част на ретината, отговаря за анализа на формите на видимите обекти, фините детайли и зрителната острота. Този изглед е неразривно свързан със зрителния ъгъл - стойността, образувана между две точки, разположени по краищата. Колкото по-висок е ъгълът, толкова по-ниско е нивото на острота.
- Периферен - помага да се оценят неща, разположени близо до фокуса на очната ябълка. Този вид е отговорен за ориентацията в пространството при всякакви условия на осветление. Зрителната острота на този подвид е по-слаба от тази на централния. Вторичното зрение е пряко свързано с полето - пространството, фиксирано без необходимост от допълнително движение на очите.
И двата типа съставляват общата картина, когато се опитваме да разгледаме околните неща с тяхната връзка с пространството.
Стандартен размер
Структурата на тялото на всеки човек е строго индивидуална, поради което зрителният ъгъл и полето могат да се различават в производителността. Основно влияние върху тях (върху зрителния ъгъл и полето) оказват:
- специфични особености на индивидуалната конструкция на очната ябълка;
- формата на клепачите, техния размер;
- индивидуални особености в структурата на очните орбити.
Зрителният ъгъл е в пряка зависимост от разглеждания обект - от неговия размер, намирайки се на разстояние от очите (в този случай зрителното поле се разширява, ако обектът е на близко разстояние).
Естествените ограничители на ъгъла на видимост са анатомичните особености на структурата на лицето - клепачите, горната дъга, моста на носа. Тези фактори дават незначителни отклонения, на фона на събраните данни е съставена условна норма на зрителния ъгъл за всички изследвани пациенти - 190 градуса.
Характеристики на процеса и интересни факти
Органите на зрението са сложна система, чрез която можем да събираме визуална информация. Органът на зрението е един от най-важните сетивни органи, който пряко влияе върху функционирането на мозъка и развитието на интелекта и речта. Този орган принадлежи към периферната част на зрителния анализатор и се състои от очната ябълка.
Всички тези компоненти на очната ябълка са взаимосвързани и следователно, ако един от тях е повреден, зрителната функция ще бъде нарушена.
Какво представлява всяка от черупките и каква функция изпълнява, писахме по-рано.
Но какви са някои интересни факти за човешките органи на зрението:
Техники за разширяване на зрителния ъгъл
Предназначен за увеличаване на зрителното поле за по-добра ориентация в околното пространство, обширно възприемане и анализ на получената информация. Основният пример е четенето на книги на всякакви носители - пациентът запомня прегледаната информация по-бързо и по-добре.
Важен фактор за подобряване на тези характеристики е предварителното лечение на възможни заболявания, които са причинили стесняване на възела или зрителното поле. След правилно проведени терапевтични мерки пациентът може да се занимава с техники за разширяване на зрителното поле. Те се препоръчват да се вземат предвид и от здрави хора - за подобряване на цялостното зрително възприятие.
Основата на тези методически действия е промяна на дистанцията при четене на литература. Гледането на различни разстояния (близо, далеч) значително ще разшири зрителния ъгъл.
Диагностични изследвания
Процесът на изпадане на разглежданите обекти от зрителното поле може да се случи както постепенно, така и по ускорен начин. В тази връзка се препоръчва на всички граждани да се подлагат на годишен планиран медицински преглед, за да се идентифицират началните етапи на отклонения.
Съвременната медицина провежда необходимите изследвания за определяне на отклоненията с помощта на компютърна периметрия. Тази техника е в състояние да идентифицира началните отклонения от общите стандарти, прилагането й е безболезнено за кандидата.
Диагнозата се извършва по следната схема:
При необходимост от допълнителна консултация с високоспециализиран лекар, на пациента се издава резултатът от изследванията на носител или в разпечатан вид.
Влиянието на компютъра върху човешкото зрение
Влиянието на компютъра върху човешкото зрение не е еднозначно. Повечето хора са убедени, че компютърният монитор или по-скоро неговото излъчване просто убива зрението. Че компютърът причинява умора, сухота в очите и т.н.
Какво всъщност се случва? Влияе ли компютърът на качеството на зрението?
Според многобройни изследвания на американски и европейски изследователи, ултравиолетовото и рентгеновото лъчение, което идва от монитора на компютъра, е много незначително и не може да навреди на зрението. Много по-голяма "част" от тези лъчи идва от лампи с нажежаема жичка.
снимка на човешкото зрение. В същото време модерен компютърен монитор е покрит със специален защитен филм, който минимизира радиацията още повече. Този филм може да се сравни със слънчеви очила. Това важи за съвременните монитори, чиито елементи практически не мигат, не съдържат живак и други вредни вещества.
В същото време не може да се спори с факта, че след като компютърът е станал естествен "жител" на всеки дом, броят на хората със зрителни увреждания се е увеличил.
Отрицателното въздействие на компютъра върху зрението се дължи на следните причини:
- Дълга и продължителна работа на компютъра. Ако цял ден работите на компютър, а вечер гледате филми на компютър, общувате в социалните мрежи, тогава не е чудно, че очите ви се зачервяват, сълзят, яснотата на четимата информация е нарушена и т.н. Децата са особено податливи на умора, така че особено трябва да контролират времето, прекарано пред компютъра.
- Неспазване на хигиената на зрението. Тоест в повечето случаи работното място и времето не са организирани правилно: компютърът е твърде близо до очите, не е правилен спрямо прозореца. Освен това потребителите често седят прегърбени с изпъкнали напред глави. Това нарушава предаването на нервните импулси към мозъка и по този начин човекът вижда лошо и бързо се уморява.
- Лошо качество на осветлението. Ако работите пред компютър в тъмна стая или в лошо осветена стая, очите ви бързо се уморяват от напрежение.
Заболявания, определени чрез определяне на зрителния ъгъл
Малки отклонения от общоприетите нормативни данни показват наличието на патологични процеси в тялото. След определяне на ъгъла, областта и обозначението на загубата на отделни участъци, медицинският персонал определя конкретно заболяване, което води до развитие на по-нататъшни процеси. Лекарят определя:
- точното местоположение на кръвоизлива;
- наличието на тумори;
- отлепване на ретината;
- възпалителни процеси;
- ретинит;
- глаукома;
- ексудати;
- хеморагични промени.
За потвърждаване на промени в фундуса се използва допълнително методът на офталмоскопия. При варианти, при които се измерва зрителният ъгъл на пациента, визуалният анализатор произвежда част от изображението (до половината от общата картина), има съмнения за туморни процеси и обширни кръвоизливи в мозъка.
По-нататъшното лечение на такива отклонения се извършва според симптоматичните явления, няма обща терапия за патологични състояния. Отказът от необходимото лечение ще усложни ситуацията с по-нататъшното развитие на тумори и влошаване на общото състояние след локални кръвоизливи.