Угол зрения человека: определение границы обзора
Поле зрения – совокупность точек, которые различают человеческие глаза в неподвижном состоянии. Определение границ обзора играет важную роль в диагностике периферического зрения. Последнее отвечает за виденье в темное время суток. При ослаблении бокового виденья проводят периметрию или другие методы исследования, на основании расшифровки которых и устанавливается диагноз и соответствующее лечение.
Что обследуют?
Боковое зрение улавливает изменения предметов в пространстве, а именно движения непрямым взглядом. Первоочередно периферический взор необходим для постановки координации и виденья в сумеречное время. Угол зрения – размер пространства, которое охватывает глаз без изменения фиксации взгляда.
С помощью данных методов диагностики можно обнаружить гемианопсии – патологии сетчатки. Они бывают:
Равномерное сужение со всех сторон указывает на патологию зрительных нервов, а сужение в области носа – глаукому.
Нормальные показатели угла зрения у человека
Показатели угла зрения измеряются в градусах. В норме данные должны быть следующими:
У каждого человека значения будут разными, так как на это влияют некоторые факторы. Это:
В среднем поле зрения по горизонтали равен 190 градусам, а по вертикали – 60-70.
Нормальная линия обзора соответствует комфортному расположению уровня глаз и головы при рассматривании объектов и находится на 15 градусов ниже от горизонтальной линии.
Поле зрения человека и его значение
Эта статья подробно рассматривает понятие «поле зрения», способы определения показателей этого параметра у человека и его значения в офтальмологии.
Размер поля человеческого зрения
Все люди неповторимы, у каждого человека есть определённые особенности. Угол зрения и размер поля зрения у каждого свои. У конкретного человека они определяются следующими факторами:
Кроме того, угол зрения определяется размерами предмета, который рассматривается, и расстоянием от него до глаза (эта дистанция и поле зрения человека связаны обратно пропорционально).
Строение глаз человека и строение его черепа являются естественными ограничителями поля зрения. В частности, угол зрения ограничивается надбровными дугами, спинкой носа и веками. Однако ограничение, создаваемое каждым из этих факторов, является малозначительным.
190 градусов — таково значение угла зрения обоих глаз человека. Один отдельный глаз имеет следующие показатели нормы:
Когда исследование полей зрения показало несоответствие нормальному уровню, следует определить причину, нередко связанную с глазами либо нервной системой.
Угол зрения улучшает пространственную ориентацию человека, позволяет ему получать большее количество данных об окружающем мире, поступающих в мозг с помощью зрительных рецепторов. В результате научных исследований зрительных анализаторов было установлено, что человеческий глаз может чётко отличить одну точку от другой только в случае фокусировки под углом минимум 60 секунд. Поскольку угол человеческого зрения непосредственно определяет объём воспринимаемой информации, некоторые люди стремятся достичь его расширения, поскольку это позволяет быстрее читать тексты и хорошо запоминать содержание.
Офтальмологическое значение зрительных полей
Периферическое зрение определяет поля зрения для разных цветов, воспринимаемых человеческими глазами. В частности, самый развёрнутый угол — у белого цвета. На втором месте — синий цвет, а на третьем — красный. Самый узкий угол имеет место при зрительном восприятии зелёного цвета. Исследование поля зрения пациента позволяет окулисту выявить присутствующие зрительные отклонения.
При этом даже малозначительное отклонение в полях иногда указывает на тяжёлые патологии глаз. Каждый человек имеет свою индивидуальную норму, однако используются определённые общие показатели для обнаружения отклонения.
Современные офтальмологи могут, обнаружив несоответствие такого рода, выявить глазные болезни и некоторые другие недуги, прежде всего связанные с ЦНС. В частности, с помощью определения угла и поля зрения, а также мест, в которых происходит выпадение полей зрения (исчезновение изображения), доктор способен без труда выявить место, в котором произошло кровоизлияние, возникла опухоль либо отслойка сетчатки, либо происходит воспаление.
Измерение полей зрения
Компьютерная периметрия глаза — современный метод диагностики сужения поля человеческого зрения. Сейчас данный способ имеет вполне доступную цену. Это безболезненная процедура, отнимающая мало времени и позволяющая выявить ухудшение периферического зрения, чтобы вовремя начать лечение.
Как проходит процесс:
Расширение угла человеческого зрения
Множество исследований привели к выводу, что в ходе лечения болезней, вызвавших ухудшение данного показателя, можно увеличить угол человеческого зрения специальными упражнениями. Воспользоваться такой возможностью может и полностью здоровый человек с целью улучшить индивидуальное зрительное восприятие.
Совокупность подобных упражнений называется методикой репрезентации и подразумевает некоторые особые действия в ходе обычного чтения. К примеру, можно изменять расстояние от текста до глаз. При регулярном проведении такой процедуры улучшается значение индивидуального угла зрения, что даёт некоторые преимущества, поскольку качество зрения в значительной мере определяется его углом.
Поля зрения
Угол зрения – это одна из важных составляющих функционирования зрительной системы человека. Под этим понятием подразумевают сумму проекций всех пространственных точек, которые могут попасть в поле видения человека в состоянии фиксации глаза на одной из точек. Все, что видит пациент, проектируется на сетчатку в область желтого тела. Поле зрения — это способность быстро воспринимать свое положение в пространстве. Измеряется эта способность человеческого глаза в градусах.
Центральное и периферическое зрение
Благодаря сложной зрительной системе, человек может легко рассматривать и познавать предметы и мир вокруг себя, ориентироваться в пространстве при разном освещении, без проблем двигаться в нем.
В офтальмологии выделяют два вида человеческого зрения:
Какой нормальный размер полей видения?
Каждый человек неповторим и имеет свои особенности. Именно поэтому углы и поле зрения индивидуальны и могут отличаться друг от друга.
На показатели могут влиять следующие факторы:
Зависит также угол зрения от величины рассматриваемого предмета, от расстояния его от глаза (чем ближе, тем шире становится поле зрения).
Строение человеческой зрительной системы, а также особенности строения черепа – это природные ограничители угла зрения, заложенного природой. Так, надбровные дуги, спинка носа, веки ограничивают обзор человеческой зрительной системы. Но угол ограничения всех перечисленных факторов незначительный.
Для каждого отдельного зрительного человеческого анализатора норма будет следующей:
Если у человека исследование зрения показывает несоответствие норме, то необходимо выявить причину, которая зачастую связана с проблемами зрения или нервными нарушениями.
Угол зрения помогает человеку лучше ориентироваться в пространстве, получать больше информации, которая поступает к нам через зрительный анализатор.
Исследование зрительного анализатора показало, что глаз человека четко различает две точки лишь в том случае, когда он сфокусирован под углом не менее, чем 60 сек.
Так как угол зрения влияет напрямую на количество восприятия информации, то многие работают над тем, чтобы расширить его. Это помогает человеку более быстро читать без потери смысла и в достаточном количестве сохранять полученную информацию.
Зачем измеряют и какие особенности выделяют в полях видения
Человеческий зрительный анализатор – это очень сложная оптическая система, которая формировалась на протяжении многих тысячелетий. Различные цветовые лучи ассоциируются с разнообразной информационной составляющей, поэтому человеческий глаз воспринимает их по-разному.
Периферическая способность зрительного анализа влияет на поле зрения для разных цветовых лучей, которые воспринимаются нашим глазом. Так, белый оттенок имеет наиболее развернутый угол. Далее идет синий, красный. В наибольшей степени уменьшается угол восприятия при анализе зеленных оттенков. Определение человеческого поля зрения помогает врачу-офтальмологу определить имеющиеся патологии.
Даже незначительное отклонение может говорить о серьезных патологиях в зрительной системе и не только. Норма у каждого человека своя, но существуют показатели, по которым ориентируются, определяя отклонение.
Современная офтальмология и медицина в целом позволяет, найдя такое несоответствие, диагностировать и определить недуги зрительной системы, а также выявить общие патологии, включая поражение центральной нервной системы. Так, определив угол и поле и выяснив места выпадения изображения, врач может с легкостью определить место кровоизлияния, появления опухолевых процессов, отслоения сетчатки или воспалительного процесса.
Для офтальмолога такое исследование помогает выявить такие патологические состояния, как экссудаты, ретиниты, геморрагии. При таких состояниях измерение угла поля зрения рисует картину состояния глазного дна, которое в дальнейшем полностью подтверждается офтальмоскопией.
Исследование этого показателя и определение отклонения от нормы дает также картину состояния зрительного анализатора при диагностировании глаукомы. Характерно, что даже на ранних стадиях этого заболевания будут заметны определенные изменения.
Как проводят измерение
Следует отметить, что человек незамедлительно обнаружит внезапное резкое ухудшение периферического зрения, при котором выпадают части поля зрения.
Но если этот процесс проходит медленно, постепенно снижая угол поля зрения, то такой процесс может пройти незаметно для человека. Именно поэтому рекомендуют проходить полное офтальмологическое обследование ежегодно, даже если нет явных ухудшений зрения для самого пациента.
Диагностирование и определение сужения поля зрения человека в современной офтальмологии проводят инновационным методом под названием компьютерная периметрия. Стоимость такой процедуры приемлема. Она безболезненна для человека и занимает совсем немного времени. Но, благодаря компьютерной периметрии, можно определить снижение периферического зрения даже при малейшем ухудшении и своевременно приступить к лечению.
Некоторые клиники выдают информацию в распечатанном виде, другие предоставляют возможность записи результатов процедуры на информационный носитель, что очень удобно, если нужно проконсультироваться у другого специалиста, а также при оценивании динамики в ходе лечения заболевания.
Методы расширения угла зрения
Многочисленные исследования показали, что при решении проблем с заболеваниями, которые дали ухудшение этого показателя, угол поля зрения можно расширить при помощи специальных упражнений. Развивать эту возможность зрительного анализатора можно и абсолютно здоровому человеку, улучшая тем самым свое восприятие окружающего мира.
Схема таких занятий носит название методики репрезентации. Иными словами, такие упражнения связаны с определенными действиями во время такого процесса, как чтение. Например, изменяйте дальность расположения текста от глаз. Делая это регулярно, легко добиться улучшения показателей угла зрения человека.
Всегда следите за своим здоровьем и ежегодно проходите консультацию офтальмолога. Любое заболевание легче поддается лечению на ранних стадиях, а диагностирование полей и угла зрения — очень показательный способ ранней диагностики многих недугов.
Каково разрешение человеческого глаза (или сколько мегапикселей мы видим в каждый отдельный момент времени)
Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.
Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.
Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.
Начнём с общей структуры зрительной системы
Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Нас интересуют только колбочки и палочки, так как они создают картинку.
Плотность распределения палочек и колбочек в сетчатке.
Палочки отвечают за восприятие яркости/контраста. Наибольшая плотность палочек — примерно по-середине между центральной ямкой и краем сетчатки.
Интересный факт — многие из вас замечали мерцание старых мониторов и телевизоров при взгляде на них «боковым зрением», а когда смотрите прямо, то всё отлично, было, да?)
Это происходит по причине наибольшей плотности палочек в боковой части сетчатки. Чёткость зрения там паршивая, зато чувствительность к изменению яркости — самая высокая.
Как раз эта особенность и помогала нашим предкам быстро реагировать на самые мелкие движения на периферии зрения, чтобы тигры не пооткусывали им задницы)
Итак, что мы имеем — сетчатка содержит суммарно около 130 Мп. Ура, вот и ответ!
Нет… это только начало и цифра далека от верного значения.
Вернёмся снова к центральной ямке fovea.
Колбочки в самой центральной части ямки «umbo» имеют каждая свой аксон (нервное волокно).
Т.е. эти рецепторы, можно сказать, самые приоритетные — сигнал от них почти напрямую поступает в зрительную кору мозга.
Колбочки, расположенные дальше от центра, уже собираются в группы по несколько штук — они называются «рецептивные поля».
Например, 5 колбочек соединяются с одним аксоном, и дальше сигнал идёт по зрительному нерву в кору.
На этой схеме как раз показан случай такой группировки нескольких колбочек в рецептивное поле.
Палочки, в свою очередь, собираются в группы по несколько тысяч — для них важна не резкость картинки, а яркость.
Итак, промежуточный вывод:
130 миллионов рецепторов превращаются за счёт группировки в 1 миллион нервных волокон (аксонов).
Да, всего один миллион!
В фотиках матрицы по 100500 мегапикселей, а наши глаза всё равно субъективно круче!
Сейчас и до этого доберёмся)
Значит, 130 Мп превратились в 1 Мп, и мы каждый день смотрим на мир вокруг… хорошая графика, не так ли?)
Есть пара инструментов, помогающих нам видеть мир вокруг почти постоянно почти чётким:
1.Наши глаза совершают микро- и макросаккады — что-то типа постоянных перемещений взгляда.
Макросаккады — произвольные движения глаз, когда человек рассматривает что-то. В это время происходит «буферизация» или слияние соседних изображений, поэтому мир вокруг нам кажется чётким.
Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие (несколько угловых минут) движения.
Они необходимы для того, чтобы рецепторы сетчатки банально успевали насинтезировать новых зрительных пигментов — иначе поле зрения просто будет серым.
Начну с примера — когда мы читаем что-то с монитора и постепенно крутим колёсико мышки для перемещения текста, то текст не смазывается… хотя должен) Это очень занятная фишка — здесь в работу подключается зрительная кора.
Она постоянно держит в буфере картинку и при резком смещении объекта/текста перед зрителем быстро смещает эту картинку и накладывает на реальное изображение.
А как же она знает, куда смещать?
Очень просто — Ваше движение пальцем по колёсику уже изучено моторной корой до миллиметров… Зрительная и моторная области работают синхронно, поэтому Вы не видите смаза.
А вот когда кто-то другой крутанёт колёсико. )
Зрительный нерв
1 Мп (от 770 тысяч до 1,6 млн пикселей — кому как повезло), дальше нервы с левого и правого глаз пересекаются в оптической хиазме — это видно на первой картинке — происходит смешение аксонов примерно по 53% с каждого глаза.
В таламусе происходит, можно сказать, первичная «ретушь» картинки — повышается контраст.
Далее сигнал из таламуса поступает в зрительную кору.
И здесь происходит невероятное количество процессов, вот основные:
В этом и заключается суть феноменологии зрения — у вас ОДНА зрительная система. Вы не можете посмотреть на свою же картинку со стороны.
Если бы человек обладал двумя зрительными системами и по желанию мог переключиться с системы 1 на систему 2 и оценить как работает первая система — тогда да, ситуация была бы печальная 🙂
Но имея одну зрительную систему ВЫ сами и являетесь этой картинкой, которую видите!
Зрительная кора сама осознаёт процесс зрения. Перечитайте это несколько раз.
При травме первичной зрительной коры человек не понимает, что он слеп — это называется анозогнозия, т.е. картинку он совершенно не видит, но при этом может нормально ходить по коридору с препятствиями(первая ссылка в списке).
Здесь я сделаю небольшое отступление и дам краткое пояснение, почему же свет, проходя через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и все слои нейронов сетчатки не искажается так сильно, как мы предполагаем. Если сравнивать чистоту и степень аберраций, то нашему глазу далеко до хорошей оптики в современной фото-видео технике.
Всё дело в рецептивных полях — РП (имеются ввиду поля в сетчатке, ЛКТ и отделе коры V1). Одна из задач РП — увеличение микро-контраста изображения. Сетчатка получает слегка размытую картинку, а после этого в процессе нескольких этапов повышения контраста мы видим вполне детализированное изображение. Сама суть увеличения контраста состоит в сужении градиентов, как на примере ниже: 
Завершая эту, надеюсь, краткую и понятную статью, хочу напомнить — мы все имеем картинку в
1 Мп… живите с этим 🙂
Литература:
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»
UPD: поступило заметное количество комментариев/вопросов про цветоощущение. Если эта тема интересна — напишите тег #цветоощущение — займусь созданием статьи.
UPD:UPD: Статья про цвет
Камера и человеческий глаз
Почему нельзя просто направить камеру на то, что видишь, и снять это? Этот вопрос кажется простым. Тем не менее, на него очень непросто дать ответ, и для этого потребуется изучить не только то, как камера записывает свет, но и то, как работают наши глаза и почему они работают именно так. Разбираясь в этом, можно открыть для себя что-то новое о нашем повседневном восприятии мира — помимо возможности стать лучшим фотографом.
 | VS. |  |
Общие сведения
Наши глаза способны окидывать происходящее взглядом и динамически адаптироваться в зависимости от объекта, в то время как камера записывает одиночное неподвижное изображение. Многие считают это основным преимуществом глаз перед камерой. Например, наши глаза способны компенсировать дисбаланс яркости различных предметов, могут смотреть по сторонам, чтобы получить более широкий угол зрения, а также могут фокусироваться на объектах на различных расстояниях.
Однако результат скорее подобен работе видеокамеры — не фото — поскольку наше сознание собирает несколько взглядов в один мысленный образ. Быстрый взгляд наших глаз был бы более честным сравнением, но в итоге уникальность нашей зрительной системы неопровержима, поскольку:
То, что мы видим, является мысленной реконструкцией объектов на основе образов, предоставленных глазами — отнюдь не тем, что наши глаза в действительности увидели.
Вызывает скепсис? У большинства — по крайней мере поначалу. Следующие примеры демонстрируют ситуации, в которых сознание можно заставить видеть нечто отличное от того, что видят глаза:
 |  |
| ложный цвет | полосы Маха |
Ложный цвет: наведите курсор на край изображения и смотрите на центральный крест. Отсутствующий кружок будет перемещаться по кругу, и через некоторое время начнёт казаться зелёным — хотя в изображении зелёного цвета нет.
Полосы Маха: наведите курсор на изображение. Каждая из полос покажется чуть темнее или светлее вблизи верхней или нижней границы, соответственно, — несмотря на то, что каждая из них окрашена равномерно.
Впрочем, это не должно помешать нам сравнивать наши глаза и камеры! Во многих случаях честное сравнение всё же возможно, но только если мы принимаем во внимание и то, как мы видим, и то, как наше сознание обрабатывает эту информацию. Последующие разделы проведут границу между этими двумя, насколько возможно.
Обзор различий
Данная статья группирует сравнения по следующим визуальным категориям:
Всё это зачастую считается предметом максимальных отличий глаз от камеры, и как раз по этому поводу возникает больше всего разногласий. Есть и другие характеристики, такие как глубина резкости, объёмное зрение, баланс белого и цветовая гамма, но они не являются предметом данной статьи.
1. Угол зрения
Для камер он определяется фокусным расстоянием объектива (а также размером сенсора). Например, фокусное расстояние телеобъектива больше, чем стандартного потретного, а потому угол зрения меньше:
К сожалению, с нашими глазами не всё так просто. Хотя фокусное расстояние человеческого глаза приблизительно равно 22 мм, эта цифра может ввести в заблуждение, поскольку глазное дно закруглено (1), периферия нашего поля зрения значительно менее детальна, чем центр (2), и к тому же то, что мы видим, является комбинированным результатом работы двух глаз (3).
Каждый глаз по отдельности имеет угол зрения порядка 120-200°, в зависимости от того, насколько строго объекты определены как «наблюдаемые». Соответственно, зона перекрытия двух глаз составляет порядка 130° — она практически настолько же широка, как у объектива типа «рыбий глаз». Однако по эволюционным причинам наше периферийное зрение пригодно только для обнаружения движения и крупных объектов (таких как прыгающий сбоку лев). Более того, настолько широкий угол выглядел бы сильно искажённым и неестественным, будучи снятым камерой.
 | ||
| левый глаз | оба глаза | правый глаз |
Наш центральный угол зрения — порядка 40-60° — максимально влияет на наше восприятие. Субъективно это соотносится с углом, в пределах которого вы сможете вспомнить объекты, не двигая глазами. Кстати, это близко к углу зрения «нормального» объектива с фокусным расстоянием 50 мм (если совсем точно, то 43 мм) на камере полного кадра или 27 мм на камере с кроп-фактором 1.6. Хотя он и не воспроизводит полный угол нашего зрения, он хорошо передаёт то, как мы видим, достигая наилучшего компромисса между различными типами искажений:
 |  |
| широкоугольный объектив (большая разница в размерах) | телеобъектив (размеры практически одинаковы) |
Сделайте угол зрения слишком большим, — и разница в размерах объектов будет преувеличена, ну а слишком узкий угол зрения делает относительные размеры объектов практически одинаковыми, и вы теряете ощущение глубины. Сверхширокие углы к тому же ведут к тому, что объекты по краям кадра оказываются растянуты.
 | ||
| искажение перспективы | ||
|---|---|---|
(при съёмке стандартным/прямолинейным объективом)
Для сравнения, несмотря на то, что наши глаза создают искажённое широкоугольное изображение, мы реконструируем его в объёмный мысленный образ, в котором искажения отсутствуют.
2. Различимость и детальность
Большинство современных цифровых камер имеют 5-20 мегапикселей, что зачастую преподносится как полный провал по сравнению с нашим собственным зрением. Это основано на том факте, что при идеальном зрении человеческий глаз по разрешающей способности эквивалентен 52-мегапиксельной камере (принимая за угол зрения 60°).
Однако эти подсчёты вводят в заблуждение. Лишь наше центральное зрение может быть идеальным, так что в действительности мы никогда не достигаем такой детальности за один взгляд. По мере удаления от центра наши зрительные способности драматически падают — настолько, что всего на 20° от центра наши глаза различают уже всего одну десятую от исходной детальности. На периферии мы обнаруживаем только крупномасштабный контраст и минимум цветов:
Качественное представление визуальной детальности одного взгляда.
Принимая это во внимание, можно утверждать, что один взгляд наших глаз способен различать детали всего лишь сравнимые с 5-15 мегапикселями камеры (в зависимости от зрения). Однако наше сознание в действительности не запоминает образы попиксельно; оно записывает памятные детали, цвет и контраст для каждого изображения по-разному.
В результате, чтобы воссоздать детальный зрительный образ, наши глаза фокусируются на нескольких представляющих интерес предметах, быстро их чередуя. Вот наглядное представление нашего восприятия:
 |  |
| исходная сцена | предметы интереса |
Конечным результатом является зрительный образ, детальность которого эффективно приоритизируется на основе интереса. Из этого следует важное для фотографов, но часто оставляемое без внимания свойство: даже если снимок максимально использует всю технически возможную детальность камеры, эта детальность не будет иметь особого значения, если сам по себе снимок не содержит ничего запоминающегося.
К прочим важным отличиям того, как наши глаза различают детали, относятся:
Асимметрия. Каждый глаз способен воспринимать больше деталей ниже линии зрения, чем выше, а периферийное зрение гораздо более чувствительно по направлению от носа. Камеры снимают изображения абсолютно симметрично.
Зрение при слабом свете. В условиях очень слабого света, например, лунного или звёздного, наши глаза фактически начинают видеть монохромно. В таких ситуациях наше центральное зрение к тому же становится менее зорким, чем слегка в сторону от центра. Многие астрофотографы в курсе этого и извлекают из этого преимущества, глядя чуть в сторону от неяркой звезды, если хотят разглядеть её невооружённым глазом.
Малые градации. Различимости малейших деталей зачастую уделяется чрезмерное внимание, однако малые тональные градации тоже важны — и похоже, именно по этой части наши глаза и камеры отличаются сильнее всего. Для камеры увеличенную деталь всегда легче передать на снимке — а вот для наших глаз, хоть это и противоречит интуиции, увеличение детали может сделать её менее видимой. На следующем примере оба изображения содержат текстуру с одинаковым контрастом, однако на изображении справа она не видна, поскольку была увеличена.
 | → больше в 16 раз |  |
| мелкая текстура (едва видна) | грубая текстура (не видна) |
3. Чувствительность и динамический диапазон
Динамический диапазон является одной из характеристик, по которой глаз зачастую рассматривают как имеющий огромное преимущество. Если рассматривать ситуации, в которых наш зрачок расширяется и сужается, адаптируясь к разнице яркостей, тогда да, наши глаза намного превосходят возможности одиночного снимка (и могут иметь диапазон, превышающий 24 f-ступени*). Однако в таких ситуациях наши глаза динамически адаптируются, как это делает видеокамера, так что это, очевидно, нечестное сравнение.
 |  |  |
| фокус на фоне | фокус на переднем плане | зрительный образ |
Если же вместо этого мы оценим мгновенный динамический диапазон нашего глаза (при неизменной ширине зрачка), то камеры будут выглядеть намного лучше. Аналогию можно получить, глядя на один элемент сцены, дав глазам настроиться и не глядя никуда более. В этом случае как правило говорят, что наши глаза могут воспринимать динамический диапазон порядка 10-14 f-ступеней, что абсолютно перекрывает большинство компактных камер (5-7 ступеней), но на удивление недалеко от возможностей зеркальных камер (8-11 ступеней).
С другой стороны, динамический диапазон нашего глаза зависит также от яркости и контраста предмета, так что вышесказанное справедливо только при обычном дневном свете. При слабом звёздном свете, например, наши глаза могут достичь гораздо более широкого моментального динамического диапазона.
* Динамический диапазон. Наиболее распространённой единицей его измерения в фотографии является f-ступень, так что мы продолжим её использовать. Динамический диапазон описывает соотношение яркостей наиболее яркого и наиболее тёмного предметов в кадре в степенях двойки. То есть, в сцене с динамическим диапазоном в 3 f-ступени белый цвет в 8 раз ярче чёрного (покольку 2 3 = 2x2x2 = 8).
 |  |
| фиксация движения | чувствительность к слабому свету |
Авторами левого (спички) и правого (ночное небо) снимков являются lazlo и dcysurfer, соответственно.
Чувствительность. Это ещё одна важная зрительная характеристика, которая описывает способность различать нечёткие или быстродвижущиеся предметы. При ярком свете современные камеры превосходят возможности зрения относительно быстродвижущихся объектов, как показано ниже весьма необычно выглядящим результатом скоростной съёмки. Это зачастую возможно для камер со светочувствительностью ISO свыше 3200; эквивалент светочувствительности ISO для человеческого глаза при дневном свете считается равным всего лишь 1.
Впрочем, при слабом свете чувствительность наших глаз существенно возрастает (если дать им не менее получаса на адаптацию). Астрофотографы часто оценивают её диапазоном ISO 500-1000; всё же не настолько высока, как у цифровых камер, но близко. С другой стороны, камеры имеют преимущество в том, что способны посредством длительной выдержки выявлять и ещё более неяркие объекты, тогда как наши глаза не увидят никаких новых подробностей, рассматривая что-нибудь дольше, чем 10-15 секунд.
Итоги и дополнительная информация
Можно возразить, что рассуждения о том, может ли камера превзойти зрение, непоследовательны, поскольку для камер требуется другой стандарт: они нужны для создания реалистично выглядящих отпечатков. Напечатанный снимок не знает, на каких предметах сфокусируется глаз, так что каждая часть кадра должна быть предельно детальна — просто на случай, если она привлечёт внимание. Это в особенности справедливо для больших или рассматриваемых с близкого расстояния отпечатков. Однако можно и возразить, что дать сравнительную оценку возможностям камеры тоже полезно.
В целом, большинство преимуществ нашей зрительной системы проистекают из того факта, что наше сознание способно разумно интерпретировать информацию, передаваемую глазами, тогда как в случае с камерой всё, что у нас есть, — это результат работы сенсора. Но даже в этом случае современные цифровые камеры справляются на удивление неплохо, а по некоторым визуальным характеристикам даже превосходят наши глаза. По-настоящему выигрывает тот фотограф, который способен разумно собрать несколько снимков — и тем самым превзойти даже изображение, реконструированное сознанием.
Дополнительную информацию по данной теме вы можете найти в следующих статьях:
