KAMERY vs. LIDSKÉ OKO

Proč nemohu prostě namířit kameru na to, co vidím, a zaznamenat to? Je to zdánlivě jednoduchá otázka. Zároveň je to jedna z nejsložitějších odpovědí, která vyžaduje ponoření se nejen do toho, jak fotoaparát zaznamenává světlo, ale také do toho, jak a proč naše oči fungují tak, jak fungují. Řešení takových otázek může odhalit překvapivé poznatky o našem každodenním vnímání světa – kromě toho, že se člověk stane lepším fotografem.

ÚVOD

Naše oči jsou schopny rozhlížet se po scéně a dynamicky se přizpůsobovat podle objektu, zatímco fotoaparáty zachycují jediný statický snímek. Tato vlastnost vysvětluje mnoho našich obecně chápaných výhod oproti fotoaparátům. Naše oči se například mohou kompenzovat, když zaostřujeme na oblasti s různým jasem, mohou se rozhlížet, aby obsáhly širší zorný úhel, nebo mohou střídavě zaostřovat na objekty v různých vzdálenostech.

Konečný výsledek se však podobá videokameře – nikoli fotoaparátu – která skládá příslušné snímky a vytváří mentální obraz. Rychlý pohled našich očí by mohl být spravedlivějším přirovnáním, ale nakonec je jedinečnost našeho zrakového systému nevyhnutelná, protože:

To, co skutečně vidíme, je rekonstrukce objektů naší myslí na základě vstupů poskytnutých očima – nikoli skutečné světlo přijaté našima očima.

Skeptický? Většina je – alespoň zpočátku. Níže uvedené příklady ukazují situace, kdy lze mysl oklamat, aby viděla něco jiného než oči:

Falešná barva: Přesuňte myš na roh obrázku a zírejte na středový kříž. Chybějící tečka se bude otáčet kolem kruhu, ale po chvíli se bude zdát, že je tato tečka zelená – i když ve skutečnosti žádná zelená na obrázku není.

Mach Bands: Pohybujte myší na obrázku a mimo něj. Každý z pásů se bude zdát mírně tmavší nebo světlejší u svých horních a dolních okrajů – přestože každý z nich je rovnoměrně šedý.

To by nás však nemělo odradit od porovnávání našich očí a fotoaparátů! Za mnoha podmínek je spravedlivé srovnání stále možné, ale pouze pokud vezmeme v úvahu jak to, co vidíme, tak to, jak naše mysl tyto informace zpracovává. V následujících kapitolách se pokusíme tyto dvě věci rozlišovat, kdykoli to bude možné.

PŘEHLED ROZDÍLŮ

Tento výukový program seskupuje srovnání do následujících vizuálních kategorií:

1. Úhel záběru
2. Rozlišení &Detail
3. Citlivost &Dynamický rozsah

Výše uvedené jsou často chápány jako místa, kde se naše oči a fotoaparáty nejvíce liší, a obvykle jsou také místem, kde dochází k největším neshodám. Dalšími tématy mohou být hloubka ostrosti, stereoskopické vidění, vyvážení bílé a barevný gamut, ale ty nebudou předmětem tohoto tutoriálu.

Úhel záběru

U fotoaparátů je to dáno ohniskovou vzdáleností objektivu (spolu s velikostí snímače fotoaparátu). Například teleobjektiv má delší ohniskovou vzdálenost než standardní portrétní objektiv, a proto zahrnuje užší zorný úhel:

Naneštěstí naše oči nejsou tak přímočaré. Ačkoli má lidské oko ohniskovou vzdálenost přibližně 22 mm, je to zavádějící, protože (i) zadní část našich očí je zakřivená, (ii) periferie našeho zorného pole obsahuje postupně méně detailů než střed a (iii) scéna, kterou vnímáme, je kombinovaným výsledkem práce obou očí.

Každé oko jednotlivě má zorný úhel 120-200°, podle toho, jak striktně definujeme objekty jako „viditelné“. Stejně tak oblast překrytí obou očí je přibližně 130° – tedy téměř stejně široká jako čočka rybího oka. Z evolučních důvodů je však naše extrémní periferní vidění užitečné pouze pro vnímání pohybu a velkých objektů (např. lev vrhající se na vás z boku). Navíc by takto široký úhel pohledu vypadal silně zkresleně a nepřirozeně, pokud by byl zachycen kamerou.

Naše vnímání nejvíce ovlivňuje centrální zorný úhel – přibližně 40-60°. Subjektivně by to odpovídalo úhlu, přes který byste si mohli vybavit předměty, aniž byste pohnuli očima. Mimochodem, to se blíží „normální“ ohniskové vzdálenosti objektivu 50 mm na fullframe fotoaparátu (přesněji 43 mm) nebo ohniskové vzdálenosti 27 mm na fotoaparátu s crop faktorem 1,6×. Ačkoli to nereprodukuje plný zorný úhel, pod kterým vidíme, dobře to odpovídá tomu, co vnímáme jako nejlepší kompromis mezi různými typy zkreslení:

Příliš široký úhel záběru a relativní velikosti objektů jsou přehnané, zatímco příliš úzký úhel záběru znamená, že všechny objekty mají téměř stejnou relativní velikost a ztrácí se pocit hloubky. Extrémně široké úhly také způsobují, že objekty v blízkosti okrajů záběru vypadají roztažené.

(pokud jsou zachyceny standardním/rektilineárním objektivem fotoaparátu)

Pro srovnání, i když naše oči zachycují zkreslený širokoúhlý obraz, rekonstruujeme jej a vytváříme 3D mentální obraz, který je zdánlivě bez zkreslení.

Rozlišení & DETAIL

Většina současných digitálních fotoaparátů má 5-20 megapixelů, což je často uváděno jako nedostatečné pro náš vlastní zrakový systém. To vychází ze skutečnosti, že při vidění 20/20 je lidské oko schopno rozlišit ekvivalent 52 megapixelů fotoaparátu (za předpokladu zorného úhlu 60°).

Takové výpočty jsou však zavádějící. Pouze naše centrální vidění je 20/20, takže ve skutečnosti nikdy nerozlišíme tolik detailů jediným pohledem. Směrem od středu se naše zrakové schopnosti dramaticky snižují, takže při pouhých 20° od středu naše oči rozlišují pouze desetinu detailů. Na periferii vnímáme pouze velkoplošný kontrast a minimum barev:

Vezmeme-li v úvahu výše uvedené, je tedy jediný pohled našich očí schopen vnímat pouze detaily srovnatelné s 5-15megapixelovým fotoaparátem (v závislosti na zraku). Naše mysl si však ve skutečnosti nepamatuje obrazy pixel po pixelu; místo toho zaznamenává zapamatovatelné textury, barvy a kontrast obraz po obrazu.

Pro sestavení detailního mentálního obrazu se proto naše oči zaměřují na několik oblastí zájmu v rychlém sledu za sebou. To efektivně vykresluje naše vnímání:

Konečným výsledkem je mentální obraz, jehož detaily byly efektivně upřednostněny na základě zájmu. To má pro fotografy důležitý, ale často přehlížený důsledek: i když se fotografie blíží technickým limitům detailů fotoaparátu, tyto detaily nakonec nebudou mít velkou váhu, pokud samotný obraz není zapamatovatelný.

Další důležité rozdíly s tím, jak naše oči rozlišují detaily, zahrnují:

Asymetrii. Každé oko je schopno vnímat detaily více pod naší zornou čarou než nad ní a jejich periferní vidění je také mnohem citlivější ve směrech od nosu než k němu. Fotoaparáty zaznamenávají obraz téměř dokonale symetricky.

Zobrazení při slabém osvětlení. Při extrémně slabém osvětlení, například za svitu měsíce nebo hvězd, začínají naše oči skutečně vidět monochromaticky. Za takových situací začne naše centrální vidění také zobrazovat méně detailů než těsně mimo střed. Mnozí astrofotografové jsou si toho vědomi a využívají toho ve svůj prospěch tak, že se dívají jen na stranu slabé hvězdy, pokud chtějí být schopni ji vidět očima bez asistence.

Jemné gradace. Příliš mnoho pozornosti se často věnuje nejjemnějším rozlišitelným detailům, ale důležité jsou i jemné tonální gradace – a shodou okolností se právě v nich naše oči a fotoaparáty nejvíce liší. S fotoaparátem je vždy snazší rozlišit zvětšené detaily – ale v rozporu s intuicí mohou být zvětšené detaily ve skutečnosti pro naše oči méně viditelné. V níže uvedeném příkladu obsahují oba snímky texturu se stejným kontrastem, ale ta není na snímku vpravo viditelná, protože textura byla zvětšena.

CITLIVOST & DYNAMICKÝ ROZSAH

Dynamický rozsah* je jednou z oblastí, kde je oko často považováno za obrovskou výhodu. Pokud bychom uvažovali situace, kdy se naše zornice otevírá a zavírá pro různé oblasti jasu, pak ano, naše oči daleko převyšují možnosti obrazu z jednoho fotoaparátu (a mohou mít rozsah přesahující 24 f-stopů). V takových situacích se však naše oko dynamicky nastavuje podobně jako videokamera, takže toto srovnání pravděpodobně není spravedlivé.

Pokud bychom místo toho uvažovali okamžitý dynamický rozsah našeho oka (kdy se otevření zornice nemění), pak jsou na tom fotoaparáty mnohem lépe. Bylo by to podobné, jako kdybychom se dívali na jednu oblast ve scéně, nechali oči, aby se přizpůsobily, a nedívali se nikam jinam. V takovém případě většina odhaduje, že naše oči vidí dynamický rozsah v rozmezí 10-14 f-stopů, což rozhodně překonává většinu kompaktních fotoaparátů (5-7 stupňů), ale překvapivě je to podobné jako u digitálních zrcadlovek (8-11 stupňů).

Na druhou stranu dynamický rozsah našeho oka závisí také na jasu a kontrastu objektu, takže výše uvedené platí pouze pro typické podmínky denního světla. Například při sledování hvězd za slabého osvětlení se naše oči mohou přiblížit ještě vyššímu okamžitému dynamickému rozsahu.

* Kvantifikace dynamického rozsahu. Nejčastěji používanou jednotkou pro měření dynamického rozsahu ve fotografii je f-stop, proto se jí budeme držet i zde. Popisuje poměr mezi nejsvětlejšími a nejtmavšími zaznamenatelnými oblastmi scény v mocninách dvou. Scéna s dynamickým rozsahem 3 f-stops má tedy bílou barvu, která je 8× světlejší než její černá (protože 23 = 2x2x2 = 8).

Snímky vlevo (sirky) a vpravo (noční obloha) od lazla a dcysurfera, v tomto pořadí.

Citlivost. Jedná se o další důležitou vizuální charakteristiku, která popisuje schopnost rozlišit velmi slabé nebo rychle se pohybující objekty. Za jasného světla jsou moderní fotoaparáty schopny lépe rozlišit rychle se pohybující objekty, což je příkladem neobvykle vypadajících vysokorychlostních fotografií. To je často umožněno rychlostí ISO fotoaparátu vyšší než 3200; předpokládá se, že ekvivalentní ISO pro lidské oko za denního světla je dokonce jen 1.

Za špatných světelných podmínek jsou však naše oči mnohem citlivější (za předpokladu, že je necháme více než 30 minut přizpůsobovat). Astrofotografové to často odhadují na hodnotu blízkou ISO 500-1000; stále ne tak vysokou jako u digitálních fotoaparátů, ale blízkou. Na druhou stranu mají fotoaparáty tu výhodu, že mohou pořizovat delší expozice, aby zvýraznily i slabší objekty, zatímco naše oči nevidí další detaily poté, co se na něco díváme déle než asi 10-15 sekund.

DALŠÍ ČTENÍ &

Někdo by mohl namítnout, že to, zda je fotoaparát schopen překonat lidské oko, není podstatné, protože fotoaparáty vyžadují jiný standard: musí vytvářet realisticky vypadající výtisky. Vytištěná fotografie neví, na které oblasti se oko zaměří, takže každá část scény by měla obsahovat maximum detailů – pro případ, že se na ni zaměříme. To platí zejména pro velké nebo zblízka viditelné výtisky. Lze však také tvrdit, že je stále užitečné uvádět schopnosti fotoaparátu do souvislostí.

Všeobecně vzato, většina výhod našeho zrakového systému vyplývá z toho, že naše mysl je schopna inteligentně interpretovat informace z našich očí, zatímco u fotoaparátu máme k dispozici pouze surový obraz. Přesto si současné digitální fotoaparáty vedou překvapivě dobře a v několika vizuálních schopnostech předčí naše vlastní oči. Skutečným vítězem je fotograf, který dokáže inteligentně sestavit více snímků z fotoaparátu – čímž překoná i náš vlastní mentální obraz.

Další informace k tomuto tématu naleznete v následujícím textu:

• Vysoký dynamický rozsah. Jak rozšířit dynamický rozsah digitálních fotoaparátů pomocí vícenásobných expozic. Výsledky mohou dokonce překonat možnosti lidského oka.
• Filtry s odstupňovanou neutrální hustotou (GND). Technika pro vylepšení vzhledu vysoce kontrastních scén podobná tomu, jak si vytváříme mentální obraz.
• Sešívání fotografií Digitální panoramata. Obecná diskuse o použití více fotografií ke zvýšení úhlu pohledu.

.