KAMERÁK vs. EMBERI SZEM

Miért nem tudom csak ráirányítani a kamerámat arra, amit látok, és azt rögzíteni? Ez egy látszólag egyszerű kérdés. Ugyanakkor az egyik legbonyolultabb megválaszolni, és nem csak azt kell megvizsgálni, hogyan rögzíti a kamera a fényt, hanem azt is, hogyan és miért működik a szemünk úgy, ahogyan működik. Az ilyen kérdésekkel való foglalkozás meglepő felismeréseket tárhat fel a világ mindennapi érzékeléséről – amellett, hogy jobb fotóssá tesz minket.

BEVEZETÉS

A szemünk képes körülnézni egy jelenetben és dinamikusan alkalmazkodni a téma alapján, míg a fényképezőgépek egyetlen állóképet rögzítenek. Ez a tulajdonságunk számos, általánosan elfogadott előnyünket magyarázza a kamerákkal szemben. A szemünk például képes kompenzálni, amikor különböző fényerejű régiókra fókuszálunk, képes körbetekinteni, hogy szélesebb látószöget öleljen fel, vagy képes váltakozva különböző távolságban lévő tárgyakra fókuszálni.

A végeredmény azonban egy videokamerához – és nem egy állóképkamerához – hasonlít, amely a releváns pillanatfelvételeket állítja össze egy mentális kép kialakításához. A szemünk gyors pillantása talán tisztességesebb összehasonlítás lenne, de végső soron a látórendszerünk egyedisége megkerülhetetlen, mert:

Azt, amit valójában látunk, az elménk rekonstruálja a tárgyakat a szemünk által adott input alapján – nem pedig a szemünk által kapott tényleges fényt.

Szkeptikus? A legtöbben azok – legalábbis kezdetben. Az alábbi példák olyan helyzeteket mutatnak, amikor az elménk becsapható, hogy mást lásson, mint a szemünk:

Hamis szín: Vigye az egeret a kép sarkára, és bámulja a központi keresztet. A hiányzó pont körbe fog forogni a kör körül, de egy idő után ez a pont zöldnek fog tűnni – annak ellenére, hogy valójában nincs zöld a képen.

Mach Bands: Mozgassa az egeret a képen és a képen kívül. Mindegyik sáv kissé sötétebbnek vagy világosabbnak fog tűnni a felső és alsó szélei közelében – annak ellenére, hogy mindegyik egységesen szürke.

Ez azonban ne tántorítson el minket attól, hogy összehasonlítsuk a szemünket és a kameránkat! Sok körülmények között még mindig lehetséges a tisztességes összehasonlítás, de csak akkor, ha figyelembe vesszük mind azt, amit látunk, mind pedig azt, hogy az elménk hogyan dolgozza fel ezt az információt. A következő fejezetekben megpróbáljuk megkülönböztetni a kettőt, amikor csak lehetséges.

Áttekintés a különbségekről

Ez a bemutató a következő vizuális kategóriákba csoportosítja az összehasonlításokat:

1. A látószög
2. felbontás & részletesség
3. érzékenység &dinamikai tartomány

A fentieket gyakran úgy értelmezik, hogy a szemünk és a fényképezőgépek a leginkább különböznek egymástól, és általában ott is a legnagyobb az eltérés. További témák lehetnek még a mélységélesség, a sztereó látás, a fehéregyensúly és a színskála, de ezek nem lesznek ennek a bemutatónak a középpontjában.

Nézőszög

A fényképezőgépeknél ezt az objektív fókusztávolsága határozza meg (a fényképezőgép érzékelőjének méretével együtt). Például egy teleobjektív hosszabb gyújtótávolsággal rendelkezik, mint egy normál portréobjektív, és így szűkebb látószöget ölel fel:

Sajnos a szemünk nem ilyen egyszerű. Bár az emberi szem fókusztávolsága körülbelül 22 mm, ez félrevezető, mert (i) a szemünk hátsó része görbült, (ii) a látómezőnk perifériája fokozatosan kevesebb részletet tartalmaz, mint a középpont, és (iii) az általunk érzékelt jelenet mindkét szem együttes eredménye.

Minden szem egyenként 120-200°-os látószöggel rendelkezik, attól függően, hogy mennyire szigorúan határozzuk meg a tárgyak “látását”. Hasonlóképpen, a két szem átfedési tartománya körülbelül 130° – vagy majdnem olyan széles, mint egy halszemlencse. Evolúciós okokból azonban a szélsőséges perifériás látásunk csak a mozgás és a nagyméretű tárgyak érzékeléséhez hasznos (mint például egy oldalról lecsapó oroszlán). Ráadásul egy ilyen széles látószög erősen torznak és természetellenesnek tűnne, ha egy kamera rögzítené.

A központi látószögünk – körülbelül 40-60° – az, ami leginkább befolyásolja érzékelésünket. Szubjektíven ez megfelelne annak a szögnek, amely felett a szemünk mozgatása nélkül fel tudnánk idézni tárgyakat. Ez egyébként közel van egy 50 mm-es “normál” gyújtótávolságú objektívhez egy full frame fényképezőgépen (pontosan 43 mm), vagy egy 27 mm-es gyújtótávolsághoz egy 1,6X crop faktorral rendelkező fényképezőgépen. Bár ez nem adja vissza azt a teljes látószöget, amelyben látunk, de jól megfelel annak, amit a legjobb kompromisszumként érzékelünk a különböző típusú torzítások között:

Túl nagy látószög, és a tárgyak relatív mérete eltúlzott, míg a túl szűk látószög azt jelenti, hogy a tárgyak közel azonos relatív méretűek, és elveszíti a mélységérzetet. A rendkívül nagy látószögű látószögek emellett hajlamosak arra, hogy a kép széléhez közeli tárgyak megnyúltnak tűnjenek.”

(ha a képet egy hagyományos/egyenes vonalú kamera objektívje rögzíti)

Hasonlításképpen, bár a szemünk torzított nagy látószögű képet rögzít, ezt rekonstruálva egy látszólag torzításmentes 3D-s mentális képet alkotunk.

FELOLDÁS & DETAIL

A legtöbb jelenlegi digitális fényképezőgép 5-20 megapixeles, amit gyakran úgy hivatkoznak, hogy ez messze elmarad a saját látórendszerünktől. Ezt arra alapozzák, hogy 20/20 látás mellett az emberi szem egy 52 megapixeles kamerának megfelelő felbontásra képes (60°-os látószöget feltételezve).

Az ilyen számítások azonban félrevezetőek. Csak a központi látásunk 20/20, így valójában soha nem oldunk fel ennyi részletet egyetlen pillantással. A középponttól távolodva látási képességünk drámaian lecsökken, úgy, hogy mindössze 20°-kal a középponttól távolodva a szemünk csak tizedannyi részletet old fel. A periférián csak nagy kontrasztot és minimális színt érzékelünk:

A fentieket figyelembe véve a szemünk egyetlen pillantásával tehát csak egy 5-15 megapixeles kamerához hasonló részleteket vagyunk képesek érzékelni (látásunktól függően). Az elménk azonban valójában nem pixelenként jegyzi meg a képeket, hanem képenként rögzíti a megjegyezhető textúrákat, színeket és kontrasztokat.

A részletes mentális kép összeállításához a szemünk ezért gyors egymásutánban több érdekes régióra összpontosít. Ez hatékonyan megfesti az érzékelésünket:

A végeredmény egy olyan mentális kép, amelynek részleteit ténylegesen az érdeklődés alapján rangsoroltuk. Ennek van egy fontos, de gyakran figyelmen kívül hagyott következménye a fotósok számára: még ha egy fénykép meg is közelíti a fényképezőgép részletességének technikai határait, ez a részletesség végül nem sokat számít, ha maga a kép nem emlékezetes.

A többi fontos különbség a szemünk részletfelbontásával kapcsolatban a következő:

Aszimmetria. Mindkét szemünk jobban érzékeli a részleteket a látóirányunk alatt, mint fölöttünk, és a perifériás látásuk is sokkal érzékenyebb az orrunktól távolabbi irányokban, mint az orr felé. A fényképezőgépek szinte tökéletesen szimmetrikusan rögzítik a képeket.

Low-Light Viewing. Rendkívül gyenge fényben, például holdfényben vagy csillagfényben a szemünk tulajdonképpen monokróm látásmódba kezd. Ilyen helyzetekben a központi látásunk is kevesebb részletet kezd ábrázolni, mint éppen a középponton kívül. Sok asztrofotós tisztában van ezzel, és kihasználja ezt az előnyét, amikor egy halvány csillagot csak oldalra bámul, ha azt akarja, hogy segédeszköz nélküli szemmel is láthassa.

A finom fokozatok. Gyakran túl nagy figyelmet fordítunk a legfinomabb feloldható részletekre, de a finom tónusú átmenetek is fontosak – és történetesen ez az a pont, ahol a szemünk és a fényképezőgépünk a leginkább különbözik egymástól. Egy fényképezőgéppel a felnagyított részleteket mindig könnyebb felbontani – de a szemünkkel ellentétes módon a felnagyított részletek valójában kevésbé láthatóvá válhatnak. Az alábbi példában mindkét kép ugyanolyan kontrasztú textúrát tartalmaz, de ez a jobb oldali képen nem látható, mert a textúra fel lett nagyítva.

Szenzitivitás &DINAMIKUS TÉRKÉPESSÉG

A dinamikus tartomány* az egyik olyan terület, ahol a szemnek gyakran hatalmas előnyt tulajdonítanak. Ha olyan helyzeteket vennénk figyelembe, amikor a pupillánk különböző fényességtartományokra nyílik és záródik, akkor igen, a szemünk messze felülmúlja egy fényképezőgép egyetlen képének képességeit (és 24 f-stopot meghaladó tartománya lehet). Ilyen helyzetekben azonban a szemünk dinamikusan áll be, mint egy videokamera, így ez vitathatóan nem fair összehasonlítás.

Ha ehelyett a szemünk pillanatnyi dinamikai tartományát vennénk figyelembe (ahol a pupilla nyílása változatlan), akkor a kamerák sokkal jobban teljesítenek. Ez ahhoz hasonlítana, mintha egy jeleneten belül egy régiót néznénk, hagynánk, hogy a szemünk alkalmazkodjon, és nem néznénk máshová. Ebben az esetben a legtöbb becslés szerint a szemünk 10-14 f-stop dinamikatartományt lát, ami határozottan meghaladja a legtöbb kompakt fényképezőgép dinamikatartományát (5-7 f-stop), de meglepően hasonló a digitális tükörreflexes fényképezőgépekéhez (8-11 f-stop).

Másrészt a szemünk dinamikatartománya a fényerősségtől és a téma kontrasztjától is függ, így a fentiek csak tipikus nappali fényviszonyokra vonatkoznak. Gyenge fényviszonyok melletti csillagnézés esetén szemünk például még nagyobb pillanatnyi dinamikatartományt is megközelíthet.

*A dinamikatartomány számszerűsítése. A fényképezésben a dinamikatartomány mérésére leggyakrabban használt mértékegység az f-stop, ezért itt maradunk ennél. Ez egy jelenet legvilágosabb és legsötétebb rögzíthető tartományai közötti arányt írja le kettes hatványokban. Egy 3 f-stop dinamikatartományú jelenetnél tehát a fehér 8x olyan világos, mint a fekete (mivel 23 = 2x2x2 = 8).

A bal oldali (gyufa) és a jobb oldali (éjszakai égbolt) képeket lazlo és dcysurfer készítette.

Ézékenység. Ez egy másik fontos vizuális jellemző, és a nagyon halvány vagy gyorsan mozgó témák felbontásának képességét írja le. Erős fényben a modern fényképezőgépek jobban fel tudják oldani a gyorsan mozgó témákat, amit a szokatlanul nagy sebességűnek tűnő fényképezés is példáz. Ezt gyakran a fényképezőgépek 3200 feletti ISO-sebessége teszi lehetővé; az emberi szemnek megfelelő nappali fény ISO-értékéről még azt is feltételezik, hogy mindössze 1.

Viszont gyenge fényviszonyok között a szemünk sokkal érzékenyebbé válik (feltételezve, hogy hagyjuk, hogy 30+ percig alkalmazkodjon). Az asztrofotósok gyakran becsülik ezt az ISO 500-1000 közelébe; még mindig nem olyan magas, mint a digitális fényképezőgépeké, de közel van hozzá. Másrészt a fényképezőgépek előnye, hogy hosszabb expozíciót tudnak készíteni, hogy még a halványabb objektumokat is kiemeljék, míg a szemünk nem lát további részleteket, ha 10-15 másodpercnél tovább bámulunk valamit.

KÖVETKEZTETÉSEK &TOVÁBBI OLVASMÁNYOK

Azzal lehet érvelni, hogy az, hogy egy fényképezőgép képes-e legyőzni az emberi szemet, lényegtelen, mert a fényképezőgépek más mércét követelnek: valósághűnek tűnő nyomatokat kell készíteniük. Egy nyomtatott fénykép nem tudja, hogy a szem mely régiókra fog fókuszálni, ezért a jelenet minden részének maximális részletességet kellene tartalmaznia – arra az esetre, ha éppen arra fókuszálnánk. Ez különösen igaz a nagyméretű vagy közelről nézett nyomatokra. Ugyanakkor azt is állíthatjuk, hogy még mindig hasznos a fényképezőgép képességeit kontextusba helyezni.

Összességében a vizuális rendszerünk legtöbb előnye abból ered, hogy az elménk képes intelligens módon értelmezni a szemünkből származó információkat, míg egy fényképezőgép esetében csak a nyers kép áll rendelkezésünkre. Ennek ellenére a jelenlegi digitális fényképezőgépek meglepően jól teljesítenek, és számos vizuális képesség tekintetében felülmúlják a szemünket. Az igazi győztes az a fotós, aki képes több kamerakép intelligens összeállítására – és ezzel még a saját mentális képünket is felülmúlja.

A témával kapcsolatos további olvasnivalókat lásd a következőkben:

• Nagy dinamikatartomány. Hogyan bővíthető a digitális fényképezőgépek dinamikatartománya többszörös expozícióval. Az eredmények akár az emberi szemet is meghaladhatják.
• Fokozatos semleges denzitású (GND) szűrők. A nagy kontrasztú jelenetek megjelenésének fokozására szolgáló technika, hasonlóan ahhoz, ahogyan a mentális képünket alkotjuk.
• Digitális panorámák fotófűzése. Több fotó használatának általános tárgyalása a látószög növelésére.