CAMERAS vs. THE HUMAN EYE

なぜ、見ているものにカメラを向けてそれを記録するだけではいけないのでしょうか？ これは一見単純な質問です。 カメラがどのように光を記録するかだけでなく、私たちの目がどのように、そしてなぜそのように働くのかを掘り下げる必要があるのです。

はじめに

カメラは1枚の静止画を撮影しますが、私たちの目はその場の状況に応じて動的に変化することが可能です。 この特性は、一般に理解されているカメラに対する私たちの利点の多くを説明するものです。 たとえば、私たちの目は、明るさの異なる領域に焦点を当てると補正することができ、より広い画角を網羅するために周囲を見渡すことができ、さまざまな距離のオブジェクトに交互に焦点を当てることができます。

私たちが実際に見ているものは、目で受けた実際の光ではなく、目から与えられた入力に基づいて、頭の中でオブジェクトを再構成したものなのです。 ほとんどの人がそうです-少なくとも最初は。 以下の例は、目とは異なるものを見るように心を騙すことができる状況を示しています:

False Color：画像の角にマウスを持って行き、中心のクロスを見てください。 欠けている点は円の周りを回転しますが、しばらくするとこの点が緑色に見えます-実際には画像に緑色は存在しないにもかかわらず。 マウスを画像の上で動かしたり、画像から外したりします。

マッハバンド: 画像上でマウスを動かしたり外したりすると、それぞれの帯の上下の端がわずかに暗くなったり明るくなったりします – それぞれが一様にグレーであるにもかかわらず。 多くの条件下で公平な比較は可能ですが、それは私たちが見ているものと、その情報を心がどのように処理しているかの両方を考慮した場合のみです。 この後のセクションでは、可能な限りこの2つを区別するように努めます。

OVERVIEW OF DIFFERENCES

このチュートリアルでは、比較を次の視覚カテゴリに分類します。

1. 画角
2. 解像度&ディテール
3. 感度&ダイナミックレンジ

上記は、我々の目とカメラが最も異なる部分であり、通常最も意見が分かれる部分であると理解されます。

ANGLE OF VIEW

カメラでは、これはレンズの焦点距離（カメラのセンサーサイズと一緒）によって決まります。 たとえば、望遠レンズは標準のポートレートレンズよりも焦点距離が長いので、画角は狭くなります。 人間の目の焦点距離は約 22 mm ですが、(i) 目の後ろは曲がっており、(ii) 視野の周辺部は中心部よりも徐々に詳細が少なくなり、(iii) 私たちが知覚する光景は両目の合成結果であるため、これは誤解を招きます。 同様に、両眼の重なり合う領域は約 130°、つまり魚眼レンズとほぼ同じ広さです。 しかし、進化上の理由から、私たちの極端な周辺視野は、動きや大きな物体（例えば、横から襲ってくるライオン）を感知するときにのみ有効である。 さらに、このような広角は、カメラで撮影すると非常に歪んで不自然に見えます。

我々の中心角（およそ 40～60度）が最も認識に影響を与える角度と言えます。 主観的には、これは、目を動かさずに物体を思い浮かべることができる角度に相当します。 ちなみに、これはフルサイズカメラでは50mm（正確には43mm）、1.6倍のカメラでは27mmに近い焦点距離となります。 これは、私たちが見ている画角のすべてを再現しているわけではありませんが、さまざまな種類の歪みの間で最高のトレードオフがあると私たちが認識しているものによく対応しています。

画角が広すぎると対象物の大きさが誇張される。 一方、画角が狭すぎると、対象物の大きさがほぼ同じになり、奥行き感がなくなります。

（標準/直線的なカメラレンズで撮影した場合）

それに比べて、私たちの目は歪んだ広角画像を撮影しても、これを再構成して一見歪みのない3D心像を形成しています。

RESOLUTION & DETAIL

現在のデジタルカメラの多くは5～2000万画素ですが、これは私たちの視覚システムにはるかに及ばないとよく言われています。 これは、視力が 20/20 の場合、人間の目は 52 メガピクセルのカメラに相当する解像度を持つという事実に基づいています (画角 60° と仮定)。

しかしながら、このような計算は誤解を招きます。 私たちの視力は中心部だけが 20/20 なので、実際には一瞥してそれほど詳細な情報を解像することはありません。 中心から離れると、視覚能力は劇的に低下し、中心からわずか20°ずれるだけで、その10分の1しか詳細が見えなくなってしまいます。

以上のことを考慮すると、私たちの目は一瞥しただけでは、5～1500 万画素のカメラに匹敵する詳細さしか認識できないことがわかります（視力に依存します）。

そのため、詳細な心的イメージを構築するために、私たちの目はいくつかの関心領域に次々と焦点を合わせていきます。

最終的に、関心に基づいて細部に優先順位をつけたメンタルイメージができあがります。 このことは、写真家にとって重要でありながら見過ごされがちな意味を持ちます。たとえ写真がカメラのディテールの技術的限界に近づいていても、イメージ自体が記憶に残らなければ、そのディテールは最終的にはあまり重要ではありません。 また、周辺視野は、鼻に向かう方向よりも鼻から離れる方向の方がはるかに敏感です。

低照度下での視認性：カメラはほぼ完全に左右対称に画像を記録します。 月明かりや星明かりのような極端に暗いところでは、私たちの目は実際にモノクロで見るようになる。 このような状況では、中心視も中心からずれたところにあるものよりも、細かいものが見えにくくなります。 天体写真家の多くは、このことを意識して、暗い星を素通しで見たいときは、その星のすぐそばを見つめるなどして活用しているようです

微妙なグラデーション。 解像度の高いディテールに目が行きがちですが、微妙な階調表現も重要で、目とカメラで最も異なる部分です。 カメラでは、拡大されたディテールは常に解像しやすいのですが、逆に拡大されたディテールは、私たちの目には見えにくくなってしまうかもしれません。 下の例では、どちらの画像にも同じようなコントラストのテクスチャがありますが、右の画像ではテクスチャが拡大されているため、このテクスチャは見えていません。

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