KAMERY vs. LUDZKIE OCZY

Dlaczego nie mogę po prostu skierować kamery na to, co widzę i nagrać tego? To pozornie proste pytanie. Odpowiedź na nie jest również jedną z najbardziej skomplikowanych i wymaga zagłębienia się nie tylko w to, jak aparat rejestruje światło, ale również w to, jak i dlaczego nasze oczy działają w taki sposób. Zmierzenie się z takimi pytaniami może ujawnić zaskakujące spostrzeżenia na temat naszego codziennego postrzegania świata – oprócz tego, że uczyni nas lepszymi fotografami.

WPROWADZENIE

Nasze oczy są w stanie rozglądać się po scenie i dynamicznie dostosowywać się w oparciu o przedmiot, podczas gdy aparaty fotograficzne rejestrują pojedynczy nieruchomy obraz. Ta cecha odpowiada za wiele z naszych powszechnie rozumianych przewag nad kamerami. Na przykład, nasze oczy mogą kompensować jak skupić się na regionach o różnej jasności, może rozejrzeć się, aby objąć szerszy kąt widzenia, lub może alternatywnie skupić się na obiektach w różnych odległościach.

Jednakże wynik końcowy jest podobny do kamery wideo – nie aparat fotograficzny – który kompiluje odpowiednie migawki, aby utworzyć obraz psychiczny. Szybki rzut oka przez nasze oczy może być bardziej sprawiedliwe porównanie, ale ostatecznie unikalność naszego systemu wizualnego jest nieuniknione, ponieważ:

To, co naprawdę widzimy jest nasz umysł rekonstrukcji obiektów na podstawie danych wejściowych dostarczonych przez oczy – nie rzeczywiste światło otrzymane przez nasze oczy.

Sceptyczny? Większość jest – przynajmniej na początku. Poniższe przykłady pokazują sytuacje, w których umysł może zostać oszukany, aby zobaczyć coś innego niż oczy:

Fałszywy kolor: Przesuń mysz na róg obrazu i wpatruj się w centralny krzyżyk. Brakująca kropka będzie się obracać wokół okręgu, ale po chwili ta kropka wyda się zielona – mimo że w rzeczywistości na obrazie nie ma koloru zielonego.

Paski: Przesuwaj myszką po obrazie i poza nim. Każde z pasm będzie wydawać się nieco ciemniejsze lub jaśniejsze w pobliżu jego górnej i dolnej krawędzi – mimo że każde z nich jest jednolicie szare.

Nie powinno nas to jednak zniechęcać do porównywania naszych oczu i aparatów! W wielu warunkach rzetelne porównanie jest nadal możliwe, ale tylko wtedy, gdy weźmiemy pod uwagę zarówno to, co widzimy, jak i to, jak nasz umysł przetwarza te informacje. W kolejnych rozdziałach postaramy się rozróżnić te dwie rzeczy, kiedy tylko będzie to możliwe.

POGLĄD RÓŻNIC

Ten poradnik grupuje porównania w następujące kategorie wizualne:

1. Kąt widzenia
2. Rozdzielczość &Detal
3. Czułość &Zakres dynamiczny

Powyższe tematy są często rozumiane jako te, w których nasze oczy i aparaty różnią się najbardziej, i zazwyczaj są też tam, gdzie jest najwięcej nieporozumień. Inne tematy mogą obejmować głębię ostrości, widzenie stereoskopowe, balans bieli i gamę kolorów, ale nie będą one głównym tematem tego poradnika.

KĄT WIDZENIA

W przypadku aparatów fotograficznych, jest to określane przez ogniskową obiektywu (wraz z rozmiarem sensora aparatu). Na przykład teleobiektyw ma dłuższą ogniskową niż standardowy obiektyw portretowy, a zatem obejmuje węższy kąt widzenia:

Niestety nasze oczy nie są tak proste. Chociaż ludzkie oko ma ogniskową około 22 mm, jest to mylące, ponieważ (i) tylna część naszych oczu jest zakrzywiona, (ii) peryferia naszego pola widzenia zawierają stopniowo mniej szczegółów niż centrum, i (iii) scena, którą postrzegamy jest połączonym wynikiem działania obu oczu.

Każde oko indywidualnie ma kąt widzenia 120-200°, w zależności od tego, jak ściśle definiuje się obiekty jako „widziane”. Podobnie, obszar nakładania się obu oczu wynosi około 130° – lub prawie tak szeroki jak obiektyw typu fisheye. Jednak z przyczyn ewolucyjnych nasze ekstremalne widzenie peryferyjne jest przydatne tylko do wykrywania ruchu i dużych obiektów (takich jak lew atakujący nas z boku). Ponadto, tak szeroki kąt wydawałby się bardzo zniekształcony i nienaturalny, gdyby został uchwycony przez kamerę.

Nasz centralny kąt widzenia – około 40-60° – jest tym, co najbardziej wpływa na naszą percepcję. Subiektywnie, odpowiadałoby to kątowi, pod którym mógłbyś przywoływać obiekty bez poruszania oczami. Nawiasem mówiąc, jest to wartość zbliżona do „normalnego” obiektywu o ogniskowej 50 mm w aparacie pełnoklatkowym (dokładnie 43 mm) lub do ogniskowej 27 mm w aparacie o współczynniku kadrowania 1,6x. Chociaż nie odtwarza to pełnego kąta widzenia, przy którym widzimy, odpowiada to temu, co postrzegamy jako najlepszy kompromis pomiędzy różnymi rodzajami zniekształceń:

Zbyt szeroki kąt widzenia i względne rozmiary obiektów są wyolbrzymione, podczas gdy zbyt wąski kąt widzenia oznacza, że wszystkie obiekty są prawie tej samej względnej wielkości i tracisz poczucie głębi. Ekstremalnie szerokie kąty mają również tendencję do powodowania, że obiekty znajdujące się blisko krawędzi kadru wydają się rozciągnięte.

(jeśli uchwycone przez standardowy/prostoliniowy obiektyw kamery)

Dla porównania, nawet jeśli nasze oczy uchwycą zniekształcony obraz szerokokątny, rekonstruujemy go w celu utworzenia trójwymiarowego obrazu mentalnego, który jest pozornie wolny od zniekształceń.

ROZDZIELCZOŚĆ & SZCZEGÓŁY

Większość obecnych aparatów cyfrowych ma 5-20 megapikseli, co jest często przytaczane jako dalekie od naszego własnego systemu wizualnego. Opiera się to na fakcie, że przy wzroku 20/20 oko ludzkie jest w stanie przetworzyć obraz odpowiadający aparatowi o rozdzielczości 52 megapikseli (zakładając kąt widzenia 60°).

Jednakże takie obliczenia są mylące. Tylko nasza centralna wizja jest 20/20, więc nigdy nie rozwiązujemy tak wiele szczegółów w jednym spojrzeniu. Z dala od centrum, nasza zdolność widzenia dramatycznie spada, tak, że tylko 20° poza centrum nasze oczy rozwiązują tylko jedną dziesiątą tyle szczegółów. Na peryferiach wykrywamy tylko kontrast na dużą skalę i minimalny kolor:

Biorąc pod uwagę powyższe, jedno spojrzenie naszych oczu jest zatem zdolne do postrzegania szczegółów porównywalnych z aparatem fotograficznym o rozdzielczości 5-15 megapikseli (w zależności od wzroku). Jednak nasz umysł w rzeczywistości nie pamięta obrazów piksel po pikselu; zamiast tego rejestruje zapamiętane tekstury, kolor i kontrast na podstawie obrazu po obrazie.

W celu złożenia szczegółowego obrazu mentalnego, nasze oczy zatem skupić się na kilku regionach zainteresowania w szybkim następstwie. To skutecznie maluje naszą percepcję:

Wynikiem końcowym jest obraz mentalny, którego szczegóły zostały skutecznie priorytetyzowane na podstawie zainteresowania. Ma to ważną, ale często pomijaną implikację dla fotografów: nawet jeśli zdjęcie zbliża się do technicznych granic szczegółowości aparatu, taka szczegółowość ostatecznie nie będzie się zbytnio liczyć, jeśli sam obraz nie będzie zapadał w pamięć.

Inne ważne różnice w sposobie, w jaki nasze oczy rozpoznają szczegóły obejmują:

Asymetrię. Każde oko jest bardziej zdolne do postrzegania szczegółów poniżej naszej linii wzroku niż powyżej, a ich widzenie peryferyjne jest również znacznie bardziej wrażliwe w kierunkach oddalonych od nosa niż w jego kierunku. Aparaty fotograficzne rejestrują obrazy niemal idealnie symetrycznie.

Przeglądanie w słabym świetle. Przy bardzo słabym oświetleniu, np. przy świetle księżyca lub gwiazd, nasze oczy zaczynają widzieć monochromatycznie. W takich sytuacjach, nasze centralne widzenie również zaczyna przedstawiać mniej szczegółów niż poza centrum. Wielu astrofotografów zdaje sobie z tego sprawę i wykorzystuje to na swoją korzyść, patrząc tylko z boku na niewyraźną gwiazdę, jeśli chcą być w stanie zobaczyć ją swoimi niewspomaganymi oczami.

Subtelne gradacje. Zbyt wiele uwagi poświęca się często najdrobniejszym szczegółom, ale subtelne gradacje tonalne są również ważne – i zdarzają się tam, gdzie nasze oczy i aparaty różnią się najbardziej. W przypadku aparatu fotograficznego, powiększone szczegóły są zawsze łatwiejsze do uchwycenia – ale wbrew pozorom, powiększone szczegóły mogą być mniej widoczne dla naszych oczu. W poniższym przykładzie, oba obrazy zawierają teksturę o tym samym poziomie kontrastu, ale nie jest ona widoczna na obrazie po prawej stronie, ponieważ tekstura została powiększona.

CZUŁOŚĆ &ZAKRES DYNAMICZNY

Zakres dynamiczny* jest jednym z obszarów, w którym oko jest często postrzegane jako mające ogromną przewagę. Jeśli mielibyśmy rozważyć sytuacje, w których nasza źrenica otwiera się i zamyka dla różnych obszarów jasności, to tak, nasze oczy znacznie przewyższają możliwości pojedynczego obrazu z kamery (i mogą mieć zakres przekraczający 24 f-stopy). Jednakże, w takich sytuacjach nasze oko dynamicznie dostosowuje się jak kamera wideo, więc to prawdopodobnie nie jest uczciwe porównanie.

Gdybyśmy zamiast tego wzięli pod uwagę chwilowy zakres dynamiki naszego oka (gdzie rozwarcie źrenicy jest niezmienne), wtedy aparaty wypadają znacznie lepiej. Byłoby to podobne do patrzenia na jeden region w obrębie sceny, pozwalając naszym oczom dostosować się i nie patrząc nigdzie indziej. W tym przypadku, większość szacuje, że nasze oczy mogą zobaczyć gdziekolwiek od 10-14 f-stopni zakresu dynamicznego, który zdecydowanie przewyższa większość aparatów kompaktowych (5-7 przystanków), ale jest zaskakująco podobny do tego z cyfrowych lustrzanek (8-11 przystanków).

Z drugiej strony, zakres dynamiczny naszego oka zależy również od jasności i kontrastu przedmiotu, więc powyższe odnosi się tylko do typowych warunków światła dziennego. W przypadku oglądania gwiazd przy słabym oświetleniu nasze oczy mogą zbliżyć się do jeszcze wyższego chwilowego zakresu dynamiki, na przykład.

*Kwantyfikacja zakresu dynamiki. Najczęściej używaną jednostką do pomiaru zakresu dynamiki w fotografii jest f-stop, więc będziemy się jej tutaj trzymać. Opisuje on stosunek pomiędzy najjaśniejszymi i najciemniejszymi obszarami sceny, które można zarejestrować, w potęgach do dwóch. Scena z zakresem dynamicznym 3 f-stopów ma zatem biel, która jest 8 razy jaśniejsza niż jej czerń (ponieważ 23 = 2x2x2 = 8).

Zdjęcia po lewej (zapałki) i prawej (nocne niebo) autorstwa odpowiednio lazlo i dcysurfer.

Czułość. Jest to kolejna ważna cecha wizualna i opisuje zdolność do rozdzielania bardzo słabych lub szybko poruszających się obiektów. W jasnym świetle, nowoczesne aparaty są lepsze w rozwiązywaniu szybko poruszających się obiektów, czego przykładem jest nietypowo wyglądająca fotografia high-speed. Jest to często możliwe dzięki prędkościom ISO aparatu przekraczającym 3200; uważa się nawet, że odpowiednik ISO dla ludzkiego oka w świetle dziennym jest tak niski jak 1.

Jednakże w warunkach słabego oświetlenia nasze oczy stają się znacznie bardziej wrażliwe (zakładając, że pozwolimy im się dostosować przez 30+ minut). Astrofotografowie często oceniają to jako bliskie ISO 500-1000; wciąż nie tak wysokie jak w przypadku aparatów cyfrowych, ale bliskie. Z drugiej strony, aparaty fotograficzne mają tę przewagę, że mogą robić dłuższe ekspozycje, aby wydobyć nawet słabsze obiekty, podczas gdy nasze oczy nie widzą dodatkowych szczegółów po wpatrywaniu się w coś dłużej niż około 10-15 sekund.

KONKLUZJE &DALSZE CZYTANIE

Można by utrzymywać, że to, czy aparat fotograficzny jest w stanie pokonać ludzkie oko jest nieistotne, ponieważ aparaty fotograficzne wymagają innego standardu: muszą robić realistycznie wyglądające odbitki. Wydrukowane zdjęcie nie wie, na których obszarach skupi się oko, więc każda część sceny powinna zawierać maksimum szczegółów – na wszelki wypadek, gdybyśmy właśnie tam się skupili. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku dużych lub oglądanych z bliska odbitek. Jednakże, można również twierdzić, że nadal jest użyteczne, aby umieścić możliwości aparatu w kontekście.

Ogółem, większość zalet naszego systemu wizualnego wynika z faktu, że nasz umysł jest w stanie inteligentnie interpretować informacje z naszych oczu, podczas gdy z aparatem, wszystko co mamy to surowy obraz. Mimo to, obecne aparaty cyfrowe radzą sobie zaskakująco dobrze i przewyższają nasze oczy pod względem kilku możliwości wizualnych. Prawdziwym zwycięzcą jest fotograf, który jest w stanie inteligentnie złożyć obrazy z wielu aparatów – przewyższając w ten sposób nawet nasz własny obraz mentalny.

W celu uzyskania dalszych informacji na ten temat, proszę zapoznać się z następującą lekturą:

• Wysoki zakres dynamiki. Jak rozszerzyć zakres dynamiczny aparatów cyfrowych przy użyciu wielokrotnej ekspozycji. Wyniki mogą nawet przekraczać możliwości ludzkiego oka.
• Filtry o stopniowanej gęstości obojętnej (GND). Technika poprawy wyglądu scen o wysokim kontraście, podobna do tego, jak tworzymy nasz obraz mentalny.
• Zszywanie zdjęć Panoramy cyfrowe. Ogólne omówienie wykorzystania wielu zdjęć w celu zwiększenia kąta widzenia.

.