Licht is een fysiek fenomeen dat zich in menselijke ogen hetzelfde gedraagt als in de camera.
Camera's hebben een vergelijkbare opbouw als onze ogen nodig om licht te verwerken. Daarom is het interessant om een parallel te trekken tussen het menselijk oog en de camera.
In dit artikel wordt gekeken naar de camera versus het menselijk oog. We zullen zien hoe het gezichtsveld van de mens zich verhoudt tot de camera.
Wat is licht?
Om te begrijpen hoe visie en camera's werken, moeten we licht begrijpen. Dit is de stimulans van het gezichtsvermogen en we kunnen het op verschillende manieren definiëren.
Licht is de elektromagnetische straling die het menselijk oog kan detecteren. Met andere woorden, het zichtbare deel van het elektromagnetische stralingsspectrum. Mensen kunnen golflengten van 380 tot 700 nanometer detecteren.
Volgens het dualiteitsconcept golf-deeltjes is licht een deeltje (foton) of een golf. Dit betekent dat het zich gedraagt als fotonen en als golven. Het bestaat uit kleine deeltjes maar verspreidt zich in de ruimte als een golf.
Voor onze visie en onze camera's verschijnen beide vormen.
Hoe vangen onze ogen en camera's licht op?
Zowel onze ogen als camera's zijn gevoelig voor licht. Dit betekent dat ze reageren op de signalen die ze uitzenden. Ze werken op dezelfde manier, maar zijn niet hetzelfde gebouwd.
In onze ogen gaat het licht eerst door het hoornvlies. Dit is de voorste laag van het oog, net als het voorste element van je camera. Beide spelen een essentiële rol bij het breken van het licht en het beschermen van andere delen van het oog of de lens.
De iris is een ringvormig membraan achter het hoornvlies. Het heeft een verstelbare opening in het midden:de pupil. Dit regelt de hoeveelheid licht die er doorheen gaat. In de cameralenzen heeft het diafragma dezelfde functie.
Achter de iris zit de lens. Het is een transparante kristallijne structuur die flexibel is en van vorm verandert om te focussen. In cameralenzen zitten meestal meer elementen. De focus kan worden gewijzigd door deze lenzen dichter bij of verder van de sensor van de camera te plaatsen.
In het oog bevindt zich een lichtgevoelige laag die het netvlies wordt genoemd. Het netvlies ontvangt en zet licht om in elektrische signalen. Deze signalen worden vervolgens verzonden door neuronen. Zo stuurt het netvlies via de oogzenuw boodschappen naar de hersenen. Het 'netvlies' van de camera is de sensor.
Het beeld dat op het netvlies of de sensor verschijnt, wordt ondersteboven en zijwaarts omgekeerd. Ons brein roteert het.
Wat is de resolutie van het menselijk oog?
Het belangrijkste verschil tussen het netvlies en een sensor is dat de eerste gekromd is, omdat hij deel uitmaakt van de oogbol. Het bevat ook meer cellen dan het aantal pixels in een camerasensor. Het heeft ongeveer 130 miljoen cellen, 6 miljoen gevoelig voor kleuren (de kegeltjes).
In een camerasensor is de pixeldichtheid gelijk. In het oog bevinden zich meer cellen in het midden van het netvlies.
Laten we zeggen dat de resolutie van ons oog 130 MP is. Vanwege de snelle en constante beweging van de oogbol is deze in werkelijkheid ongeveer 576 MP. Om nog maar te zwijgen van het feit dat de resolutie van ons oog geen rekening hoeft te houden met het oplossend vermogen van een lens.
We moeten ook vermelden dat de cellen die gevoelig zijn voor licht (de staafjes) qua helderheid zijn uitgeschakeld. Ze helpen ons zicht bij weinig licht. Bij weinig licht is het precies andersom omdat dan alleen de staafjes actief zijn. Daarom kunnen we rond de schemering geen kleuren zien.
Ook verliezen onze ogen met het ouder worden een deel van deze cellen en onze hersenen passen zich daaraan aan. Een oog heeft zijn resolutiewaarde dus niet nodig, omdat het zicht van veel andere dingen afhangt.
Dus, vanwege het hoge aantal cellen in het netvlies, kunnen we zeggen dat het menselijk oog ongeveer 576 MP is. Het betekent niet hetzelfde als in de fotografie, maar het is wel een interessante vergelijking. Op deze manier kunnen we het krachtige vermogen van onze ogen fotografisch zien.
Het menselijke gezichtsveld begrijpen
We horen vaak dat een 50 mm-lens op een full-frame camera het dichtst bij het menselijke gezichtsveld komt.
We noemen de 50mm een standaardlens omdat de brandpuntsafstand gelijk is aan de diagonale maat van zijn sensor. De brandpuntsafstand van onze ogen is ongeveer 22 mm. Het is dus geen standaardlens omdat hij dezelfde brandpuntsafstand of beeldhoek heeft als het oog.
Omdat we twee ogen hebben, is het menselijk zicht ongeveer 210 graden horizontale boog. Dit betekent niet dat we scherp kunnen zien op 210 graden, aangezien het meeste perifere visie is. We kunnen niet alles om ons heen in focus hebben. We kunnen alleen beweging en vormen in de buurt van de randen detecteren. Daarom bewegen we onze ogen constant (saccadische oogbeweging).
Een 50 mm lens heeft een beeldhoek van 46 graden. In het centrum van ons gezichtsveld, rond de 40-60 graden, krijgen we de meeste informatie. Dit betekent dat onze perceptie hiervan afhangt. Het ligt dicht bij de beeldhoek van 50 mm.
Wat is het dynamisch bereik van het menselijk oog?
Dynamisch bereik is een interessant onderwerp als we camera's met onze ogen vergelijken. Als we naar een scène kijken, gedraagt ons oog zich meer als een videocamera.
Het past zich constant aan de lichtomstandigheden aan. Dit betekent dat we niet alleen 'blootstellen' aan de lichte of donkere delen van de scène.
Het kan gebeuren door onze snelle oogbewegingen. Ons oog is altijd in beweging, waardoor we het licht in alle delen van de scène kunnen meten. Zo kunnen we de pupil aanpassen aan de lichtomstandigheden.
Dit verschil is zichtbaar wanneer we een onderwerp fotograferen dat van achteren wordt belicht. Met onze camera kunnen we een silhouet vastleggen, maar onze ogen zien nog steeds details op donkere plaatsen.
Wat is de ISO van het oog?
We kunnen de gevoeligheid van een menselijk orgaan niet precies zo meten als die van een kunstmatige film of sensor. Als we de twee willen vergelijken, wordt de ISO van het oog geschat op ongeveer 1 bij fel licht. En het is ongeveer 500-1000 bij donkere lichtomstandigheden.
Conclusie
Het is duidelijk waarom we een parallel zouden trekken tussen onze ogen en onze camera's. Maar we moeten toegeven dat we het exacte mechanisme van onze visie niet kunnen kopiëren.
Digitale camera's kunnen niet op tegen de complexiteit van het oog en de hersenen. Vergeet niet dat onze visie afhankelijk is van onze hersenen. Zelfs psychologische factoren beïnvloeden onze waarneming.
Test je nieuwe kennis op de proef door je camera en oog te vergelijken met onze cursus Macro Magie.