Làm thế nào để phạm vi năng động của mắt người so với máy ảnh kỹ thuật số?


31

Theo thử nghiệm của DxO , máy ảnh có phạm vi động từ 10 đến 12 điểm dừng. Đúng không? Tiếng ồn hoàn toàn có thể làm hỏng một số giá trị thấp (dễ dẫn đến mất một số điểm dừng).

Ngoài ra Norman Koren nói rằng phạm vi động ban đầu của máy ảnh kỹ thuật số có thể là 9 đến 11 điểm dừng, nhưng bản in có "chỉ" 6,5 điểm dừng.

Trong một phần về phạm vi động, Wikipedia cho biết mắt người có tỷ lệ tương phản khoảng 6,5 điểm dừng . Nếu đó là trường hợp, tại sao mắt người rõ ràng tốt hơn nhiều so với máy ảnh để ghi lại cảnh có dải động cao?


2
Câu hỏi về phạm vi động được đặt ra như một phần của Làm thế nào mắt người so sánh với máy ảnh và ống kính hiện đại? , nhưng phần cụ thể này đã không thực sự được trả lời. Tôi nghĩ đó là một câu hỏi tiếp theo độc lập hợp lý vì câu hỏi rộng hơn có thể quá rộng.
mattdm

Câu trả lời:


37

Đây là một câu hỏi rất hay và câu trả lời có thể lấp đầy hàng trăm trang - và trên thực tế, câu trả lời đã có hàng trăm trang.

Câu trả lời ngắn gọn là các số liệu bạn đang trích dẫn không đồng ý với thực tế rõ ràng vì các số liệu thường được trích dẫn là sai :-). Đọc trên ...

Phần lớn có sẵn trên internet về chủ đề này và chất lượng là, biến đổi rộng rãi. Ngoài ra còn có rất nhiều "vẹt" giữa các trang web và số liệu như những trang trong Wikipedia dường như đủ phổ biến NHƯNG có một số lập luận rất hợp lý dường như cho thấy rằng con số Wikipedia là vô cùng sai lầm và đánh giá thấp con số rất đáng kể.

Điều quan trọng cần lưu ý là mắt hoạt động như một máy dò độ tương phản chứ không phải là máy dò mức tuyệt đối (như sử dụng cảm biến máy ảnh kỹ thuật số), do đó, việc so sánh cần được quan tâm.

Với irising, thích ứng hóa học và mọi thủ thuật khác, nó có thể kéo theo dường như phạm vi động tuyệt đối của toàn bộ hệ thống mắt là hơn 20 điểm dừng. Vì mỗi điểm dừng là một yếu tố của 2, đó là 2 ^ 20 hoặc khoảng "hơn 1.000.000: 1". Ở đầu cuối, mặt trời quá sáng !!! Ở phía dưới cùng, mắt thích nghi tối có thể phát hiện một photon đơn lẻ. Một D3S (hiệu suất tốt hơn D4) có thể gặp rắc rối với điều đó. (Lưu ý rằng đó không phải là MERYI photon - khi bạn xuống một vài photon trên mỗi giây, rất nhiều trong số chúng sẽ chạm vào các khu vực không có cảm biến và không bị phát hiện. có thể được ghi lại.)

Nhưng tôi lạc đề :-). Một trang cực kỳ tốt (có vẻ như) thảo luận về phạm vi động của mắt và hơn thế nữa là

Tiêu đề đoạn đáng chú ý:

Lưu ý về Độ phân giải của Độ
nhạy thị giác của mắt người và Độ phân giải chi tiết trên bản in
Mắt có bao nhiêu megapixel?
Độ nhạy của mắt người (Tương đương ISO)
Phạm vi động của mắt
Độ dài tiêu cự của mắt

Người viết lập luận rằng phạm vi động của mắt mà không thay đổi độ nhạy bằng cách thích ứng hoặc kích thích là khoảng 1.000.000: 1 trong điều kiện ánh sáng yếu. Đó là, tuyệt vời như giới hạn thấp hơn "tốt hơn" đã đề cập ở trên. Sau đó, ông biện minh cho tuyên bố này như được sao chép dưới đây. Điều này nghe có vẻ khá thuyết phục từ cái nhìn đầu tiên. Có thể có sai sót trong tranh luận, nhưng có vẻ ổn, và điều này không có nghĩa là nó áp dụng ở tất cả các cấp độ ánh sáng.

Đây là một thí nghiệm đơn giản bạn có thể làm. Đi ra ngoài với một biểu đồ sao vào một đêm rõ ràng với trăng tròn. Đợi vài phút để mắt bạn điều chỉnh. Bây giờ hãy tìm những ngôi sao mờ nhất mà bạn có thể phát hiện khi bạn có thể nhìn thấy trăng tròn trong trường nhìn của bạn. Hãy thử và giới hạn mặt trăng và các ngôi sao trong khoảng 45 độ thẳng lên (thiên đỉnh).

Nếu bạn có bầu trời rõ ràng cách xa ánh đèn thành phố, có lẽ bạn sẽ có thể nhìn thấy 3 sao.

Trăng tròn có cường độ sao -12,5.

Nếu bạn có thể thấy cường độ 2,5 sao, phạm vi cường độ bạn đang thấy là 15.

Cứ 5 cường độ là một hệ số 100, vì vậy 15 là 100 * 100 * 100 = 1.000.000.

Do đó, dải động trong điều kiện ánh sáng tương đối thấp này là khoảng 1 triệu đến một, có lẽ cao hơn!

Nhưng, đây là một gợi ý từ tôi cho một thử nghiệm ở mức ánh sáng ban ngày bình thường.

  • Tìm một cảnh có sự pha trộn tốt giữa các vùng tối và vùng rất sáng - lý tưởng với một số vùng tối là các đảo bị cô lập gần các đảo sáng. Một ví dụ có thể là ánh sáng mặt trời chiếu xuyên qua cây vào một khu vực bóng râm nặng - một vài caelets hoặc khu vực bóng râm sâu sẽ giúp ích.

  • Cho phép mắt bạn thích nghi với mức độ chiếu sáng chung - không nhìn chằm chằm vào các điểm sáng gần nơi mặt trời chiếu xuyên qua và không tập trung vào bất kỳ khu vực tối đặc biệt nào.

  • Lưu ý mức độ bạn có thể thấy chi tiết trong vùng tối nhất của vùng tối - ở mức độ tối nào sẽ mờ dần thành màu đen.

  • Hãy thử tương tự với các khu vực sáng - khi bạn nhìn về phía mặt trời, sẽ có một nơi mà các chi tiết được rửa sạch và bạn không thể nhìn thấy hợp lý hơn.

  • Đưa mắt qua lại giữa khung cảnh tối và sáng để cố gắng ngăn chặn cơ chế thích ứng của bạn thay đổi f-stop đối với bạn.

  • Bây giờ, chụp ảnh cảnh. Đưa ra "chính xác" và sau đó các khu vực tối nhất mà bạn có thể nhìn thấy có thể được nhìn thấy trong ảnh và sau đó để các điểm sáng nhất bạn có thể phân biệt không bị xóa sạch.

  • Nếu bạn có thiết bị, hãy chụp ảnh HDR với biến thể f-stop tối đa giữa các ảnh. (Sony A77 của tôi cho phép 5 bước.)

Kinh nghiệm của tôi là mắt tôi luôn có thể nhìn thấy phạm vi độ sáng rộng hơn máy ảnh của tôi (Minolta 7Hi, A200, 5D, 7D, A700, A77, khác)

Trên hình ảnh HDR tối đa (phạm vi 10 ev giữa các trung tâm) mắt tôi có thể nhìn rõ hoặc tốt hơn so với máy ảnh.

Vùng không xuất hiện trong điều kiện ánh sáng cực yếu khi tôi có thể cần cho phép mắt tích hợp (trong khoảng 4 giây!) Trong khi tôi có thể nhìn vào một bức ảnh thiếu sáng và nhìn thấy hình ảnh ngay. Việc tôi có thể cần phơi sáng 10 giây sau đó không liên quan để xem.


Những thứ tốt khác


1
Wow :) điều này thực sự hấp dẫn.
Paolo

6
Nó thậm chí còn tồi tệ hơn thế này; bộ não tạo nên ngoại vi của hình ảnh tinh thần bằng cách sử dụng những gì nó nhìn thấy khi bạn di chuyển sự tập trung của mình xung quanh cảnh. Vì vậy, bạn nhìn thấy tất cả các chi tiết nổi bật của một vùng sáng hơn khi mắt bạn điều chỉnh cho điều đó, và sau đó nhìn thấy tất cả các chi tiết bóng tối của một vùng tối hơn. Tất cả điều này xảy ra trong một phần nghìn giây, vì vậy bạn không nhận ra rằng cảnh đang được dựng lại cho bạn.
Phil H

+1 Câu trả lời hay và khi bạn thêm vào đó, thực tế là chúng ta không "nhìn" bằng mắt, nhưng với bộ não của chúng ta, nó thậm chí còn phức tạp hơn.
whatsisname

Công cụ thú vị. Tôi nghĩ rằng có thể có một số hạn chế của các điều khoản ở đây, tuy nhiên. Tôi đã đọc những điều trong quá khứ (tôi sẽ cần tìm các liên kết) cho biết mắt có phạm vi động khoảng 24 điểm dừng hoặc hơn, nhưng phạm vi tương phản khoảng 20 hoặc ít hơn. Phạm vi động là phạm vi độ nhạy ENTIRE của thiết bị cảm biến, trong đó phạm vi tương phản thường được sử dụng để chỉ ra một phần của tổng phạm vi động đang được sử dụng. Điều đó sẽ có ý nghĩa, với điều kiện là mắt có thể phát hiện ít nhất là một photon (giới hạn DR thấp hơn) cũng như hàng triệu photon dưới ánh sáng mặt trời.
jrista

Do đó, sẽ có ý nghĩa khi DR của mắt người giống như 2 ^ 24 (16 triệu) ... tuy nhiên giống như DR của máy ảnh, người ta không thể sử dụng tất cả các dải động mà phần cứng có khả năng mọi lúc Bạn phải nén DR có sẵn vào một phạm vi tương phản hẹp hơn để vừa với thiết bị xem ... khoảng 8-10 điểm dừng cho màn hình máy tính và 5-7 điểm dừng để in. Bản chất của độ tương phản thay đổi trong toàn bộ dải động của thiết bị sẽ khai sáng cho người đọc lý do nó được gọi là động .
jrista

11

Nói một cách ẩn dụ, có thể là do bộ não không "nhìn thấy" một hình ảnh duy nhất, mà kết hợp một hình ảnh dựa trên một loạt các "bức ảnh" liên tục từ mắt khi chúng di chuyển xung quanh cảnh.

Mỗi "bức ảnh" này được "chụp" với "khẩu độ" thay đổi, để tối đa hóa phạm vi động tổng thể của "hình ảnh" cuối cùng.

Bạn có thể nghĩ về quá trình tinh thần như một sự pha trộn của toàn cảnh và HDR nếu bạn thích. : o)


2

Câu hỏi này không thể được chuẩn hóa bởi vì dải động của mắt luôn luôn dịch chuyển để điều chỉnh theo cường độ ánh sáng, không chỉ bởi '' khẩu độ của con người '' mà còn với độ nhạy của não đối với những gì mắt đang nhìn. Nó giống như một máy ảnh với các bộ xử lý khác nhau, sử dụng độ nhạy sáng nhất khi nó muốn và sử dụng độ nhạy cao nhất với bóng tối khi nó muốn. Tôi nghĩ rằng phạm vi năng động của mắt là khoảng 22 đến 24 EV.

Tôi đã bị thu hút bởi câu hỏi này trong một thời gian. Cố gắng chụp ảnh một quầy triển lãm màu trắng sữa với các tấm hộp đèn từ các góc khác nhau mà không cần phải đặt khung để phơi sáng và sau đó đặt khung cho cân bằng trắng riêng biệt và sau đó xử lý chúng sau. Nó là không thể.

Giống như mắt điều chỉnh cân bằng trắng về mặt tâm lý và đó là lý do tại sao thuật ngữ '' cần một đôi mắt mới '' đó là vì nhận thức thị giác cũng là một yếu tố.


1

Lý do chính cho điều này là mắt người đăng ký độ sáng theo thang logarit, trong khi các cảm biến kỹ thuật số là tuyến tính. Hãy xem trang web này khoảng một nửa để biết thêm thông tin.


0

Câu trả lời hàng đầu ở đây là tốt nhất, trong khi đó có một số ý kiến ​​không chính xác. Mắt không có được dải động lớn do chuyển động của mắt và điều chỉnh nhanh. Hãy thử thí nghiệm trong đó bạn giữ mắt cố định tại một điểm và với đôi mắt cố định lưu ý những gì bạn có thể nhìn thấy trong tầm nhìn ngoại vi gần của bạn ở những vùng sáng hơn hoặc tối hơn nhiều. Hãy thử khắc phục các điểm có độ sáng khác nhau để thấy rằng thực sự mọi thứ rơi vào mức ánh sáng bình thường đều rõ ràng đối với bạn. Vì bạn tập trung và cố định tại một điểm, chuyển động của mắt không thể giải thích cho thực tế là bạn vẫn có thể dễ dàng nhận thấy các vật thể sáng và tối ở ngoại vi gần bạn. Chụp ảnh với các máy ảnh tốt nhất và điều này sẽ không phải là sự thật từ xa.

Tất nhiên, mặt trời và các nguồn sáng khác quá sáng khi chúng ở gần trung tâm tầm nhìn của bạn, và đi từ ánh sáng trong nhà sáng vào bóng tối cũng quá nhiều. Dựa trên sự so sánh với các máy quay video đô la rất cao được sử dụng cho thể thao, cũng như máy ảnh kỹ thuật số đô la cao, con số 24 điểm dừng rất có thể đúng.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.