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你的眼睛大概相当于什么级别的相机?丨冷知识

 JieZHoun 2017-07-29

其实眼睛和相机有很多相似的地方,例如瞳孔相当于镜头的光圈,控制进光量的大小;晶状体就当于镜片,光线通过这里进入眼球;视网膜就像相机的感光元件,在这里接收透进来的光信号。

如果把人的眼睛比作一部相机的话,那它有可能是性能最为强劲的一部,虽然参数不一定最强。

首先,从像素角度来理解,人眼的分辨率非常高,因为人眼有1.2亿个视杆细胞,500万左右的视锥细胞,所以严格来说,人眼可能是上亿像素的数码相机。

但也仅仅是可能,那必须得是保证每个杆状细胞和锥状细胞都能接收到像点的情况下,当然几乎不存在,所以这只能是一个广义的理解。

其实人眼分辩率最高的区域在视网膜上只占很小一点,只有眼睛中央10°左右的范围最清晰,也就是视黄斑部分,到了周围的分辨率就会大大下降。

所以有的科学家推算出,单眼分辨率也就在130万-180万之间。

从感光度来看,人眼并不像相机ISO那样有着明确的分级,但是人眼有着强大的调节适应自然光线的能力。

一般情况下在进入弱光环境中的15秒后,视网膜上视紫红质水平会提高;半个小时后,眼睛就变得对光线极为敏感。实际上,人眼在夜晚对光线的敏感度,可以达到白天的600倍。

如果我们拿人眼和胶片感光度相比的话,胶片所能达到的最低感光度为ISO 25,也就是说人眼的感光范围可以达到ISO 25到ISO 15000。

如果拿数码感光元件相比于人眼,假设数码感光元件所能达到的最低感光度为ISO 100,那么人眼的感光范围就是ISO 100到ISO 60000。

其实在自然界,人眼的ISO还不算很强,因为猫头鹰在伸手不见五指的黑夜中都能发现远处的田鼠!

从光圈角度来看,由于光孔的计算涉及到瞳孔的物理孔径和焦距,公式为光孔F值=焦距/入瞳直径。瞳孔的最大孔径可以达到6-7mm,可以视为最大物理孔径。

但是在考虑人眼焦距时,必须考虑到眼睛内部液体的光折射特性,光线穿过眼睛与穿过相机是有分别的,不能把它当作普通镜头来处理。

所以最后的结果是在极亮的光照下,人眼的光圈值大概是F/8.3,在黑暗中,则可以达到F/2.1。

但目前还是有疑问,因为如果根据入射光来计算,即我们真正的视觉,眼球会变长,最小值应为F3.2。

从广角方面分析,因为眼球的光学成像部分非常复杂,难以通过简单的分析或者计算来获取相应的参数。

根据科学调查,得知平时分析眼球的时候经常会使用一种叫做“高尔斯特兰简化眼”的模型。通过这种模型的计算,可以得知眼球光学部分相当于5.7mm焦距的相机镜头。乘以2.9x的“焦距转换倍率”,我们可以得到答案为16.53mm。

也就是说人眼的实际视角如果折算成全画幅镜头,应该是一支16mm的超广角镜。

从对焦速度上看,这个人眼比较厉害,可以靠睫状肌可以改变晶状体的形状改变焦点位置。

对焦速度极高,在0.5秒内就能完成从最远到最近的切换,永不跑焦,市面上无一部相机可及。非近视的情况下,景深极大。

但是镜头有变焦的,人眼就没有办法了。

综上所述,人眼大约等效于一台50毫米焦距,光圈F3.2-F8.3可变,16mm超广角,ISO 100到ISO 60000,在0.5秒内就能完成从最远到最近的切换,永不跑焦的相机。

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