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爱活3000问 | 为何用了最接近人眼的成像焦段 拍出来的照片还是和看到的不一样?

 鹩歌 2019-05-22

小编是城市规划师,作为蓝星上面吃饱了撑到要改善大家生活样式的一群人,当年也被LANDSCAPE DESIGN虐的死去活来。虽然学了满腹空间设计论也做了一些项目,但现在接单时仍旧会犯怵。直到最近入了摄影坑,才发现我们在研究空间之前首先要解决“人眼会骗人”的问题。

人像摄影中最有人气的两个镜头焦段无疑是35mm/50mm(在135画幅下),其理由是这两个焦段最接近人眼(单眼/双眼)成像焦段。可事实真的如此么?以35mm焦段为例,其对角线视角达到63°被认为是接近人的双眼成像。然而体验一下自己的“成像范围”明显超过了100°,大家可以用手掌遮住眼睛后慢慢向两侧打开估算自己的视场角度。

那么问题就来了,以光学透镜参数量化人眼成像究竟该怎么算?

为了解开这个问题,当年全班卫生知识课生物课连年满分的我特意找来了人眼生物结构。得知人眼光学结构非常复杂且成像原理与相机不同,研究其结构时经常用到一种称为“简化眼”的模型。对其计算后可知人眼前焦距等于约17mm,后焦距等于约22mm。

那么问题又双来了,17mm~22mm焦段在摄影器材中属于超广角焦段,一只成像素质上尚可的超广角镜头动辄都要万元以上,而其拍出的画面冲击力绝对超过人眼所见。这个原因嘛,我们常说人要相信自己的眼睛,其实你的眼睛无时无刻不在骗你。

你看到的不是你看到的,作为一只工程师,让我用高端大气上档次的说法来总结这个问题:图形(物体)≠视网膜成像≠可认知视觉信息≠心理视觉信息。简单来说,人的成像单元=视网膜的像素密度并不均等,成像神经元集中在人眼中部。结合眼球构造与心理因素造成了人对视觉信息的认知集中在实际物理成像的中部。

如果上面的描述还是过于抽象,你可以找来放大镜去学习2016年度维密写真集莫言先生的高雅文学作品就明白是怎么回事了。人眼就像一只放大镜/鱼眼镜,重点放大了中央的事物。

所以说嘛!我没有注意到旁边的你完全是因为盯着对面的美女目不转睛视网膜成像单元集中在正面区域而周边视觉信息被缩小了。

那么问题又双叒来了,既然我们搞懂了人眼成像并非扁平,那做空间设计时是否需要重新审视传统手法?

实际上,心理因素、嗅觉/听觉与感官信息甚至包括情绪都会影响到人对空间环境的认知。有研究表明人类对空间的认真范围会随着年龄的增加发生变化,也就是说你我所感受到的空间信息是无法共享给幼儿园的熊孩子们的。所以说小屁孩不懂大人世界的复杂啊!

这套理论还可以用来评价人与人之间的关系。比如说小编身高187cm以常见成年男子身高套用视觉公式计算,视野中的人距离他距离超过12米时此人将不会引发男子的注意。所以说,世上最远的距离不是远离千里而是超过十二米。在设计景观/空间时也应该根据成像物的特性、大小来考虑利用者的角度与距离。

好了,接下来要解释空间设计是如何欺骗我们的眼睛的。这里要引用日本关于接近空间的系统理论,所谓接近空间,是指建筑物与相邻平面之间的空间设计,同时也是城市建筑规划所要考虑的基本要素之一。这部分内容就会比较艰涩难懂了,想要继续的读者请翻页。

接近空间理论:

引自东京大学研究报告「集落空間の定量化手法と空間知覚・視覚的な尺度について」,构成城市建筑空间(外部)的基本要素并定义为:区划境界、人口分布、空间轴、空间中心点、空间网络。

为了将城市空间数值化、模型化,可以采取在等高线地图基础上记录建筑物信息的规划方法。这种地图称之为“城市构造图”。构成城市构造图的基本要素是:住宅区域、住宅以外区域、道路网、广场、中心设施(功能设施)、城壁以及地形。

此外,住宅内空间与住宅外空间的评价手法有所区别。受建筑设计、生活方式、社会文化等要素影响人类的空间认识能力存在差距。由此,可以使用开放度、闭锁度、视觉距离等要素制作空间开闭分布图对接近空间进行量化评价。

常用的接近空间评价手法有“SD(Semantic Differential)法”与“一对比较法”。

SD法是对“空间印象”进行评价的手法。收集人的主观感受:视觉、味觉、嗅觉、听觉、触觉等感官来对接近空间的“氛围”与“感觉”进行描述。

SD法将空间分为物理空间与心理空间,由空间解析来对人的主观感受进行分级。操作手法上一般采用案卷调查。

一对比较法是以建立数值化计算模型为目的,以图形分析为手段的空间分析手法。其中以“立体角量”为切入点的分析技法所受到的评价较高。

因经验、文化、知识的不同,物理空间与心理空间存在个人差。因此,需要对空间进行立体角量分析。

当下流行的立体角量模型由高桥式总结而来。其定义为:以视点为中心建立三维球体,将其称为“全球”。此球的立体角为4Π,将4Π定义为100%,球体内任何物体的立体角量转换为百分数后便是此物体的立体角量(0~100%)。

考虑立体角量时要考察以下要素:天空、建筑物、地面。其中天空的立体角量为天空量、地面的立体角量为地面量、建筑的立体角量为建筑量。同样的,诸如植被的立体角量可称为植被量。

视角 α

立体角 4π 〖six^2 n〗*〖π/4〗

立体角量 (〖six^2 n〗*〖π/4〗 )×100

人眼的立体角量计算,可以参考鱼眼镜头相机的结构。由此可以推断出人眼视觉特性:人眼视觉信息可分为两种,焦点视觉与环境视觉。

人眼所观测的视觉信息并非恒定,人眼的转动、身体的移动、光线的突然变动都会影响视觉信息。由此带来了“可认知视觉信息”与“物理视觉信息”的差别。

物理上来说,人眼集中对焦于一点时可以看到约为149°的视野范围,当人眼转动时最大可以看到180°视野范围。将单位化为立体角量的话为33%~50%。

以鱼眼镜头结构进行人眼成像分析,可以体现视网膜的成像面积与人主观上的视觉面积的差别。这受人的主观意识与潜在意识的影响。这里需要强调的是图形(物体)≠视网膜成像≠可认知视觉信息。

人的空间感觉由:宽广度、距离、深度、方向、位置这几个物理要素构成。此外,听觉、嗅觉、触觉、味觉之类的心理要素以及内脏感觉(饿肚子等)会在空间感觉的基础上构成可认知空间感觉。

人的空间感觉存在个体差,这由个人情况所定。这个影响人空间感觉的因素成为“个人尺度”,由:身体尺度、步行尺度、感觉尺度、时间尺度构成。

人对空间深度的认知存在个人差,这称为“认知距离”的差别。有研究标明随着年龄的增长与心理的成熟,小学中各年级的小学生对体育馆内部认知距离也会发生变化。

人对事物的感受因实际相隔距离变化,而每种感官受物理距离变化影响程度不同。对于同样的物理距离变化,味觉感受受到影响最大(气味),而视觉感受受到影响最小(光线、对焦)。对于物理变化所造成的感官影响从大至小排序为:味觉、触觉、嗅觉、听觉、视觉。

对于外部空间,建筑物之间的间隔D(道路宽度)与建筑物的高度H的比例会对人造成不同的心理影响。D/H的数值会决定认知空间的封闭性。D/H变大,封闭性就会逐渐消失开房感会逐渐提升。D/H变小,封闭会渐渐增大。

关于D/H,芦原义信说明如下:建筑从大的方面来说可以分为周围“墙体”向内收敛或者内部空间向外发散的两种类型。由此产生了空间的“积极性”与“消极性”。

作为评价D/H的一个参考点,是心理上对空间认识的变化点。D/H大于1的时候,会产生远离的感觉。D/H=1的时候,是高度与宽度的平衡点。而D/H>4的时候,“墙体”的概念将逐渐消失,人将不再会感觉到自己身处于一个区划之内。而D/H<1的时候,相邻的建筑物在感官上会连接在一起,不在有独立分隔的感受。

这个手法除了在接近空间设计之外,还可以用于人与人之间关系的评价。由此推算身高180cm的两人距离间隔12m以上时将不再引起对方的注意。

不同视角下对建筑物的认识

所以人眼对物体的识别其实是很受环境因素影响的,正因为如此很多建筑设计师才会使用很多视觉上的欺骗方法来达到更出彩的空间设计,同样的道理也可以用在摄影中。你以为你所看到的,和按下相机快门最终成像出来的还真完全不一样,“所见即所得”本身就是不可能的。反之,你以为照片中的场景很漂亮,但实际走访才发现照片上全都是骗人的,这不是早就司空见惯了吗?

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