Size bir soru sorayım: Vinil plakun bit hızı ve bit derinliği nedir?
Kameralar, CCD'lerine yansıtılan görüntüyü mümkün olduğu kadar inançlı şekilde üretmek için tasarlanmış cihazlardır. İnsan gözü, amacı sadece hayatta kalmayı geliştirmek olan gelişmiş bir cihazdır. Oldukça karmaşık ve çoğunlukla sezgisel olarak davranıyor. Çok az benzerlikleri var:
- Işık odaklama için optik yapı
- Yansıtılan ışığı algılamak için alıcı bir zar
Retinanın fotoreseptörleri
Gözün kendisi olağanüstü değil. Milyonlarca fotoreseptörümüz var, ancak beynimize fazladan (ve aynı zamanda belirsiz!) Girdiler sağlıyorlar. Çubuk fotoreseptörleri ışığa karşı oldukça hassastır (özellikle spektrumun mavimsi tarafında) ve tek bir fotonu algılayabilir . Karanlıkta, scotopic vision adı verilen bir modda oldukça iyi çalışırlar. Alacakaranlıkta olduğu gibi parlaklaştıkça, koni hücreleri uyanmaya başlar. Koni hücreleri ışığı algılamak için minimum 100 foton gerektirir. Bu parlaklıkta, hem çubuk hücreler hem de koni hücreleri, mezopik görme denilen bir modda aktiftir. Rod hücreleri şu anda az miktarda renk bilgisi sağlar. Parlaklaştıkça, çubuk hücreleri doygun hale gelir ve artık ışık detektörleri olarak işlev göremez. Buna fotografik görme denir ve sadece koni hücreleri işlev görür.
Biyolojik materyaller şaşırtıcı şekilde yansıtıcıdır. Hiçbir şey yapılmazsa, fotoreseptörlerimizden geçen ve gözün arkasına çarpan ışık, açılı olarak yansıtacak ve çarpık bir görüntü oluşturacaktır. Bu, melanin kullanarak ışığı emen retinadaki son hücre tabakası ile çözülür. Mükemmel gece görüşü gerektiren hayvanlarda, bu katman kasıtlı olarak yansıtıcıdır, bu nedenle fotoreseptörleri özleyen fotonlar geri dönerken onları vurma şansına sahiptir. Bu yüzden kedilerin yansıtıcı retinası var!
Bir kamera ve göz arasındaki diğer bir fark, sensörlerin bulunduğu yerdir. Bir kamerada, hemen ışık yolunda bulunurlar. Gözünde her şey geriye doğru. Retina devredir arasındaki fotonlar, tüm hücreleri sıralar ve kan damarlarının bir tabakası boyunca geçmeden önce son olarak bir çubuk ya da koni isabet gerekir, böylece, ışık ve fotoreseptörleri. Bu, ışığı hafifçe bozabilir. Neyse ki, gözlerimiz otomatik olarak kendilerini kalibre ediyor, bu yüzden ileri ve geri sıçrayan parlak kırmızı kan damarlarıyla bir dünyaya bakıp kalmıyoruz!
Gözün merkezi, tüm yüksek çözünürlüklü alımların gerçekleştiği yerdir, çevre giderek daha az ve daha az renk körü (az miktarda ışığa ve harekete daha duyarlı olmasına rağmen) daha az ve daha az hassas olur. Beynimiz, dünyadan en fazla ayrıntıyı alabilmemiz için gözlerimizi çok karmaşık bir düzende hızlı bir şekilde hareket ettirerek ele almaktadır. Bir kamera aslında benzer, ancak bir kas kullanmak yerine, her bir CCD reseptörünü sırayla hızlı bir tarama düzeninde örnekler. Bu tarama sakkadik hareketimizden çok daha hızlı, ancak bir seferde sadece bir piksel ile sınırlı. İnsan gözü daha yavaştır (ve tarama ilerici ve ayrıntılı değildir), ancak bir kerede çok daha fazla zaman alabilir.
Retinada ön işleme
Retinanın kendisi aslında oldukça fazla ön işleme yapıyor. Hücrelerin fiziksel düzeni, en alakalı bilgileri işlemek ve çıkarmak için tasarlanmıştır.
Bir kameradaki her piksel 1: 1 oranında saklanan dijital pikseli haritalayana (en azından kayıpsız bir görüntü için) sahip olsa da, retinamızdaki çubuklar ve koniler farklı davranır. Tek bir "piksel" aslında alıcı alan adı verilen bir fotoreseptör halkasıdır. Bunu anlamak için, retinanın devrelerinin temel bir anlayışı gereklidir:
Ana bileşenler, her biri tek bir bipolar hücreye bağlanan ve ardından optik sinirden beyine ulaşan bir gangliona bağlanan fotoreseptörlerdir. Bir ganglion hücresi, bir orta çevre alıcı alan adı verilen bir halkada, birden fazla bipolar hücreden girdi alır. Halka ve halkanın çevresinin karşıt gibi davranması durumunda merkez. Merkezi aktive eden ışık gangliyon hücresini uyarır , oysa çevreleyen aktive edici ışık onu inhibe eder (merkezde, çevresel olmayan bir alan). Bunun ters çevrildiği ganglion hücreleri de vardır (merkezden uzak, ortada).
Bu teknik keskin bir şekilde kenar algılamayı ve kontrastı iyileştirerek işlemdeki keskinliği feda eder. Bununla birlikte, alıcı alanlar arasındaki örtüşme (tek bir fotoreseptör, çoklu ganglion hücrelerine girdi olarak davranabilir), beynin gördüklerini ekstrapolasyon yapmasına izin verir. Bu, beyne doğru ilerleyen bilgilerin zaten, optik sinire doğrudan bağlanan bir beyin-bilgisayar arayüzünün tanıyabildiğimiz hiçbir şeyi üretemediği noktaya kadar yüksek oranda kodlandığı anlamına gelir. Bu şekilde kodlanmıştır, çünkü diğerlerinin de söylediği gibi, beynimiz inanılmaz post-işlem kabiliyeti sağlar. Bu doğrudan gözle ilgili olmadığı için, onları fazla ayrıntılandırmayacağım. Temelleri, beynin, her biri korteksin daha derin bölgelerinde, her bir çizgiyi (kenarları), daha sonra uzunluklarını, sonra hareket yönlerini tespit etmesidir,sırasıyla yüksek çözünürlüklü renk ve hareketi işlemeye yarayan ventral dere ve dorsal dere .
Fovea centralis Diğerleri işaret olarak bizim keskinliğinin en nereden geldiğini olduğu, gözün merkezi olup. Yalnızca koni hücreleri içerir ve retinanın geri kalanından farklı olarak gördüğümüze 1: 1 eşlemesi vardır. Tek bir koni fotoreseptörü, tek bir gangliyon hücresine bağlanan tek bir bipolar hücreye bağlanır.
Gözün özellikleri
Göz bir kamera olarak tasarlanmadığından, bu soruların birçoğunu istediğiniz gibi cevaplamanın bir yolu yok.
Etkili çözünürlük nedir?
Bir kamerada oldukça düzgün bir doğruluk var. Çevre, merkez kadar iyidir, bu yüzden bir kamerayı mutlak çözünürlükle ölçmek mantıklıdır. Öte yandan göz sadece bir dikdörtgen değildir, aynı zamanda gözün farklı kısımları da farklı doğrulukta görür. Çözünürlük ölçmek yerine gözler en çok VA'da ölçülür . Ortalama 20/20 VA. 20/200 VA, sizi yasal olarak kör eder. Diğer bir ölçüm LogMAR'dır , ancak daha az yaygındır.
Görüş alanı?
Her iki göze de bakıldığında, 210 derece yatay görüş alanına ve 150 derece dikey görüş alanına sahibiz. Yatay düzlemde 115 derece dürbün görme yeteneğine sahiptir. Ancak, yalnızca 6 derece yüksek çözünürlüklü görüş sağlar.
Maksimum (ve minimum) açıklık?
Tipik olarak, öğrenci 4 mm çapındadır. Maksimum aralığı 2 mm ( f / 8,3 ) ila 8 mm'dir ( f / 2,1 ). Bir kameradan farklı olarak, pozlama gibi şeyleri ayarlamak için açıklığı manuel olarak kontrol edemiyoruz. Gözün arkasındaki küçük ganglion, siliyer ganglion, göz bebeğini ortam ışığına göre otomatik olarak ayarlar.
ISO denkliği?
Her birini farklı hassasiyete sahip iki fotoreseptör tipimiz olduğundan, bunu doğrudan ölçemezsiniz. En azından, tek bir fotonu tespit edebiliyoruz (bu, retinaya isabet eden bir fotonun bir çubuk hücreye çarpacağını garanti etmiyor). Ek olarak, 10 saniye boyunca herhangi bir şeye bakarak hiçbir şey kazanmıyoruz, bu nedenle ekstra pozlama bizim için çok az şey ifade ediyor. Sonuç olarak, ISO bu amaç için iyi bir ölçüm değildir.
Astrofotograflardan tahmin edilen bir oyun sahası tahmini 500-1000 ISO gibi görünüyor, gün ışığı ISO değeri 1 kadar düşük. Ancak yine de bu, göze uygulanacak iyi bir ölçüm değil.
Dinamik aralık?
Gözün dinamik aralık kendisi farklı faktörler scotopic, mezopik ve fotopik vizyon için devreye giriyor gibi dinamiktir. Bu , insan gözünün dinamik aralığı dijital kameralarla karşılaştırıldığında nasıl iyi bir şekilde araştırılıyor gibi görünüyor. .
Deklanşör hızına eşdeğer bir şeyimiz var mı?
İnsan gözü daha çok bir video kamera gibi. Her şeyi bir kerede alır, işler ve beyne gönderir. Deklanşör hızına (veya FPS) en yakın eşdeğeri , Titreme Füzyon Hızı olarak da adlandırılan CFF veya Kritik Füzyon Frekansı'dır. Bu, artan temporal frekanslı kesintili ışığın, tek bir katı ışığa karıştığı geçiş noktası olarak tanımlanır. CFF, çevremizde daha yüksektir (bu nedenle bazen eski floresan ampullerin titremesini yalnızca dolaylı olarak bakarsanız titreşir), ve parlak olduğunda daha yüksektir. Parlak ışıkta, görsel sistemimiz 60 civarında bir CFF'ye sahiptir. Karanlıkta, 10'a kadar düşebilir.
Yine de bu bütün hikaye değil, çünkü bunun çoğu beyindeki görsel sebattan kaynaklanıyor . Gözün kendisi daha yüksek bir CFF'ye sahiptir (şu anda bir kaynak bulamıyorum, ancak 100'ün büyüklüğünde olduğunu hatırlıyor gibiyim), ancak beynimiz işlem yükünü azaltmak ve bize daha fazla zaman vermek için bir araya geliyor geçici bir uyarıcıyı analiz etmek.
Bir kamerayla gözü karşılaştırmaya çalışıyor
Gözler ve kameralar, yüzeysel olarak aynı şeyi yapsalar bile, tamamen farklı amaçlara sahipler. Kameralar kasıtlı olarak belirli ölçüm türlerini kolaylaştıran varsayımlar etrafında inşa edilmiştir, oysa gözün evrimi için böyle bir plan yapılmamıştır.