Чувствительность глаза в ISO

[wayfarer]

Фотографические параметры человеческого глаза и некоторые особенности его строения

Чувствительность (ISO) человеческого глаза динамически изменяется в зависимости от текущего уровня освещения в пределах от 1 до 800 единиц ISO. Время полной адаптации глаза к тёмной обстановке занимает около получаса.

Количество мегапикселей у человеческого глаза составляет порядка 130, если считать каждый фоточувствительный рецептор за отдельный пиксель. Однако центральная ямка (fovea), являющаяся наиболее чувствительным к свету участком сетчатки и отвечающяя за ясное центральное зрение имеет разрешение порядка одного мегапикселя и охватывает около 2 градусов обзора.

Фокусное расстояние равняется ~22-24мм.

Размер отверстия (зрачка) при открытой радужной оболочке равно ~7мм.

Относительное отверстие равняется 22/7 = ~3.2—3.5.

Шина передачи данных от одного глаза до мозга содержит порядка 1.2 миллиона нервных волокон (аксонов).

Пропускная способность канала от глаза до мозга составляет около 8-9 мегабит в секунду.

Углы обзора одного глаза составляют 160 x 175 градусов.

В сетчатке глаза человека содержится приблизительно 100 миллионов палочек и 30 миллионов колбочек. или 120 + 6 по альтернативным данным.

отсюда: http://glowlight.livejournal.com/93385.html

[dims]

Точно также и с реакцией - короткосрочное событие (например, вспышка молнии, не говоря уже о помехах в одном кадре) прекрасно видно, хотя оно и короче времени накопления сигнала в глазе (которое вроде бы составляет 0.1 сек), но увидеть по отдельности две молнии, вспыхнувшие одну за другой

Да, мне в точности так же кажется.

[halx]

а что ее опрашивает как не мозг....

Многочисленными опытами (из них самый красивый и демонстративный опыт Ярбуса с объектом на контактной линзе) показано, что имеется обратная связь мозга с глазодвигательными мышцами, но не с сетчаткой.
Так что считать, что мозг управляет светочувствительностью или разрешающей способностью пока нет оснований.

Я так и сказал, мозг не управляет физикой (физиологией) процесса. Зато управляет анализом динамики возбуждений в ретине. Для регистрации единичных фотонов в идеальном случае достаточно, чтобы возбудились 5-9 палочек. Иначе они будут отфильтрованы как шум. "Шевеля глазами" мы создаём положительный фидбэк, позволяющий мозгу увидеть слабый объект тонущий в шумах.

[dims]

Всё-таки не верится. Если у глаза ISO 800 после часовой подготовки, то почему глазами я при комнатном освещении всё нормально вижу и сразу, а в фотоаппарате вынужден использовать вспышку? Почему вечером приходится использовать штатив? Неужели, если использовать плёнку 800, всё это станет ненужным?

[echech]

Всё-таки не верится. Если у глаза ISO 800 после часовой подготовки...

Мне кажется это сильно заниженная и некорректная оценка.

[Бородатый Кабан]

Лично мне более достоверной представляется ранее приведённая оценка ISO 16000, нежели 800. Провести собственные эксперименты пока руки не доходят , хотя, казалось бы, что может быть проще - ночью после темновой адаптации в зашторенной комнате (а ещё лучше - в тёмной-тёмной деревне вдали от городской засветки под звёздным небом) при диафрагме 3.5-4.0 подобрать такую выдержку, чтобы полученный кадр был сопоставим с визуальной картиной... Понятно, что результат может варьироваться в разы в зависимости от устройства отображения этого кадра, но нам важен порядок максимальной эффективной чувствительности глаза, а не его точное значение.
Кстати, чуть не забыл: во время мартовской поездки на ГАС ГАО снимал зодиакальный свет с выдержкой 1212 с (20.2 мин.), f/4, ISO 200, F=16mm (24mm @ 35mm), и на экране камеры его яркость выглядела сопоставимой с визуальной яркостью, что даже при времени накопления глазом 1 сек. (!) даёт чувствительность ISO 200*1212=242400! Не слАбо... И ведь это ещё без особой адаптации... С другой стороны, попавшая в кадр М31 выглядит так, как невооружённым глазом её не увидеть никогда (разве что через N млрд. лет, когда она подлетит поближе ). Так что нужно использовать более строгую методику измерений и сравнений.

По поводу периодического опроса "матрицы" мозгом - не согласен с данной концепцией. Т. к. мозг по сути - параллельный "процессор", "картинку" от глаза он получает непрерывно и параллельно, но не всю сразу в максимальном разрешении, а только ту её часть, на которой в данный момент времени сконцентрировано внимание (остальная часть поля зрения, как уже было отмечено ранее, представляется лишь "в общих чертах"). Так что время накопления определяется исключительно электрическими свойствами палочек и колбочек и составляет максимум десятые доли секунды; подозреваю, что их внутреннее сопротивление (и/или сопротивление "нагрузки" - зрительного отдела мозга) весьма невелико (или велики потери в среде передачи - зрительных нервах), и заряд, получаемый от слабого источника света, не успевая накопиться до уровня, достаточного для преодоления "шумодава", стекает "на землю".

P.S. А желудок беречь надо, особенно в походе, особенно от неправильно приготовленных потенциально опасных продуктов, а то, не ровен час, розовые крокодилы по небу полетят... Рад, что всё закончилось благополучно.

[halx]

Опыты показывают, что химическая реакция в палочке происходит от единичного фотона (прямо вынимали их и меряли ток напрямую). Так что предельное ISO - больше некуда. Далее уже вопрос к нервным клеткам в ретине, которые отказываются "открываться" на сигнал от единственной палочки. Именно поэтому ночное зрение размазаное - несмотря на тройное преобладание палочек. На точку картинки мозг получает сигнал от целой толпы палочек и не может точно определить её (точки) реальное положение.

С зодиакальным светом - всё просто. У него площадь огромная, деталей - минимум, поэтому задействуется много палочек да ещё и в движении (вы же не пялитесь в одну точку как ПЗСка, а осматриваете его). А вот с мелкими и точечными объектами будет 800.

Кстати, нетрудно догадаться, что общераспространённое мнение, что туманности лучше видны при большем увеличении благодаря росту контраста за счёт потемнению фона - верны только частично. Поэтому некоторые товарисчи спорят с этим утверждением - попросту не научились ещё эффективно смотреть вместо того чтобы "пялиться"  .

Насчёт комнаты - тот же принцип, плюс - память. Мозг с удовольствием достраивает картинку в темноте, если имел о ней информацию при свете (казусов с этими псевдокартинками - миллион, неужели никогда не замечали за собой? ).

[bolzen]

Перечитал посты в этой теме. Очень интересно получилось, познавательно.

Возник вопрос такого рода: палочки\колбочки сами посылают сигналы в участок мозга, ответственный за обработку картинки, или мозг сам когда хочет считавет инфу?

Как следует из обсуждения накапливать глаз фотоны не может, тогда может быть есть возможность хоть какого увеличения времени экспозиции (реже считывать)? Тогда можно было бы медитацией какие-нибудь результаты получить.

[Mihail Sedyh]

Как следует из обсуждения накапливать глаз фотоны не может, тогда может быть есть возможность хоть какого увеличения времени экспозиции (реже считывать)? Тогда можно было бы медитацией какие-нибудь результаты получить.

Исходя из моего опыта (см. выше) уменьшение частоты "считывания" не ведет  к увеличению времени "экспозиции".

[dims]

Возник вопрос такого рода: палочки\колбочки сами посылают сигналы в участок мозга, ответственный за обработку картинки, или мозг сам когда хочет считавет инфу?

Палочки и колбочки -- справа. Свет падает слева. Палочки и колбочки -- это разновидность нейронов. В сетчатке есть и другие. Первые сами посылают сигналы вторым. Сигналы обрабатываются, прежде, чем пойти в основной мозг. Сюда, скорее всего, основной мозг не вмешивается.