人間の目のダイナミックレンジは、デジタルカメラのダイナミックレンジと比較してどうですか?


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DxOテストによると、カメラのダイナミックレンジは10〜12ストップです。あれは正しいですか?ノイズはいくつかの低い値を完全にねじ込む可能性があります(いくつかのストップの損失を簡単にもたらします)。

また、ノーマンコーレン氏は、デジタルカメラの元のダイナミックレンジは9〜11ストップになる可能性があるが、印刷物には「6.5」ストップしかないと述べています。

ウィキペディアによると、ダイナミックレンジに関するセクションでは、人間の目のコントラスト比は約6.5ストップです。その場合、高ダイナミックレンジのシーンを記録するカメラよりも人間の目が明らかにはるかに優れているのはなぜですか?


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ダイナミックレンジの問題は、人間の目は最新のカメラやレンズと比較してどうですか?、しかしこの特定の部分は実際には答えられませんでした。広範な質問は広すぎる可能性があるため、合理的な独立したフォローアップの質問だと思います。
mattdm

回答:


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これは非常に良い質問であり、答えは数百ページを埋めることができます。実際、答えはすでに数百ページを埋めています。

簡単な答えは、よく引用される数字が間違っているため、あなたが引用している数字は明らかな現実に同意しないということです:-)。読む ...

このテーマに関してはインターネット上で多くのものが利用可能であり、品質は相変わらず広く変動します。また、サイト間の多くの「事実」のオウムがあり、ウィキペディアの数字のような数字は十分に一般的ですが、ウィキペディアの数字が極端に間違っており、数字をかなり過小評価していることを示唆する非常に理性的な議論がいくつかあります。

目は絶対レベル検出器ではなくコントラスト検出器として機能することに注意することが重要です(デジタルカメラセンサーなど)。比較には注意が必要です。

刺激、化学的順応、および他のすべてのトリックにより、アイシステム全体の絶対ダイナミックレンジは20ストップをはるかに超えているようです。各ストップは2の係数であるため、2 ^ 20または約1,000,000:1を超えます。上端では、太陽が明るすぎます!!!。下端では、暗い順応した目が単一の光子を検出できます。D3S(D4よりもパフォーマンスが良い)には問題があるかもしれません。(それはすべての光子ではないことに注意してください-毎秒数個の光子に達すると、それらの多くは非センサー領域に当たり、検出されません。記録できます。)

しかし、私は脱線します:-)。アイダイナミックレンジなどについて説明している非常に優れたページのようです。

段落の見出しは注目に値します:

人間の目の
視力の解像度と印刷物の詳細の解決に関する注意
目は何メガピクセル相当ですか?
人間の目の感度(ISO相当)目
のダイナミックレンジ目
の焦点距離

作家は、適応や刺激によって感度を変化させない目のダイナミックレンジは、低光条件で約1,000,000:1であると主張しています。つまり、上記の「十分に大きい」下限と同じくらい大きい。次に、彼は以下にコピーされているように、この主張を正当化します。これは一見するとかなり説得力があるように思えます。引数に欠陥があるかもしれませんが、それは問題ないようであり、これはすべての光レベルに適用されるという意味ではありません。

以下に簡単な実験を示します。満月の晴れた夜に星図で出かけましょう。目が調整されるまで数分待ちます。今、あなたの視野で満月を見ることができるときに検出できる最も暗い星を見つけます。月と星を真上(天頂)の約45度以内に制限してみてください。

街の明かりから晴れた空があれば、おそらく3等星を見ることができます。

満月の恒星光度は-12.5です。

等級2.5の星を見ることができるなら、あなたが見ている等級範囲は15です。

5等級ごとに100の係数であるため、15は100 * 100 * 100 = 1,000,000です。

したがって、この比較的暗い場所でのダイナミックレンジは約100万対1であり、おそらくそれより高いです!

しかし、通常の昼光レベルでの実験に対する私からの提案があります。

  • 暗い領域と非常に明るい領域がうまく混合したシーンを見つけます-理想的には、明るさの島の近くの孤立した島としていくつかの暗い領域を持ちます。例としては、木々を通して日陰の強い日陰に差し込む日光が挙げられます-いくつかの小枝や日陰の濃い場所が役立ちます。

  • 目が一般的な照明レベルに順応するようにします-太陽が輝いている近くの明るい場所を凝視せず、特に暗い領域に焦点を合わせないでください。

  • 最も暗い領域の詳細をどれだけよく見ることができるかに注意してください-暗闇のレベルは黒にフェードします。

  • 明るい場所で同じことを試してください-太陽に向かって見ると、細部が洗い流され、合理的にそれ以上見ることができない場所があります。

  • 暗闇と明かりの間のシーンを前後に目を向けて、Fストップを変更する適応メカニズムを停止しようとします。

  • 次に、シーンの写真を撮ります。「正しく」露出すると、見ることができる最も暗い領域が写真に表示され、区別できる最も明るいハイライトが洗い流されなくなります。

  • 装備がある場合は、写真間のfストップの変動が最大になるHDR写真を撮ります。(私のソニーA77は5evステップを許可します。)

私の経験では、私の目は常にカメラよりも広い輝度範囲を見ることができます(ミノルタ7Hi、A200、5D、7D、A700、A77、その他)

最大のHDR画像(中心間10 ev範囲)では、カメラと同じかそれ以上の目で見ることができます。

これが表示されないように見えるエリアは、目を統合する必要があるときに非常に暗い場所にあります(最大約4秒かかります)。すぐに。私が10秒の露出を必要としていたかもしれないという事実は、それから見るために無関係です。


その他の非常に良いもの:


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うわー、これは本当に魅力的です。
パオロ

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これよりもさらに悪いです。脳は、シーン内でフォーカスを移動するときに見えるものを使用して、メンタルイメージの周辺を構成します。そのため、目で調整すると明るい領域のハイライトの詳細がすべて表示され、暗い領域のシャドウの詳細がすべて表示されます。これはすべてミリ秒単位で行われるため、シーンが再構築されていることに気付かないでしょう。
フィルH

+1良い答えです。目で「見る」のではなく、脳で見るとさらに複雑になります。
-whatsisname

興味深いもの。ただし、ここでは用語の混同があるかもしれません。過去に、目が約24ストップ程度のダイナミックレンジを持っているが、コントラストレンジが約20以下であることを示したもの(リンクを見つける必要があります)を読みました。ダイナミックレンジはセンシングデバイスの感度範囲全体であり、コントラストレンジは通常、使用されているダイナミックレンジ全体の一部を示すために使用されます。目が単一の光子(DRの下限)だけでなく、明るい日光の下で何百万もの光子を検出できることを考えると、それは理にかなっています。
jrista

したがって、人間の目のDRは2 ^ 24(1600万)に近いということは理にかなっています...しかし、カメラのDRのように、ハードウェアが可能なすべてのダイナミックレンジを利用することはできませんずっと。表示デバイスに合わせて、利用可能なDRをより狭いコントラスト範囲に圧縮する必要があります。これは、コンピューター画面では約8〜10ストップ、印刷では5〜7ストップです。デバイスの全ダイナミックレンジ内の可変コントラストの性質は、ダイナミックと呼ばれる理由に読者を啓発するはずです。
jrista

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比phor的に、それは脳が単一の画像を「見る」のではなく、シーンを動き回る目からの連続した「ショット」に基づいて画像を構成するという事実によるかもしれません。

これらの「ショット」のそれぞれは、最終的な「画像」の全体的なダイナミックレンジを最大化するために、変数「絞り」で「撮影」されます。

必要に応じて、精神的なプロセスをパノラマとHDRのミックスと考えることができます。:o)


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この問題は、「人間の口径」だけでなく、目が見ているものに対する脳の感度によっても、目のダイナミックレンジが常に光の強度に合わせて変化するため、標準化できません。異なるプロセッサを搭載したカメラのようなもので、必要に応じて光に最も感度が高く、必要に応じて暗闇に最も感度が高くなります。目のダイナミックレンジは22〜24 EV程度だと思います。

私はこの質問にしばらく興味をそそられました。露出用ブラケットとホワイトバランス用ブラケットを別々に用意し、後で後処理することなく、さまざまな角度からライトボックスのシートを備えた乳白色の展示スタンドの写真を撮ってみてください。物理的に不可能です。

目が心理的にホワイトバランスに適応するように、それが「新鮮な目が必要」という用語です。これは、視覚も要因であるためです。


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これの主な理由は、デジタルセンサーが線形であるのに対して、人間の目は対数スケールで明るさを記録するためです。見てください、このサイトでのおよそ半押しの詳細情報について。


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ここで一番上の答えは最高ですが、いくつかの間違ったコメントがあります。目の動きと迅速な調整により、目はその大きなダイナミックレンジに到達しません。目を一点に固定したまま、実験を試してみてください。目を固定した状態で、周辺の視野を明るくしたり暗くしたりして、何を見ることができるかに注意してください。さまざまな明るさの点を修正して、通常の光レベルに該当するほとんどすべてのものが実際にはっきり見えることを確認してください。1つのスポットに焦点を合わせて固定しているため、目の動きは、周囲の明るい物体や暗い物体をまだ簡単に認識できるという事実を説明できません。最高のカメラで写真を撮ると、これは遠隔地では当てはまりません。

もちろん、太陽などの明るい光源は、ビューの中心に近いと明るすぎます。また、明るい屋内の光から真っ暗になることも多すぎます。スポーツに使用される非常に高額のビデオカメラや高額のデジタルカメラとの比較に基づくと、24ストップの数値はおそらく正しいでしょう。

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