Come viene aumentata la gamma dinamica sulle nuove fotocamere e perché l'occhio umano non viene espulso dalle alte luci come fanno le fotocamere?

Per la parte dell'occhio umano, la spiegazione è che non funziona come una macchina fotografica.

Non catturi una singola immagine ad alta definizione di tutto ciò che vedi. La maggior parte dell'occhio ha una risoluzione piuttosto bassa e c'è un solo punto la fovea ad alta risoluzione.

Copre un'area di 2 gradi e ottieni un'immagine chiara delle cose spostando l'occhio intorno e costruendo un'immagine chiara di ciò che vedi. Quando lo fai, cambi la quantità di luce che raggiunge la retina poiché l'esposizione è corretta per l'area su cui metti a fuoco.

Cerca la “mappa del calore per il monitoraggio dell'occhio umano” e le immagini e vedrai come l'occhio umano salta intorno e indirizza la parte che riteniamo interessante

Il abito nero e blu o bianco e oro ne è un esempio di come il nostro cervello manipoli le informazioni, un po 'userà lo sfondo sovraesposto come informazioni che sono sovraesposte e inconsciamente cambiano la percezione del colore per adattarsi alle condizioni di illuminazione percepite, ma altre no e ottieni un risultato diverso

Il Checker_shadow_illusion è un altro esempio di come guardiamo le cose. Due spaventi con lo stesso colore bianco o grigio a seconda della piazza circostante e dell'ombra chiara. Quindi in un'immagine semplice come quella, il tuo cervello fa molto per un'immagine. Se stampi l'immagine e ritagli i quadrati è molto chiaro che il colore è identico.
Questo è un chiaro esempio di come il nostro cervello manipola ciò che vediamo. Fai lo stesso quando guardi il mondo reale

Visione umana o persino interpretazione se un'immagine di uno schermo è molto complessa. Se risolve molti problemi ma aggiungi cose che non ci sono. Quindi è un sistema imperfetto ma molto utile.

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Allontanerò il lavoro di visione più come se si crea un panorama con molte immagini di una più piccola ciascuna esposta correttamente per ottenere una singola immagine di grandi dimensioni. Quindi hai l'esposizione corretta di ogni parte dell'immagine. Questo è molto più vicino a come un occhio umano guarda il mondo.

Con una maggiore potenza di elaborazione a bordo di una fotocamera, molti di essi utilizzano l'elaborazione ad alta gamma dinamica (HDR) per ottenere di più gamma dinamica. Il metodo HDR standard richiede l'acquisizione di più immagini con esposizioni diverse. Supponiamo che una scena abbia livelli di luminosità da 1 – 1000. La gamma dinamica della fotocamera può distinguere solo 1 – 10. Per catturare l'intera gamma dinamica, si prende un'immagine a bassa esposizione per catturare il 1 – 10, aumenta l'esposizione di 000 a cattura 10 – 100 e aumenta l'esposizione di 100 catturare 100 – 1000. Nel software, si combinano le tre immagini in un'unica immagine con un intervallo dinamico più elevato.

La gamma dinamica di un sensore della fotocamera è determinata dalla profondità di bit. Nell'esempio sopra, il sensore potrebbe riportare 1, 2, 3, … 10 valori per luminosità. Quando si aumenta l'esposizione di 10 x, viene segnalato 10, 20, 30, … 100 in modo da poter vedere che la spaziatura cambia ma il il rapporto tra il valore più piccolo e quello più grande è lo stesso (da 1 a ). Se avessi una fotocamera in grado di catturare l'intera gamma 1 – 1000, non avresti bisogno di eseguire la combinazione HDR con più immagini! Con la nuova tecnologia, le fotocamere reflex più avanzate hanno una profondità di bit di 10 – 15 bit che equivalgono a 2 ^ 10=1024 e 2 ^ 15=32, 768 livelli di luminosità.

Il nostro occhio umano è ancora migliore. In condizioni di illuminazione adeguate, possiamo ottenere circa 1, 000 , 000 livelli di luminosità che riguardano un 20 profondità di bit. Le fotocamere semplicemente non hanno ancora raggiunto questo punto, ma con una combinazione di sensori migliori e l'elaborazione del software HDR, si stanno avvicinando.

I nostri occhi sono abbastanza simili a quelli di una fotocamera, ha un'apertura, un sensore e vede in “cornici” e può rilevare lo sfarfallio. Proietta persino l'immagine contro la membrana sottosopra, poiché tutte le proiezioni sono capovolte. Oltre all'apertura, hai un obiettivo e muscoli di messa a fuoco. Tuttavia, a differenza di una DSLR, ai nostri occhi non funziona un vero otturatore. È più simile a una videocamera che acquisisce un flusso live e poi taglia il video in singoli fotogrammi. Ecco perché riesci a ricordare una scena statica, come una foto, o il video fluido di camminare fino al trespolo in cui si prende quella bella scena. Il cervello ha sezioni specializzate dedicate all'ingestione di informazioni video / immagine e questo macchinario è di gran lunga più complesso di una fotocamera DSLR. La risoluzione dell'occhio è 576 megapixel, che è MASSIVO rispetto essenzialmente a tutti i sensori digitali. La risoluzione è la capacità di distinguere tra le singole linee. Con così tanta risoluzione, il tuo cervello può “esporre” un fotogramma basso, un altro regolare e un altro alto, e quindi unire l'immagine in modo tale da darti una scena contigua e ben illuminata. Ci sono momenti in cui questo non funziona, nonostante la nostra evoluzione, scene bianche piatte, punti salienti estremamente alti (pensa alla cecità della neve o cammina in una giornata di sole su cemento bianco / marmo e poi cammina in un'area ombreggiata) o in situazioni di luce molto scarsa . La nostra visione in condizioni di scarsa illuminazione è eccellente rispetto a una fotocamera, un bullcrap totale rispetto a un gufo. La quantità di energia richiesta per far funzionare l'occhio umano è enorme, è un adattamento che ci costa molto, il che è uno dei motivi per cui molte attività umane sono dominate dal senso della vista e non dal senso del suono o del senso del tocco. Noi guardiamo un film, non lo assaggiamo né lo tocchiamo. Guardiamo gli sport, non sentiamo l'odore degli sport. Siamo eccitati dalla vista, molto meno suscitati dall'olfatto o dal suono.

TLDR;anche se l'occhio è funzionalmente molto simile a una macchina fotografica progettata da un umano, il sensore è molte volte più sensibile e il circuito cerebrale è molto più complesso di un computer con Photoshop.