この記事は、フルフレーム カメラの 35mm と 50mm レンズは、通常の人間の視覚と同等の視野を与えるかどうかについてオンラインで議論した後に始まったものです。 この特定の議論は、すぐにカメラとレンズとしての目の光学物理学に踏み込みました。目は、フロント要素 (角膜)、絞りリング (虹彩と瞳孔)、レンズ、およびセンサー (網膜) で構成されているので、理解できる比較です。
眼球の光学物理学について、印象的な数学が何度も投げかけられたにもかかわらず、この議論は論理的に意味をなしていないように思えたので、この話題について自分なりに多くのことを読みました。 信じられないほど退屈だと思うかもしれないので、先に私の結論を、Garry Winogrand の 2 つの引用という形でお伝えします。
写真は、カメラが時間と空間の一部を「見た」という文字通りの描写による幻想である。
基本的に、人間の目がいかにカメラのようであるかということについてすべての研究を行う中で、私が本当に学んだことは、人間の視覚がいかに写真のようではないかということです。 ある意味、なぜ私が、実際の光景そのものよりも、写真のほうがずっと美しくて面白いと感じることが多いのかを説明してくれました。 目の前後長 (角膜から網膜まで約 25 mm) と瞳孔の直径 (収縮時 2 mm、拡張時 7 ～ 8 mm) を測定し、それらの測定値からレンズのような数値を計算することができるのです。 あるものは目の解剖学的構造の物理的な測定から、あるものは検眼計算から、あるものは目のレンズと目の大きさ自体が様々な筋肉の収縮によって変化することを考慮しています。
まとめると、一般的に引用される目の焦点距離は17mmです（これは検眼視力値から計算されています）。 しかし、より一般的に受け入れられている値は、22mmから24mm（目の物理的屈折から計算）です。 7784>
おおよその焦点距離と瞳孔の直径がわかっているので、目の開口部（F値）を計算するのは比較的簡単です。 焦点距離17mm、瞳孔8mmとすると、眼球はF2.1のレンズとして機能するはずです。 焦点距離24mm、瞳孔8mmとすると、F3.5となるはずです。 天文学の世界では、実際に人間の目のF値を測定する研究が数多く行われており、測定された数値はF3.2～F3.5となる（Middleton, 1958年）。
この時点で、ここまで読んだお二人は「目の焦点距離が17mmや24mmなら、なぜみんな35mmや50mmのレンズが人間の目と同じ画角なのか議論するのか」と疑問に思われたのではないでしょうか？
理由は人間の視野角は目の焦点距離という数値で決まるのでは無いということなんですね。 詳しくは後述しますが、要は、私たちが見るメインの画像は網膜の一部でしか処理されないということです。 (7784>
研究により、視覚的注意の錐体を測定したところ、その幅は約55度であることがわかりました。 35mm フルサイズ カメラでは、43mm レンズは 55 度の画角を提供するので、その焦点距離は、私たち人間が持つのとまったく同じ画角を提供します。 35mmと50mmの中間の画角じゃないのかよ。 そのため、35mm一眼レフの実際の「標準」レンズは35mmでも50mmでもなく、その中間に位置する。 しかし、そうではありませんでした。 やるべき仕事がたくさんあるときは、ほとんどの場合、人間の視覚に関する記事をさらに読んでさらに数時間過ごすことを選択することに気づきました。 網膜は、フルサイズカメラのセンサー（直径35mm）とほぼ同じ大きさ（直径32mm）です。 しかし、それ以降はほとんど違います。
網膜とカメラのセンサーの最初の違いは明白で、カメラのシリコンセンサーとは異なり、網膜は眼球裏面に沿って曲面になっていることです。 網膜は眼球の裏面に沿って湾曲しており、カメラのシリコンセンサーのように平らではありません。湾曲には明らかな利点があり、網膜の端とレンズの中心はほぼ同じ距離にあります。 平らなセンサーでは、端はレンズから遠くなり、中心は近くなります。
また、人間の目は、カメラよりもはるかに多くのピクセルを持っており、約1億3000万ピクセルです（2400万画素のカメラの所有者は、今、謙虚になっていますか）。 しかし、目のピクセルのうち、錐体（色を見るもの）は約600万個だけで、残りの1億2400万個はただ白黒を見るだけなのです。 しかし、またしても網膜にアドバンテージ。
しかし、さらに見ていくと、その違いはさらに顕著になります。
カメラのセンサーでは、各ピクセルが規則的なグリッドパターンに設定されています。 センサーのどの平方ミリメートルにも、まったく同じ数とパターンの画素があります。 網膜には、幅約6mmの小さな中心部（黄斑）があり、そこには眼球の中で最も高密度の光受容体があります。 黄斑の中心部 (窩) には、錐体 (色覚) 細胞だけが密集しています。
黄斑は 1mm 四方に約 15 万個の「ピクセル」を含み (5DMkII または D3x の 35mm x 24mm センサーに広がる 2400 万ピクセルと比較してください)、「中心視」 (前述の 55 度視覚注意のコーン) を提供します。 とにかく、視野の中心部は最高のカメラよりもはるかに解像力があります。
網膜の残りの部分には「ピクセル」がはるかに少なく、そのほとんどは白黒の認識しかできません。 これは、通常「周辺視野」と考えられているもの、つまり「目の端」に見えるものを提供します。 この部分は動くものを非常によく感知しますが、たとえば本を読むのに十分な解像度はありません。
人間の目の全視野（動きを見ることができる領域）は160度ですが、視覚的注意の錐体の外側では細部を本当に認識できず、広い形や動きだけを認識します。 カメラは、センサーからピクセルごとのデータをコンピュータチップに送り、画像に加工します。 目の網膜には1億3千万個のセンサーがありますが、そのセンサーの信号を脳に伝える視神経は120万本の繊維しかないため、瞬間的に脳に伝わるのは網膜のデータの10％にも満たないのです。 (これは、網膜にある化学的な光センサーが、刺激を受けてから「再充電」するのに時間がかかるためでもある。
そしてもちろん、脳の信号処理は写真カメラとはかなり異なっています。 カメラの断続的なシャッター音とは異なり、目は脳に常に映像を送り続け、それが処理されて私たちの目に映るものになるのです。 脳の潜在意識部分（どうしても知りたい場合は外側性腺核）は、両目からの信号を比較し、最も重要な部分を3D画像に組み立て、脳の意識部分に送って画像認識とさらなる処理をさせるのです。 数秒の間に目は実際に複数の画像を送信し、脳はそれらをより完全で詳細な画像に処理します。
潜在意識の脳も受信帯域幅の多くを拒否して、データのごく一部のみを意識の脳に送信します。 たとえば今、あなたの意識下の脳は外側核に「中心視野からの情報のみを送ってくれ、視野の中心にあるタイプされた文字に集中し、左から右へ移動して読めるようにしてくれ」と言っています。 ちょっと読むのをやめて、目を動かさずに周辺視野にあるものを見てみてください。 1秒前、コンピュータのモニターの右や左にあるその物体が「見えなかった」のは、周辺視野が意識のある脳に伝わっていなかったからです。
集中すれば、目を動かさないでも、少なくともそこに物体があることが分かります。 しかし、それをはっきりと見たい場合は、別の脳信号を目に送り、視覚的な注意の円錐をそのオブジェクトにシフトさせる必要があります。 脳はそれだけのデータを処理できません。
脳は、画像が意識的な部分（視覚野と呼ばれる）に到達しても、それで終わりではありません。 この領域は、脳の記憶部分と強く結びついており、画像の中の物体を「認識」することができます。 何かを見たとき、それが何であるか1〜2秒認識できない瞬間は、誰もが経験したことがあるはずです。 でも、なぜすぐにわからなかったのでしょう？ それは、脳が画像を認識するための記憶ファイルにアクセスするのに一瞬の時間を要したからです。 (これをまだ経験していないなら、数年待てば経験できます。)
現実には (これは非常に明白ですが) 人間の視覚は写真ではなくビデオです。 写真を見つめているときでさえ、脳は写真の上で焦点の中心を移動させながら複数の「スナップショット」を撮り、それらを積み重ねて組み立て、最終的に私たちが知覚する画像にしているのです。 7784>
So What’s the Point?
さて、「人間の視覚に最も近い視野を持つレンズはどれか」からは程遠いのですが、いくつか考察があります。 この情報をもとに、ある写真には惹かれるが、他の写真にはあまり惹かれないのはなぜか、考えてみました。 これらの考察のどれもが真実であるかどうかは分かりませんが、（少なくとも私にとっては）興味深い考えです。 これらはすべて、1 つの事実に基づいています。私が本当に写真を気に入ったとき、私は 1、2 分かけて写真を眺め、人間の視覚にスキャンさせ、そこから細部をつかんだり、おそらく見えない細部について考えたりします。 この焦点距離で撮影されたウェブサイズの画像でも、撮影のエッセンスは失われていません。 下の写真（35mmで撮影）は、大きな画像で見るともっとディテールがあるのですが、小さな画像でもエッセンスは明らかです。 脳の処理は、通常の視野で見た画像の方が認識しやすいのかもしれない。
上の写真は、私がいつも不思議に思っていることを証明しています。私たちがモノクロ写真に魅了され好きになるのは、それが黄斑にある密集した錐体（色のみ）受容器が、脳にグレースケール画像を送らざるを得ない数少ない方法だからでしょうか。
おそらく私たちの脳は、眼球と脳の間の狭い帯域幅を塞ぐカラーデータなしで、トーンとテクスチャだけを見るのが好きなのでしょう。 私のオフィスの壁には、象の目の8×10の写真と、クモの同じようなサイズのマクロプリントがありますが、部屋の反対側から見ても、とてもきれいに見えます。 (少なくとも私にはよく見えますが、私のオフィスにかかっていることにお気づきでしょう。
その写真を魅力的にする素晴らしい構図やその他の要素はありませんが、とにかく魅力的だと思います。 おそらく、小さいサイズでも、私の人間の視覚では、象やクモを「肉眼」で見ても決してわからないような写真のディテールが見えるからです。
一方、良い広角写真や風景写真が撮れたときは、ほとんどWebサイズのグラフィックを投稿したり、小さくプリントしたりする気にさえなりません（この記事のために始めるつもりはないのですが)。 大きくプリントして欲しい。 おそらく、人間の視覚が画像を走査することで、縮小版では完全に失われてしまう小さなディテールを拾い上げることができるからです。
おそらく、私の脳がプリントをスキャンしながら作っている「ビデオ」は、はるかに多くの詳細を提供し、それが小さくプリントされたときに写真の構成が与える（または私が実際に現場にいたときに見た）ものより、より喜ばしく感じられるのでしょう。
また、「三分の一の法則」や選択的フォーカスといったものが、なぜ私の目を写真の特定の部分に引きつけるのか、おそらく私の視覚が写真全体で行う無意識の「スキャン」が関係しているのだと思います。 もしかしたら、私たち写真家は、科学的なことを知らなくても、実際の経験を通じて、脳が画像を処理する方法を理解し、それを利用しただけなのかもしれませんね。 写真というのは、自分の目や脳がその場で見たものとは違う。 ウィノグランドが上の2つの引用で言っているように、良いショットを撮ると、それは何か違う、何か良いものになるのです。 見たものを得るか、別のものを得るか、どちらか良いほうを選ぶのだ」
著者について Roger Cicala は LensRentals の創立者です。 この記事はもともとここで公開されました。
画像クレジット: my eye up close by machinecodeblue, Nikh’s eye through camera’s eye from my eyes for your eyes 🙂 by slalit, Schematic of the Human Eye by entirelysubjective, My left eye retina by Richard Masoner / Cyclelicious, Chromatic aberration (sort of) by moppet65535
…