Este artigo começou depois de eu ter seguido uma discussão online sobre se uma lente de 35mm ou 50mm numa câmara de fotograma completo dá o campo de visão equivalente à visão humana normal. Esta discussão em particular aprofundou-se imediatamente na física óptica do olho como câmara e lente – uma comparação compreensível, uma vez que o olho consiste num elemento frontal (a córnea), um anel de abertura (a íris e a pupila), uma lente e um sensor (a retina).
Apesar de toda a impressionante matemática jogada para frente e para trás em relação à física óptica do globo ocular, a discussão não pareceu fazer sentido logicamente, então eu fiz muita leitura própria sobre o tema.
Não haverá nenhum benefício direto deste artigo que permitirá que você saia correndo e tire melhores fotografias, mas você pode achá-lo interessante. Você também pode achar incrivelmente chato, então eu vou dar minha conclusão primeiro, na forma de duas citações de Garry Winogrand:
Uma fotografia é a ilusão de uma descrição literal de como a câmera ‘viu’ um pedaço de tempo e espaço.
Fotografia não é sobre a coisa fotografada. É sobre como essa coisa parece fotografada.
Basicamente ao fazer toda essa pesquisa sobre como o olho humano é como uma câmera, o que eu realmente aprendi é como a visão humana não é como uma fotografia. De certa forma, explicou-me porque é que muitas vezes encontro uma fotografia muito mais bonita e interessante do que a própria cena.
O Olho como Sistema de Câmara
Superficialmente, é bastante lógico comparar o olho a uma câmara. Podemos medir o comprimento da frente para trás do olho (cerca de 25mm desde a córnea até à retina), e o diâmetro da pupila (2mm contraídos, 7 a 8mm dilatados) e calcular números parecidos com o comprimento a partir dessas medidas.
Encontrará alguns números diferentes citados para a distância focal do olho, no entanto. Alguns são de medições físicas das estruturas anatômicas do olho, outros de cálculos optométricos, alguns levam em conta que a lente do olho e o próprio tamanho do olho mudam com as contrações de vários músculos.
Para resumir, porém, uma distância focal do olho comumente citada é 17mm (isto é calculado a partir do valor do dioptria Optométrica). O valor mais comummente aceite, contudo, é de 22mm a 24mm (calculado a partir da refracção física do olho). Em certas situações, a distância focal pode na verdade ser maior.
Desde que saibamos a distância focal aproximada e o diâmetro da pupila, é relativamente fácil de calcular a abertura (f-stop) do olho. Dada uma distância focal de 17 mm e uma pupila de 8 mm, o globo ocular deve funcionar como uma lente f/2.1. Se utilizarmos a distância focal de 24 mm e a pupila de 8 mm, esta deve ser f/3,5. Na verdade, tem havido uma série de estudos feitos em astronomia para realmente medir a parada f do olho humano, e o número medido sai de f/3,2 a f/3,5 (Middleton, 1958).
Neste ponto, ambos os que leram até aqui provavelmente se perguntaram “Se a distância focal do olho é 17 ou 24mm, porque é que todos estão a discutir se as lentes 35mm ou 50mm são o mesmo campo de visão que o olho humano?””
A razão é que a distância focal medida do olho não é o que determina o ângulo de visão da visão humana. Vou entrar nisto com mais detalhes abaixo, mas o ponto principal é que apenas parte da retina processa a imagem principal que vemos. (A área da visão principal é chamada de cone de atenção visual, o resto do que vemos é “visão periférica”).
Estudos mediram o cone de atenção visual e descobriram que ele tem cerca de 55 graus de largura. Em uma câmera de 35mm de quadro total, uma lente de 43mm fornece um ângulo de visão de 55 graus, de modo que a distância focal fornece exatamente o mesmo ângulo de visão que nós humanos temos. Maldição se isso não for a metade do caminho entre 35mm e 50mm. Então o argumento original está terminado, a verdadeira lente ‘normal’ numa SLR de 35mm não é nem 35mm nem 50mm, está a meio caminho entre.
The Eye is Not a Camera System
Having obteve a resposta para a discussão original, eu poderia ter deixado as coisas em paz e ter-me afastado com mais um pouco de trivialidades bastante inúteis arquivadas para surpreender os meus amigos online. Mas NÃOOoooo. Quando eu tenho um monte de trabalho que precisa ser feito, eu quase sempre escolho passar mais algumas horas lendo mais artigos sobre visão humana.
Você deve ter notado que a seção acima deixou de fora algumas das analogias olho-a-câmara, porque uma vez que você ultrapassa as medidas simples de abertura e lente, o resto das comparações não se encaixam tão bem.
Considerar o sensor do olho, a retina. A retina tem quase o mesmo tamanho (32mm de diâmetro) que o sensor de uma câmara de fotogramas completos (35mm de diâmetro). Depois disso, porém, quase tudo é diferente.
A primeira diferença entre a retina e o sensor da sua câmara é bastante óbvia: a retina é curva ao longo da superfície posterior do globo ocular, não plana como o sensor de silicone da câmara. A curvatura tem uma vantagem óbvia: as extremidades da retina estão aproximadamente à mesma distância da lente que o centro. Num sensor plano, as extremidades estão mais afastadas da lente e o centro mais próximo. Vantagem retina – deve ter melhor ‘nitidez de canto’.
O olho humano também tem muito mais pixels do que a sua câmera, cerca de 130 milhões de pixels (os proprietários da câmera de 24 megapixels se sentem humildes agora?). No entanto, apenas cerca de 6 milhões dos pixels do olho são cones (que vêem a cor), os restantes 124 milhões apenas vêem preto e branco. Mas aproveite a retina novamente. Grande tempo.
Mas se olharmos mais longe as diferenças tornam-se ainda mais pronunciadas…
Em um sensor de câmera cada pixel é definido em um padrão de grade regular. Cada milímetro quadrado do sensor tem exatamente o mesmo número e padrão de pixels. Na retina há uma pequena área central, cerca de 6mm de diâmetro (a mácula) que contém a mais densa concentração de receptores de fotos no olho. A porção central da mácula (a fovea) é densamente preenchida apenas com células cone (sensor de cor). O resto da mácula ao redor desta área central ‘somente cor’ contém ambas as hastes e cones.
A mácula contém cerca de 150.000 ‘pixels’ em cada 1mm quadrado (compare isso com 24.000.000 pixels espalhados por um sensor de 35mm x 24mm em um 5DMkII ou D3x) e fornece nossa ‘visão central’ (o cone de 55 graus de atenção visual mencionado acima). De qualquer forma, a parte central do nosso campo visual tem muito mais capacidade de resolução do que mesmo a melhor câmara.
O resto da retina tem muito menos ‘pixels’, a maioria dos quais são apenas de detecção a preto e branco. Ela fornece o que normalmente consideramos ‘visão periférica’, as coisas que vemos “no canto do nosso olho”. Esta parte detecta muito bem os objectos em movimento, mas não fornece resolução suficiente para ler um livro, por exemplo.
O campo total de visão (a área em que podemos ver movimento) do olho humano é de 160 graus, mas fora do cone de atenção visual não podemos realmente reconhecer detalhes, apenas formas largas e movimento.
As vantagens do olho humano em comparação com a câmara são reduzidas um pouco à medida que deixamos a retina e viajamos de volta para o cérebro. A câmera envia os dados de cada pixel do sensor para um chip de computador para processamento em uma imagem. O olho tem 130 milhões de sensores na retina, mas o nervo óptico que transporta os sinais desses sensores para o cérebro tem apenas 1,2 milhões de fibras, portanto menos de 10% dos dados da retina são passados para o cérebro a qualquer instante. (Em parte isto acontece porque os sensores químicos de luz na retina demoram um pouco para “recarregar” depois de serem estimulados. Em parte porque o cérebro não conseguia processar tanta informação de qualquer maneira.)
E claro que o cérebro processa os sinais de forma muito diferente do que uma câmara fotográfica. Ao contrário dos cliques intermitentes do obturador de uma câmara, o olho está a enviar ao cérebro um vídeo de alimentação constante que está a ser processado no que vemos. Uma parte subconsciente do cérebro (o núcleo geniculado lateral se você precisa saber) compara os sinais de ambos os olhos, monta as partes mais importantes em imagens 3D, e as envia para a parte consciente do cérebro para reconhecimento da imagem e processamento posterior.
O cérebro subconsciente também envia sinais para o olho, movendo o globo ocular ligeiramente em um padrão de varredura para que a visão nítida da mácula se mova através de um objeto de interesse. Em poucos segundos o olho envia na verdade múltiplas imagens, e o cérebro processa-as numa imagem mais completa e detalhada.
O cérebro subconsciente também rejeita grande parte da largura de banda que chega, enviando apenas uma pequena fracção dos seus dados para o cérebro consciente. Você pode controlar isso até certo ponto: por exemplo, agora mesmo seu cérebro consciente está dizendo ao núcleo geniculado lateral “me envie informações apenas da visão central, concentre-se naquelas palavras digitadas no centro do campo de visão, mova-se da esquerda para a direita para que eu possa lê-las”. Pare de ler por um segundo e sem mover seus olhos tente ver o que está em seu campo de visão periférico. Um segundo atrás você não “viu” aquele objeto à direita ou à esquerda do monitor do computador porque a visão periférica não estava sendo passada para o cérebro consciente.
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Se você se concentrar, mesmo sem mover os olhos, você pode ao menos dizer que o objeto está lá. Se você quiser vê-lo claramente, porém, terá que enviar outro sinal cerebral ao olho, deslocando o cone de atenção visual para aquele objeto. Note também que você não pode ler o texto e ver os objetos periféricos – o cérebro não pode processar tantos dados.
O cérebro não é feito quando a imagem atinge a parte consciente (chamada córtex visual). Esta área conecta-se fortemente com as porções de memória do cérebro, permitindo-lhe ‘reconhecer’ os objetos na imagem. Todos nós já vivemos esse momento em que vemos algo, mas não reconhecemos o que é por um segundo ou dois. Depois de o reconhecermos, perguntamo-nos porque é que no mundo não era óbvio imediatamente. É porque o cérebro levou uma fração de segundo para acessar os arquivos de memória para o reconhecimento da imagem. (Se você ainda não experimentou isto, espere alguns anos.)
Na realidade (e isto é muito óbvio) a visão humana é vídeo, não fotografia. Mesmo quando se olha para uma fotografia, o cérebro está a tirar múltiplas “fotografias” enquanto move o centro do foco sobre a imagem, empilhando-as e montando-as na imagem final que percebemos. Olhe para uma fotografia durante alguns minutos e perceberá que, subconscientemente, o seu olho se deslocou sobre a fotografia, obtendo uma visão geral da imagem, concentrando-se em detalhes aqui e ali e, após alguns segundos, percebendo algumas coisas que não eram óbvias à primeira vista.
Então Qual é o Ponto?
Bem, tenho algumas observações, embora estejam longe de “qual lente tem o campo de visão mais parecido com a visão humana? Esta informação fez-me pensar sobre o que me deixa tão fascinado por algumas fotografias, e não tanto por outras. Não sei se alguma destas observações é verdadeira, mas são pensamentos interessantes (pelo menos para mim). Todas elas são baseadas num facto: quando gosto realmente de uma fotografia, passo um ou dois minutos a olhar para ela, deixando a minha visão humana digitalizá-la, agarrando o detalhe dela ou talvez questionando o detalhe que não é visível.
Fotografias tiradas num ângulo de visão ‘normal’ (35mm a 50mm) parecem reter o seu atractivo independentemente do seu tamanho. Mesmo as imagens do tamanho da web tiradas nesta distância focal mantêm a essência da fotografia. A fotografia abaixo (tirada em 35mm) tem muito mais detalhes quando vista em uma imagem grande, mas a essência é óbvia mesmo quando pequena. Talvez o processamento do cérebro seja mais confortável ao reconhecer uma imagem que ele vê em seu campo de visão normal. Talvez seja porque nós fotógrafos tendemos a enfatizar subconscientemente a composição e os sujeitos num ângulo de visão ‘normal’.
A foto acima demonstra algo mais que sempre me perguntei: o nosso fascínio e amor pela fotografia a preto e branco ocorre porque é uma das poucas formas em que os receptores densos do cone (apenas de cor) na nossa mácula são forçados a enviar uma imagem em escala de cinza para o nosso cérebro?
Talvez o nosso cérebro goste de olhar apenas para o tom e textura, sem que os dados de cor obstruam aquela estreita largura de banda entre o globo ocular e o cérebro.
Fotos de ‘ângulo normal’, fotos de telefoto e macro muitas vezes ficam ótimas em impressões pequenas ou JPGs do tamanho de uma teia. Tenho um olho de elefante de 8 × 10 e uma macro impressão de tamanho semelhante de uma aranha na parede do meu escritório que até do outro lado da sala parecem ótimos. (Pelo menos eles me parecem ótimos, mas você vai notar que eles estão pendurados no meu escritório. Eu as pendurei em alguns outros lugares da casa e me disseram com tato que “elas realmente não combinam com os móveis da sala de estar”, então talvez não pareçam tão bem para todos.)
Não há uma grande composição ou outros fatores que tornem essas fotos atraentes para mim, mas eu as acho fascinantes de qualquer forma. Talvez porque mesmo num tamanho pequeno, a minha visão humana consegue ver detalhes na fotografia que eu nunca consegui ver olhando para um elefante ou aranha a olho nu.
Por outro lado, quando tenho um bom ângulo largo ou uma boa fotografia cénica, quase nem me dou ao trabalho de publicar um gráfico do tamanho da web ou fazer uma pequena impressão (e não vou começar por este artigo). Eu quero que seja impresso GRANDE. Acho que talvez para que a minha visão humana possa digitalizar a imagem, escolhendo os pequenos detalhes que se perdem completamente quando está em tamanho reduzido. E cada vez que faço uma grande impressão, mesmo de uma cena em que estive uma dúzia de vezes, noto coisas na fotografia que nunca vi quando estava lá pessoalmente.
Talvez o ‘vídeo’ que o meu cérebro está a fazer enquanto digitaliza a impressão forneça muito mais detalhes e ache-o mais agradável do que a composição da fotografia daria quando é impressa em tamanho pequeno (ou que eu vi quando estava realmente na cena).
E talvez o ‘scanning’ subconsciente que a minha visão faz através de uma fotografia seja a razão pela qual coisas como a ‘regra dos terços’ e foco selectivo puxam o meu olho para certas partes da fotografia. Talvez nós fotógrafos simplesmente descobrimos como o cérebro processa as imagens e tiramos proveito disso através da experiência prática, sem conhecer toda a ciência envolvida.
Mas acho que a minha única conclusão real é esta: uma fotografia NÃO é exactamente o que o meu olho e o meu cérebro viram no local. Quando consigo uma boa fotografia, é algo diferente e algo melhor, como o que Winogrand disse nas duas citações acima, e nesta citação também:
Vemos algo a acontecer e damos-lhe uma pancada. Ou você recebe o que viu ou recebe outra coisa – e o que for melhor você imprime.
Sobre o autor: Roger Cicala é o fundador da LensRentals. Este artigo foi originalmente publicado aqui.
Image credits: 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