Acest articol a început după ce am urmărit o discuție online despre faptul dacă un obiectiv de 35 mm sau 50 mm pe un aparat foto full frame oferă un câmp vizual echivalent cu cel al vederii umane normale. Această discuție particulară a aprofundat imediat fizica optică a ochiului ca o cameră foto și o lentilă – o comparație ușor de înțeles, deoarece ochiul este format dintr-un element frontal (corneea), un inel de deschidere (irisul și pupila), o lentilă și un senzor (retina).
Dincolo de toată matematica impresionantă aruncată în față și în spate în ceea ce privește fizica optică a globului ocular, discuția nu părea să aibă sens din punct de vedere logic, așa că am citit mult și eu pe cont propriu pe această temă.
Nu va fi niciun beneficiu direct din acest articol care să vă permită să dați fuga și să faceți fotografii mai bune, dar s-ar putea să vi se pară interesant. S-ar putea, de asemenea, să vi se pară incredibil de plictisitor, așa că vă voi da mai întâi concluzia mea, sub forma a două citate din Garry Winogrand:
O fotografie este iluzia unei descrieri literale a modului în care aparatul foto a „văzut” o bucată de timp și spațiu.
Fotografia nu este despre lucrul fotografiat. Este despre modul în care acel lucru pare fotografiat.
În principiu, făcând toate aceste cercetări despre modul în care ochiul uman este ca un aparat de fotografiat, ceea ce am învățat cu adevărat este că viziunea umană nu este ca o fotografie. Într-un fel, mi-a explicat de ce găsesc atât de des o fotografie mult mai frumoasă și mai interesantă decât scena în sine.
Ochiul ca sistem de cameră foto
Superficial, este destul de logic să compari ochiul cu o cameră foto. Putem măsura lungimea de la față la spate a ochiului (aproximativ 25 mm de la cornee la retină) și diametrul pupilei (2 mm contractată, 7-8 mm dilatată) și putem calcula numere asemănătoare cu cele ale unei lentile din aceste măsurători.
Voi găsi însă câteva numere diferite citate pentru distanța focală a ochiului. Unele provin din măsurători fizice ale structurilor anatomice ale ochiului, altele din calcule optometrice, unele iau în considerare faptul că lentila ochiului și dimensiunea ochiului în sine se modifică odată cu contracțiile diferiților mușchi.
Pentru a rezuma, totuși, o distanță focală a ochiului citată în mod obișnuit este de 17 mm (aceasta este calculată din valoarea dioptriilor optometrice). Cu toate acestea, valoarea mai frecvent acceptată este de 22mm până la 24mm (calculată din refracția fizică din ochi). În anumite situații, distanța focală poate fi de fapt mai mare.
Din moment ce cunoaștem distanța focală aproximativă și diametrul pupilei, este relativ ușor de calculat deschiderea (f-stop) ochiului. Având în vedere o distanță focală de 17 mm și o pupilă de 8 mm, globul ocular ar trebui să funcționeze ca o lentilă f/2,1. Dacă folosim o distanță focală de 24 mm și o pupila de 8 mm, ar trebui să fie f/3,5. De fapt, au fost efectuate o serie de studii în astronomie pentru a măsura efectiv diafragma f a ochiului uman, iar numărul măsurat se situează între f/3,2 și f/3,5 (Middleton, 1958).
În acest moment, amândoi cei care ați citit până aici probabil că v-ați întrebat: „Dacă distanța focală a ochiului este de 17 sau 24 mm, de ce se ceartă toată lumea dacă lentilele de 35 mm sau 50 mm au același câmp vizual ca și ochiul uman?”
Motivul este că distanța focală măsurată a ochiului nu este cea care determină unghiul de vedere al vederii umane. Voi aborda acest aspect mai în detaliu mai jos, dar ideea principală este că doar o parte a retinei procesează imaginea principală pe care o vedem. (Zona de viziune principală se numește conul de atenție vizuală, restul a ceea ce vedem este „viziune periferică”).
Studii au măsurat conul de atenție vizuală și au constatat că acesta are o lățime de aproximativ 55 de grade. Pe o cameră foto full frame de 35 mm, un obiectiv de 43 mm oferă un unghi de vedere de 55 de grade, astfel încât această distanță focală oferă exact același unghi de vedere pe care îl avem noi, oamenii. La naiba dacă asta nu este la jumătatea distanței dintre 35 mm și 50 mm. Așadar, discuția inițială s-a încheiat, obiectivul real „normal” de pe un SLR de 35mm nu este nici de 35mm, nici de 50mm, ci este la jumătatea distanței dintre ele.
Ochiul nu este un sistem de cameră foto
După ce am obținut răspunsul la discuția inițială, aș fi putut să las lucrurile așa cum sunt și să plec cu încă un pic de curiozitate destul de inutilă, arhivată pentru a-mi uimi prietenii online cu ea. Dar NOOoooo. Când am o grămadă de treabă care trebuie făcută, descopăr că voi alege aproape întotdeauna să petrec alte câteva ore citind mai multe articole despre vederea umană.
Poate că ați observat că secțiunea de mai sus a omis unele dintre analogiile dintre ochi și cameră, deoarece odată ce treci de măsurătorile simple ale diafragmei și obiectivului, restul comparațiilor nu se potrivesc atât de bine.
Considerați senzorul ochiului, retina. Retina are aproape aceeași dimensiune (32 mm în diametru) ca și senzorul de pe o cameră full frame (35 mm în diametru). După aceea, însă, aproape totul este diferit.
Prima diferență între retină și senzorul aparatului foto este destul de evidentă: retina este curbată de-a lungul suprafeței posterioare a globului ocular, nu este plată ca senzorul de siliciu din aparatul foto. Curbura are un avantaj evident: marginile retinei sunt aproximativ la aceeași distanță de obiectiv ca și centrul acesteia. Pe un senzor plat, marginile sunt mai departe de obiectiv, iar centrul mai aproape. Avantajul retinei – ar trebui să aibă o „claritate a colțurilor” mai bună.
Ochiul uman are, de asemenea, mult mai mulți pixeli decât aparatul dumneavoastră de fotografiat, aproximativ 130 de milioane de pixeli (voi, posesorii de aparate foto de 24 de megapixeli, vă simțiți umili acum?). Cu toate acestea, doar aproximativ 6 milioane de pixeli ai ochiului sunt conuri (care văd culoarea), restul de 124 de milioane văd doar alb și negru. Dar avantajează din nou retina. Big time.
Dar dacă ne uităm mai departe, diferențele devin și mai pronunțate…
Pe un senzor de cameră foto, fiecare pixel este dispus într-un model de grilă regulat. Fiecare milimetru pătrat al senzorului are exact același număr și model de pixeli. Pe retină există o mică zonă centrală, cu un diametru de aproximativ 6 mm (macula), care conține cea mai densă concentrație de fotoreceptori din ochi. Porțiunea centrală a maculei (fovea) este dens populată numai cu celule conice (care detectează culoarea). Restul maculei din jurul acestei zone centrale „doar de culoare” conține atât bastonașe, cât și conuri.
Macula conține aproximativ 150.000 de „pixeli” în fiecare pătrat de 1 mm (comparați această cifră cu 24.000.000 de pixeli răspândiți pe un senzor de 35 mm x 24 mm într-un 5DMkII sau D3x) și asigură „viziunea noastră centrală” (conul de 55 de grade de atenție vizuală menționat mai sus). În orice caz, partea centrală a câmpului nostru vizual are o capacitate de rezoluție mult mai mare chiar și decât cea mai bună cameră foto.
Restul retinei are mult mai puțini „pixeli”, dintre care majoritatea sunt doar de detecție alb-negru. Aceasta oferă ceea ce noi considerăm de obicei „vedere periferică”, lucrurile pe care le vedem „în colțul ochiului”. Această parte detectează foarte bine obiectele în mișcare, dar nu oferă suficientă rezoluție pentru a citi o carte, de exemplu.
Câmpul total de vizibilitate (zona în care putem vedea mișcarea) al ochiului uman este de 160 de grade, dar în afara conului de atenție vizuală nu putem recunoaște cu adevărat detaliile, ci doar formele largi și mișcarea.
Avantajele ochiului uman în comparație cu aparatul foto se reduc puțin pe măsură ce părăsim retina și călătorim înapoi spre creier. Aparatul foto trimite datele fiecărui pixel de la senzor către un cip de calculator pentru a fi procesate într-o imagine. Ochiul are 130 de milioane de senzori în retină, dar nervul optic care transportă semnalele acestor senzori către creier are doar 1,2 milioane de fibre, astfel încât mai puțin de 10% din datele de pe retină sunt transmise către creier la un moment dat. (În parte, acest lucru se datorează faptului că senzorilor chimici de lumină din retină le ia ceva timp pentru a se „reîncărca” după ce au fost stimulați. În parte pentru că, oricum, creierul nu ar putea procesa atât de multe informații)
Și, bineînțeles, creierul procesează semnalele mult mai diferit decât o cameră foto. Spre deosebire de clicurile intermitente ale obturatorului unui aparat foto, ochiul trimite creierului un flux video constant care este procesat în ceea ce vedem. O parte subconștientă a creierului (nucleul geniculat lateral, dacă trebuie să știți) compară semnalele de la ambii ochi, asamblează cele mai importante părți în imagini 3D și le trimite mai departe către partea conștientă a creierului pentru recunoașterea imaginii și procesarea ulterioară.
Creierul subconștient trimite, de asemenea, semnale către ochi, mișcând ușor globul ocular într-un model de scanare, astfel încât vederea ascuțită a maculei să se deplaseze peste un obiect de interes. Pe parcursul a câteva fracțiuni de secundă, ochiul trimite de fapt mai multe imagini, iar creierul le procesează într-o imagine mai completă și mai detaliată.
Creierul subconștient respinge, de asemenea, o mare parte din lățimea de bandă primită, trimițând doar o mică parte din datele sale mai departe către creierul conștient. Puteți controla acest lucru într-o oarecare măsură: de exemplu, chiar acum creierul dvs. conștient îi spune nucleului geniculat lateral „trimite-mi informații doar din viziunea centrală, concentrează-te asupra acelor cuvinte dactilografiate din centrul câmpului vizual, mișcă-te de la stânga la dreapta ca să le pot citi”. Opriți-vă din citit pentru o secundă și, fără să vă mișcați ochii, încercați să vedeți ce se află în câmpul vizual periferic. Cu o secundă în urmă nu ați „văzut” acel obiect din dreapta sau din stânga monitorului computerului pentru că vederea periferică nu era transmisă creierului conștient.
Dacă vă concentrați, chiar și fără să vă mișcați ochii, puteți cel puțin să vă dați seama că obiectul este acolo. Totuși, dacă vreți să îl vedeți clar, va trebui să trimiteți un alt semnal cerebral către ochi, mutând conul de atenție vizuală pe acel obiect. Observați, de asemenea, că nu puteți în același timp să citiți textul și să vedeți obiectele periferice – creierul nu poate procesa atât de multe date.
Creierul nu a terminat atunci când imaginea a ajuns în partea conștientă (numită cortex vizual). Această zonă se conectează puternic cu porțiunile de memorie ale creierului, permițându-vă să „recunoașteți” obiectele din imagine. Cu toții am experimentat acel moment în care vedem ceva, dar nu recunoaștem ce este pentru o secundă sau două. După ce îl recunoaștem, ne întrebăm de ce naiba nu a fost evident imediat. Asta pentru că a fost nevoie de o fracțiune de secundă pentru ca creierul să acceseze fișierele de memorie pentru recunoașterea imaginii. (Dacă nu ați experimentat încă acest lucru, așteptați câțiva ani. Veți experimenta.)
În realitate (și acest lucru este foarte evident) viziunea umană este video, nu fotografie. Chiar și atunci când se holbează la o fotografie, creierul face mai multe „instantanee” pe măsură ce mută centrul de focalizare peste imagine, stivuindu-le și asamblându-le în imaginea finală pe care o percepem. Priviți o fotografie timp de câteva minute și vă veți da seama că, în mod subconștient, ochiul dvs. s-a deplasat peste imagine, obținând o imagine de ansamblu a imaginii, concentrându-se asupra detaliilor de aici și de acolo și, după câteva secunde, realizând unele lucruri despre ea care nu erau evidente la prima vedere.
Atunci, care este ideea?
Ei bine, am câteva observații, deși sunt departe de „care obiectiv are câmpul de vizualizare cel mai asemănător cu cel al vederii umane?”. Aceste informații m-au făcut să mă gândesc la ceea ce mă face să fiu atât de fascinat de unele fotografii și nu atât de mult de altele. Nu știu dacă vreuna dintre aceste observații este adevărată, dar sunt gânduri interesante (cel puțin pentru mine). Toate se bazează pe un singur fapt: atunci când îmi place cu adevărat o fotografie, petrec un minut sau două uitându-mă la ea, lăsându-mi viziunea umană să o scaneze, preluând detaliile din ea sau, poate, întrebându-mă despre detaliile care nu sunt vizibile.
Fotografiile realizate la un unghi de vedere „normal” (35mm până la 50mm) par să își păstreze atracția indiferent de mărimea lor. Chiar și imaginile de dimensiuni web realizate la această distanță focală păstrează esența fotografiei. Fotografia de mai jos (realizată la 35mm) are mult mai multe detalii atunci când este văzută într-o imagine mare, dar esența este evidentă chiar și atunci când este mică. Poate că procesarea creierului se simte mai confortabil să recunoască o imagine pe care o vede la câmpul său normal de vizualizare. Poate pentru că noi, fotografii, avem tendința de a accentua în subconștient compoziția și subiectele într-o fotografie cu un unghi de vedere „normal”.
Poza de mai sus demonstrează un alt lucru despre care m-am întrebat întotdeauna: oare fascinația și dragostea noastră pentru fotografia alb-negru se produce pentru că este una dintre puținele modalități prin care receptorii conului dens (numai culoare) din macula noastră sunt forțați să trimită o imagine în tonuri de gri către creierul nostru?
Poate că creierului nostru îi place să se uite doar la ton și textură, fără ca datele de culoare să blocheze acea lățime de bandă îngustă dintre globul ocular și creier.
Ca și fotografiile cu „unghi normal”, telefotografiile și fotografiile macro arată adesea foarte bine în printuri mici sau în JPG-uri de dimensiuni web. Am un 8 × 10 al unui ochi de elefant și o imprimare macro de dimensiuni similare a unui păianjen pe peretele biroului meu, care chiar și din cealaltă parte a camerei arată foarte bine. (Cel puțin arată grozav pentru mine, dar veți observa că sunt agățate în biroul meu. Le-am agățat în alte câteva locuri din casă și mi s-a spus cu tact că „chiar nu se potrivesc cu mobilierul din sufragerie”, așa că poate că nu arată atât de bine pentru toată lumea.)
Nu există o compoziție grozavă sau alți factori care să facă aceste fotografii atractive pentru mine, dar oricum le găsesc fascinante. Poate pentru că, chiar și la o dimensiune mică, viziunea mea umană poate vedea în fotografie detalii pe care nu le-aș putea vedea niciodată uitându-mă cu „ochiul liber” la un elefant sau la un păianjen.
Pe de altă parte, atunci când obțin un unghi larg sau o poză panoramică bună, abia dacă mă deranjez să postez un grafic de dimensiuni web sau să fac o imprimare mică (și nici nu am de gând să încep pentru acest articol). Vreau să fie tipărită MARE. Cred că poate pentru ca viziunea mea umană să poată scana imaginea alegând micile detalii care se pierd complet atunci când este redimensionată. Și de fiecare dată când fac un print mare, chiar și a unei scene la care am fost de o duzină de ori, observ în fotografie lucruri pe care nu le-am văzut niciodată când am fost acolo în persoană.
Poate că „filmul” pe care creierul meu îl face în timp ce scanează print-ul oferă mult mai multe detalii și mi se pare mult mai plăcut decât ar oferi compoziția fotografiei atunci când este imprimată mic (sau pe care am văzut-o când am fost efectiv la scena respectivă).
Și poate că „scanarea” subconștientă pe care vederea mea o face de-a lungul unei fotografii explică de ce lucruri precum „regula treimilor” și focalizarea selectivă îmi atrage ochiul spre anumite părți ale fotografiei. Poate că noi, fotografii, ne-am dat seama pur și simplu de modul în care creierul procesează imaginile și am profitat de el prin experiență practică, fără să cunoaștem toată știința implicată.
Dar cred că singura mea concluzie reală este aceasta: o fotografie NU este exact ceea ce ochiul și creierul meu au văzut la locul faptei. Când obțin o fotografie bună, este ceva diferit și ceva mai bun, așa cum a spus Winogrand în cele două citate de mai sus, dar și în acest citat:
Vezi ceva ce se întâmplă și te lovești de el. Ori obții ceea ce ai văzut, ori obții altceva – și ceea ce este mai bun tipărești.
Despre autor: Roger Cicala este fondatorul LensRentals. Acest articol a fost publicat inițial aici.
Credite imagine: Ochiul meu de aproape de machinecodeblue, Ochiul lui Nikh prin ochiul aparatului de fotografiat din ochii mei pentru ochii tăi 🙂 de slalit, Schema ochiului uman de entirelysubjective, Retina ochiului meu stâng de Richard Masoner / Cyclelicious, Aberația cromatică (oarecum) de moppet65535
.