CÁMARAS vs. EL OJO HUMANO

¿Por qué no puedo simplemente apuntar mi cámara a lo que estoy viendo y grabar eso? Es una pregunta aparentemente simple. También es una de las más complicadas de responder y requiere profundizar no solo en cómo una cámara registra la luz, sino también en cómo y por qué nuestros ojos funcionan de la manera en que lo hacen. Abordar estas preguntas puede revelar ideas sorprendentes sobre nuestra percepción cotidiana del mundo, además de convertirlo en un mejor fotógrafo.

VS.

INTRODUCCIÓN

Nuestros ojos pueden mirar alrededor de una escena y ajustarse dinámicamente según el tema, mientras que las cámaras capturan una sola imagen fija. Este rasgo explica muchas de nuestras ventajas comúnmente entendidas sobre las cámaras. Por ejemplo, nuestros ojos pueden compensar cuando nos enfocamos en regiones de brillo variable, podemos mirar a nuestro alrededor para abarcar un ángulo de visión más amplio o podemos enfocar alternativamente objetos a una variedad de distancias.

Sin embargo, el resultado final es similar a una cámara de video, no a una cámara fija, que compila instantáneas relevantes para formar una imagen mental. Una mirada rápida de nuestros ojos podría ser una comparación más justa, pero en última instancia, la singularidad de nuestro sistema visual es inevitable porque:

Lo que realmente vemos es la reconstrucción de nuestra mente de los objetos basada en la información proporcionada por los ojos, no la luz real que reciben nuestros ojos .

¿Escéptico? La mayoría lo son, al menos inicialmente. Los siguientes ejemplos muestran situaciones en las que se puede engañar a la mente para que vea algo diferente a los ojos:

Color falso Bandas Mach

Color falso :Mueva el mouse a la esquina de la imagen y mire la cruz central. El punto que falta girará alrededor del círculo, pero después de un tiempo este punto parecerá verde, aunque en realidad no hay verde presente en la imagen.

Bandas Mach :Mueva el mouse dentro y fuera de la imagen. Cada una de las bandas aparecerá ligeramente más oscura o más clara cerca de sus bordes superior e inferior, aunque cada una sea uniformemente gris.

Sin embargo, ¡esto no debería desanimarnos de comparar nuestros ojos y cámaras! Bajo muchas condiciones aún es posible una comparación justa, pero solo si tomamos en consideración lo que estamos viendo y cómo nuestra mente procesa esta información. Las secciones subsiguientes tratarán de distinguir los dos siempre que sea posible.

VISIÓN GENERAL DE LAS DIFERENCIAS

Este tutorial agrupa las comparaciones en las siguientes categorías visuales:

1. Ángulo de visión
2. Resolución y detalle
3. Sensibilidad y rango dinámico

A menudo se entiende que lo anterior es donde nuestros ojos y cámaras difieren más y, por lo general, también es donde hay más desacuerdo. Otros temas pueden incluir la profundidad de campo, la visión estéreo, el balance de blancos y la gama de colores, pero estos no serán el enfoque de este tutorial.

1. ÁNGULO DE VISTA

Con las cámaras, esto está determinado por la distancia focal de la lente (junto con el tamaño del sensor de la cámara). Por ejemplo, un teleobjetivo tiene una distancia focal mayor que un objetivo para retratos estándar y, por lo tanto, abarca un ángulo de visión más reducido:

Lamentablemente, nuestros ojos no son tan directos. Aunque el ojo humano tiene una distancia focal de aproximadamente 22 mm, esto es engañoso porque (i) la parte posterior de nuestros ojos es curva, (ii) la periferia de nuestro campo visual contiene progresivamente menos detalles que el centro y (iii) la escena que percibimos es el resultado combinado de ambos ojos.

Cada ojo individualmente tiene entre 120 y 200° de ángulo de visión, dependiendo de qué tan estrictamente se definan los objetos como "vistos". De manera similar, la región de superposición del ojo dual es de alrededor de 130°, o casi tan ancha como una lente de ojo de pez. Sin embargo, por razones evolutivas, nuestra visión periférica extrema solo es útil para detectar movimiento y objetos a gran escala (como un león que salta desde tu costado). Además, un ángulo tan amplio parecería muy distorsionado y poco natural si fuera capturado por una cámara.

Ojo izquierdo	Superposición de dos ojos	Ojo derecho

Nuestro ángulo de visión central, alrededor de 40-60°, es lo que más impacta nuestra percepción. Subjetivamente, esto se correspondería con el ángulo en el que podría recordar objetos sin mover los ojos. Por cierto, esto está cerca de una lente de distancia focal "normal" de 50 mm en una cámara de cuadro completo (43 mm para ser precisos), o una distancia focal de 27 mm en una cámara con un factor de recorte de 1.6X. Aunque esto no reproduce el ángulo de visión completo en el que vemos, sí corresponden bien con lo que percibimos como el que tiene la mejor compensación entre los diferentes tipos de distorsión:

Lente gran angular
(los objetos son de tamaños muy diferentes) Teleobjetivo
(los objetos son de tamaño similar)

Un ángulo de visión demasiado amplio y los tamaños relativos de los objetos son exagerados, mientras que un ángulo de visión demasiado estrecho significa que todos los objetos tienen casi el mismo tamaño relativo y se pierde la sensación de profundidad. Los ángulos extremadamente amplios también tienden a hacer que los objetos cerca de los bordes del encuadre parezcan estirados.

(si se captura con una lente de cámara estándar/rectilínea)

En comparación, aunque nuestros ojos capturan una imagen de gran angular distorsionada, la reconstruimos para formar una imagen mental en 3D que aparentemente no tiene distorsiones.

2. RESOLUCIÓN Y DETALLE

La mayoría de las cámaras digitales actuales tienen de 5 a 20 megapíxeles, lo que a menudo se cita como muy inferior a nuestro propio sistema visual. Esto se basa en el hecho de que con una visión de 20/20, el ojo humano puede resolver el equivalente a una cámara de 52 megapíxeles (suponiendo un ángulo de visión de 60°).

Sin embargo, tales cálculos son engañosos. Solo nuestra visión central es 20/20, por lo que en realidad nunca resolvemos tantos detalles en una sola mirada. Lejos del centro, nuestra capacidad visual disminuye drásticamente, de modo que con solo 20° fuera del centro, nuestros ojos resuelven solo una décima parte de los detalles. En la periferia, solo detectamos un contraste a gran escala y un color mínimo:

Representación cualitativa de detalles visuales utilizando una sola mirada de los ojos.

Teniendo en cuenta lo anterior, una sola mirada de nuestros ojos solo es capaz de percibir detalles comparables a una cámara de 5-15 megapíxeles (dependiendo de la vista). Sin embargo, nuestra mente en realidad no recuerda imágenes píxel por píxel; en su lugar, registra texturas, colores y contrastes memorables imagen por imagen.

Para ensamblar una imagen mental detallada, nuestros ojos se enfocan en varias regiones de interés en rápida sucesión. Esto pinta efectivamente nuestra percepción:

El resultado final es una imagen mental cuyos detalles se han priorizado efectivamente en función del interés. Esto tiene una implicación importante pero que a menudo se pasa por alto para los fotógrafos:incluso si una fotografía se acerca a los límites técnicos del detalle de la cámara, dicho detalle en última instancia no contará mucho si las imágenes en sí no son memorables.

Otras diferencias importantes con la forma en que nuestros ojos resuelven los detalles incluyen:

Asimetría . Cada ojo es más capaz de percibir detalles por debajo de nuestra línea de visión que por encima, y ​​su visión periférica también es mucho más sensible en direcciones que se alejan de la nariz que hacia ella. Las cámaras graban imágenes casi perfectamente simétricas.

Visualización con poca luz . En condiciones de poca luz, como la luz de la luna o de las estrellas, nuestros ojos comienzan a ver en monocromo. En tales situaciones, nuestra visión central también comienza a representar menos detalles que solo descentrados. Muchos astrofotógrafos son conscientes de esto y lo utilizan a su favor mirando solo el lado de una estrella tenue si quieren poder verla con sus ojos sin ayuda.

graduaciones sutiles . A menudo se presta demasiada atención a los detalles más finos que se pueden resolver, pero las gradaciones tonales sutiles también son importantes, y es donde nuestros ojos y cámaras difieren más. Con una cámara, los detalles ampliados siempre son más fáciles de resolver, pero, de manera contraria a la intuición, los detalles ampliados pueden volverse menos visibles para nuestros ojos. En el siguiente ejemplo, ambas imágenes contienen textura con la misma cantidad de contraste, pero esto no es visible en la imagen de la derecha porque la textura se amplió.

Textura fina
(apenas visible)→
Ampliada 16X Textura gruesa
(ya no se ve)

3. SENSIBILIDAD Y RANGO DINÁMICO

El rango dinámico* es un área en la que a menudo se considera que el ojo tiene una gran ventaja. Si tuviéramos que considerar situaciones en las que nuestra pupila se abre y se cierra para diferentes regiones de brillo, entonces sí, nuestros ojos superan con creces las capacidades de una sola imagen de cámara (y pueden tener un rango superior a 24 f-stops). Sin embargo, en tales situaciones, nuestro ojo se ajusta dinámicamente como una cámara de video, por lo que podría decirse que no es una comparación justa.

El ojo se enfoca en el fondo	El ojo se enfoca en primer plano	Nuestra Imagen Mental

Si tuviéramos que considerar el rango dinámico instantáneo de nuestro ojo (donde la apertura de nuestra pupila no cambia), entonces las cámaras funcionan mucho mejor. Esto sería similar a mirar una región dentro de una escena, dejar que nuestros ojos se ajusten y no mirar a ningún otro lado. En ese caso, la mayoría estima que nuestros ojos pueden ver entre 10 y 14 pasos f de rango dinámico, lo que definitivamente supera a la mayoría de las cámaras compactas (5 a 7 pasos), pero es sorprendentemente similar al de las cámaras SLR digitales (8 a 11 pasos). se detiene).

Por otro lado, el rango dinámico de nuestro ojo también depende del brillo y el contraste del sujeto, por lo que lo anterior solo se aplica a las condiciones típicas de la luz del día. Con la observación de estrellas con poca luz, nuestros ojos pueden acercarse a un rango dinámico instantáneo aún mayor, por ejemplo.

*Cuantificación del rango dinámico . La unidad más utilizada para medir el rango dinámico en fotografía es el f-stop, así que nos quedaremos con eso aquí. Esto describe la proporción entre las regiones registrables más claras y más oscuras de una escena, en potencias de dos. Por lo tanto, una escena con un rango dinámico de 3 f-stops tiene un blanco que es 8 veces más brillante que su negro (ya que 2 =2x2x2 =8).

Fotos a la izquierda (fósforos) y derecha (cielo nocturno) por lazlo y dcysurfer, respectivamente.

Sensibilidad . Esta es otra característica visual importante y describe la capacidad de resolver sujetos muy débiles o que se mueven rápidamente. Con luz brillante, las cámaras modernas son mejores para resolver sujetos que se mueven rápidamente, como lo demuestra la fotografía de alta velocidad de apariencia inusual. Esto a menudo es posible gracias a las velocidades ISO de la cámara que superan los 3200; incluso se cree que el ISO de luz diurna equivalente para el ojo humano es tan bajo como 1.

Sin embargo, en condiciones de poca luz, nuestros ojos se vuelven mucho más sensibles (suponiendo que los dejemos ajustar durante más de 30 minutos). Los astrofotógrafos a menudo estiman que esto está cerca de ISO 500-1000; todavía no tan alto como las cámaras digitales, pero cerca. Por otro lado, las cámaras tienen la ventaja de poder tomar exposiciones más largas para resaltar objetos aún más tenues, mientras que nuestros ojos no ven detalles adicionales después de mirar algo durante más de 10 a 15 segundos.

CONCLUSIONES Y LECTURAS ADICIONALES

Se podría afirmar que el hecho de que una cámara sea capaz de vencer al ojo humano es intrascendente, porque las cámaras requieren un estándar diferente:necesitan hacer impresiones que parezcan realistas. Una fotografía impresa no sabe en qué regiones se enfocará el ojo, por lo que cada parte de una escena debería contener el máximo detalle, en caso de que nos enfoquemos allí. Esto es especialmente cierto para impresiones grandes o vistas de cerca. Sin embargo, también se podría afirmar que sigue siendo útil poner las capacidades de una cámara en contexto.

En general, la mayoría de las ventajas de nuestro sistema visual provienen del hecho de que nuestra mente es capaz de interpretar de manera inteligente la información de nuestros ojos, mientras que con una cámara, todo lo que tenemos es la imagen en bruto. Aun así, a las cámaras digitales actuales les va sorprendentemente bien y superan a nuestros propios ojos en varias capacidades visuales. El verdadero ganador es el fotógrafo que es capaz de ensamblar de forma inteligente múltiples imágenes de cámara, superando así incluso nuestra propia imagen mental.

Consulte lo siguiente para leer más sobre este tema:

• Alto rango dinámico. Cómo ampliar el rango dinámico de las cámaras digitales utilizando múltiples exposiciones. Los resultados pueden incluso superar el ojo humano.
• Filtros de densidad neutra graduada (GND). Una técnica para mejorar la apariencia de escenas de alto contraste similar a cómo formamos nuestra imagen mental.
• Costura de fotografías Panorámicas digitales. Una discusión general sobre el uso de varias fotos para mejorar el ángulo de visión.