육안의 동적 범위는 디지털 카메라의 동적 범위와 어떻게 다릅니 까?


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DxO 테스트 에 따르면 , 카메라는 10 ~ 12 스탑의 다이나믹 레인지를 가지고 있습니다. 그 맞습니까? 소음은 일부 더 낮은 값을 완전히 망칠 수 있습니다 (일부 정지가 쉽게 발생 함).

또한 Norman Koren은 디지털 카메라의 원래 다이나믹 레인지는 9 ~ 11 스탑 일 수 있지만 인쇄물에는 "6.5"스탑 만 있습니다.

다이나믹 레인지 섹션에서 위키피디아는 인간의 눈의 명암비가 약 6.5 스탑 이라고 말합니다 . 그렇다면 왜 사람의 눈이 카메라보다 다이나믹 레인지가 높은 장면을 기록하는 것보다 훨씬 더 나은가?


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다이나믹 레인지에 대한 질문은 사람의 눈이 현대 카메라 및 렌즈와 어떻게 비교됩니까? 하지만이 특정 부분은 실제로 답변을 얻지 못했습니다. 광범위한 질문이 너무 광범위 할 수 있기 때문에 합리적인 독립형 후속 질문이라고 생각합니다 .
mattdm

답변:


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이것은 매우 좋은 질문이며 답은 수백 페이지를 채울 수 있으며 실제로 답은 이미 수백 페이지를 채 웁니다.

짧은 대답은 일반적으로 인용 된 숫자가 잘못되어 있기 때문에 명백한 현실에 동의하지 않기 위해 인용하고있는 수치입니다 :-). 읽어 ...

인터넷에서이 주제에 대해 많은 정보를 얻을 수 있으며 품질은 매우 다양합니다. 또한 사이트 사이에 "사실"에 대한 많은 패럿이 있으며 Wikipedia의 사이트와 같은 수치는 충분히 일반적으로 보이지만 Wikipedia 수치가 매우 잘못되어 수치를 과소 평가하는 것으로 추정되는 근거가 있습니다.

눈은 절대 레벨 검출기 (예 : 디지털 카메라 센서 사용)가 아니라 대비 검출기로 작동하므로 비교시주의가 필요합니다.

아이리스, 화학 적응 및 기타 모든 트릭으로 전체 눈 시스템의 절대 동적 범위가 20 스탑 이상인 것처럼 보입니다. 각 스탑은 2의 요소이므로 2 ^ 20 또는 약 "100,000 : 1 이상"입니다. 상단에, 태양은 너무 밝다 !!!. 하단에서 어두운 눈은 단일 광자를 감지 할 수 있습니다. D3S (D4보다 성능이 더 좋음)에 문제가있을 수 있습니다. (이것은 모든 광자가 아닙니다. 초당 몇 광자 수준으로 내려 가면 센서가 아닌 영역에 부딪 히고 감지되지 않습니다. 그러나 한 DOES가 민감한 망막 영역에 부딪 치면 신호가 발생합니다. 녹음 할 수 있습니다.)

그러나 나는 :-)를 떠난다. 눈의 다이나믹 레인지를 논의하는 매우 좋은 페이지입니다.

단락 제목은 주목할 가치가 있습니다.


육안의 시력 해상도에 대한 참고 사항 시력 및 인쇄물의 세부 사항 해결 시력
에는 몇 메가 픽셀이 있습니까?
육안의 감도 (ISO 상당) 눈
의 동적 범위 눈
의 초점 거리

저자는 저조도 조건에서 적응 또는 조리개로 감도를 변경하지 않고 눈의 동적 범위가 약 1,000,000 : 1이라고 주장합니다. 즉, 위에서 언급 한 "웰 오버"하한값만큼 큽니다. 그리고 그는이 주장을 아래에 복사 한 것처럼 정당화합니다. 언뜻보기에 상당히 설득력있는 소리. 논쟁에 결함이있을 수 있지만 괜찮은 것 같으며 이것이 모든 조명 수준에 적용되는 것은 아닙니다.

다음은 간단한 실험입니다. 맑은 밤에 보름달이있는 별표로 외출하십시오. 눈이 조정될 때까지 몇 분 정도 기다리십시오. 이제 시야에 보름달이 보일 때 감지 할 수있는 가장 희미한 별을 찾으십시오. 달과 별을 똑바로 45도 (정신) 내로 제한하고 시도하십시오.

도시의 불빛으로부터 맑은 하늘이 있다면 3 등급의 별을 볼 수있을 것입니다.

보름달의 별 크기는 -12.5입니다.

진도 2.5 등급을 볼 수있는 경우, 진도 범위는 15입니다.

5 개의 크기마다 100의 요소이므로 15는 100 * 100 * 100 = 1,000,000입니다.

따라서,이 상대적으로 낮은 조명 조건에서의 다이나믹 레인지는 약 백만에서 일, 아마도 더 높습니다!

그러나 다음은 정상적인 일광 수준의 실험에 대한 제안입니다.

  • 어두운 영역과 밝은 영역이 잘 혼합 된 장면을 찾으십시오. 이상적으로는 어두운 섬 근처의 고립 된 섬과 같은 어두운 영역이 있습니다. 예를 들어 나무를 통해 그늘이 진한 곳으로 햇빛이 비추는 경우가 있습니다. 약간의 카일 렛이나 짙은 그늘이 도움이 될 것입니다.

  • 눈이 일반적인 조명 수준에 적응하도록하십시오-태양이 비치는 곳 근처의 밝은 곳을 쳐다 보지 말고 특히 어두운 곳에서는 초점을 맞추지 마십시오.

  • 가장 어두운 곳에서 디테일을 얼마나 잘 볼 수 있는지 확인하십시오. 어두움의 수준에서 검은 색으로 희미 해집니다.

  • 밝은 곳에서 똑같이 해보십시오. 태양을 바라 보면 세부 사항이 사라지고 더 이상 볼 수없는 곳이 있습니다.

  • 어둡고 밝은 장면 사이에서 눈을 비틀어 f-stop을 변경하는 적응 메커니즘을 중지하십시오.

  • 이제 장면 사진을 찍습니다. "올바로"노출 한 다음 가장 어두운 부분을 사진에서 볼 수 있으며 구별 할 수있는 가장 밝은 부분이 씻겨지지 않습니다.

  • 장비가있는 경우 사진 사이에서 최대 f- 스톱 변형으로 HDR 사진을 찍습니다. (My Sony A77은 5ev 단계를 허용합니다.)

내 경험은 내 눈이 항상 카메라보다 넓은 밝기 범위를 볼 수 있다는 것입니다 (Minolta 7Hi, A200, 5D, 7D, A700, A77, 기타)

최대 HDR 이미지 (중심 간 10ev 범위)에서 내 눈은 카메라보다 더 좋거나 잘 보입니다.

이것이 나타나지 않는 영역은 눈을 통합해야 할 때 (최대 약 4 초 동안) 매우 낮은 조명 상태입니다. 반면에 저조도 사진을보고 이미지를 볼 수 있습니다. 바로. 내가 10 초 노출을 필요로했을 수도 있다는 사실은 보는 것과 관련이 없습니다.


다른 좋은 물건들 :


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와우 :) 정말 매력적입니다.
Paolo

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이것보다 더 나쁘다. 뇌는 장면 주위에서 초점을 움직일 때 보이는 것을 사용하여 정신 이미지의 주변을 구성합니다. 따라서 눈을 조정할 때 밝은 영역의 하이라이트 세부 사항을 모두 본 다음 어두운 영역의 모든 그림자 세부 사항을 볼 수 있습니다. 이 모든 작업은 밀리 초 단위로 수행되므로 장면이 재구성되고 있음을 알 수 없습니다.
Phil H

+1 좋은 대답, 그리고 우리가 눈으로 "보지"않는다는 사실을 덧붙일 때, 우리의 뇌에서는 더 복잡해집니다.
whatsisname

재미있는 것들. 그러나 여기에는 용어의 혼동이있을 수 있습니다. 나는 눈이 약 24 스탑 정도 의 다이나믹 레인지를 가지고 있지만 약 20 이하 의 콘트라스트 범위 를 나타내는 것을 읽었습니다 (링크를 찾아야합니다) . 동적 범위는 감지 장치의 전체 감도 범위이며, 대비 범위는 일반적으로 사용되는 전체 동적 범위의 일부를 나타내는 데 사용됩니다. 눈이 밝은 햇빛 아래에서 단일 광자 (낮은 DR 한계)와 수백만 개의 광자를 감지 할 수 있다는 점을 고려하면 의미가 있습니다.
jrista

그렇다면 육안의 DR은 2 ^ 24 (1600 만)와 비슷하지만 카메라의 DR과 비슷하지만 하드웨어가 할 수있는 모든 동적 범위를 사용할 수는 없습니다. 항상. 컴퓨터 화면의 경우 약 8-10 정지, 인쇄의 경우 5-7 정지 인 사용 가능한 DR을보다 좁은 범위의 대비로 압축해야합니다. 장치의 전체 동적 범위 내에서 가변 명암의 특성은 독자에게 다이나믹 이라는 이유를 알려 주어야합니다 .
jrista

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은유 적으로 뇌가 단일 이미지를 "보지"않지만 장면 주위를 이동할 때 눈에서 연속적인 "샷"을 기반으로 이미지를 구성한다는 사실 때문일 수 있습니다.

이러한 "샷"각각은 최종 "이미지"의 전체 동적 범위를 최대화하기 위해 가변 "조리개"로 "촬영"됩니다.

원하는 경우 정신 과정을 파노라마와 HDR의 혼합으로 생각할 수 있습니다. :영형)


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눈의 다이나믹 레인지가 항상``인간 조리개 ''에 의해서뿐만 아니라 눈이보고있는 것에 대한 뇌의 감도에 따라 빛의 강도에 맞춰 조정되기 때문에이 질문은 표준화 될 수 없습니다. 원하는 프로세서는 빛에 가장 민감하고 원하는 경우 어둡기에 가장 높은 감도를 사용하는 프로세서가 다른 카메라와 같습니다. 나는 눈의 다이나믹 레인지가 22에서 24 EV 정도라고 생각합니다.

나는이 질문에 잠시 동안 흥미를 느꼈다. 노출 용 브라켓과 화이트 밸런스 용 브라켓을 별도로 필요로하지 않고 나중에 후 처리 할 필요없이 다른 각도의 라이트 박스로 밀크 화이트 전시 스탠드 사진을 찍어보십시오. 물리적으로 불가능합니다.

눈이 심리적으로 화이트 밸런스를 조정하는 것처럼 시각적 인식도 ​​중요하기 때문에``신선한 눈이 필요하다 ''라는 용어가 사용됩니다.


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이것의 주된 이유는 인간의 눈이 로그 스케일로 밝기를 등록하는 반면 디지털 센서는 선형이기 때문입니다. 자세한 내용 은이 사이트 를 반쯤 살펴보십시오 .


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여기에 가장 좋은 답변이 가장 좋은 반면, 몇 가지 잘못된 의견이 있습니다. 눈은 눈 움직임과 빠른 조정으로 인해 다이나믹 레인지가 크지 않습니다. 눈을 특정 지점에 고정한 상태에서 실험을 시도하고 눈을 고정한 상태에서 주변의 시력에서 훨씬 밝거나 어두운 영역에서 볼 수있는 것을 기록하십시오. 다양한 밝기의 지점에 고정하여 실제로 정상적인 조명 수준에 해당하는 모든 것이 선명하게 보이는지 확인하십시오. 한 지점에 초점을 맞추고 고정되어 있기 때문에 눈의 움직임으로 인해 가까운 주변의 밝고 어두운 물체를 여전히 쉽게 인식 할 수 있습니다. 최고의 카메라로 사진을 찍으면 이것이 사실이 아닙니다.

물론 태양과 다른 밝은 광원은 시야 중심에 가까울 때 너무 밝으며 밝은 실내 조명에서 어두운 곳으로 이동하는 것도 너무 많습니다. 스포츠에 사용되는 고가의 비디오 카메라와 고가의 디지털 카메라와의 비교에 따르면 24 스탑 수치가 가장 정확합니다.

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