Por que não posso simplesmente apontar minha câmera para o que estou vendo e gravar isso? É uma pergunta aparentemente simples. É também um dos mais complicados de responder, e requer investigar não apenas como uma câmera grava a luz, mas também como e por que nossos olhos funcionam da maneira que funcionam. Enfrentar essas questões pode revelar insights surpreendentes sobre nossa percepção cotidiana do mundo – além de nos tornarmos melhores fotógrafos.
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INTRODUÇÃO
Nossos olhos são capazes de olhar ao redor de uma cena e ajustar dinamicamente com base no assunto, enquanto as câmeras capturam uma única imagem estática. Essa característica é responsável por muitas das nossas vantagens comumente compreendidas sobre as câmeras. Por exemplo, nossos olhos podem compensar quando focamos em regiões de brilho variável, podem olhar ao redor para abranger um ângulo de visão mais amplo ou podem focar alternadamente em objetos em uma variedade de distâncias.
No entanto, o resultado final é semelhante a uma câmera de vídeo – não uma câmera de fotos – que compila instantâneos relevantes para formar uma imagem mental. Uma rápida olhada pelos nossos olhos pode ser uma comparação mais justa, mas, em última análise, a singularidade do nosso sistema visual é inevitável porque:
O que realmente vemos é a reconstrução de objetos da nossa mente com base na entrada fornecida pelos olhos, não na luz real recebida por nossos olhos .
Cético? A maioria é – pelo menos inicialmente. Os exemplos abaixo mostram situações em que a mente pode ser induzida a ver algo diferente dos olhos:
False Color
Mach Bands
Cor falsa :mova o mouse para o canto da imagem e olhe para a cruz central. O ponto ausente girará ao redor do círculo, mas depois de um tempo esse ponto parecerá verde - mesmo que nenhum verde esteja realmente presente na imagem.
Bandas de Mach :Mova o mouse para dentro e para fora da imagem. Cada uma das faixas aparecerá um pouco mais escura ou mais clara perto de suas bordas superior e inferior - mesmo que cada uma seja uniformemente cinza.
No entanto, isso não deve nos desencorajar de comparar nossos olhos e câmeras! Sob muitas condições, uma comparação justa ainda é possível, mas
somente se levamos em consideração o que estamos vendo
e como nossa mente processa essa informação. As seções subsequentes tentarão distinguir os dois sempre que possível.
VISÃO GERAL DAS DIFERENÇAS
Este tutorial agrupa as comparações nas seguintes categorias visuais:
- Ângulo de visão
- Resolução e detalhes
- Sensibilidade e alcance dinâmico
Os itens acima são frequentemente entendidos como onde nossos olhos e câmeras diferem mais, e geralmente também são onde há mais desacordo. Outros tópicos podem incluir profundidade de campo, visão estéreo, balanceamento de branco e gama de cores, mas estes não serão o foco deste tutorial.
1. ÂNGULO DE VISÃO
Com câmeras, isso é determinado pela distância focal da lente (junto com o tamanho do sensor da câmera). Por exemplo, uma lente telefoto tem uma distância focal maior do que uma lente de retrato padrão e, portanto, abrange um ângulo de visão mais estreito:
Infelizmente nossos olhos não são tão diretos. Embora o olho humano tenha uma distância focal de aproximadamente 22 mm, isso é enganoso porque (i) a parte de trás de nossos olhos é curva, (ii) a periferia do nosso campo visual contém progressivamente menos detalhes do que o centro e (iii) a cena que percebemos é o resultado combinado de ambos os olhos.
Cada olho individualmente tem um ângulo de visão de 120 a 200°, dependendo de quão estritamente se define os objetos como sendo "vistos". Da mesma forma, a região de sobreposição do olho duplo é de cerca de 130 ° – ou quase tão ampla quanto uma lente olho de peixe. No entanto, por razões evolutivas, nossa visão periférica extrema só é útil para detectar movimento e objetos de grande escala (como um leão pulando do seu lado). Além disso, um ângulo tão amplo pareceria altamente distorcido e não natural se fosse capturado por uma câmera.
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| Olho Esquerdo | Sobreposição de dois olhos | Olho Direito |
Nosso ângulo de visão central – em torno de 40-60° – é o que mais impacta nossa percepção. Subjetivamente, isso corresponderia ao ângulo sobre o qual você poderia se lembrar de objetos sem mover os olhos. Aliás, isso está perto de uma lente de distância focal "normal" de 50 mm em uma câmera full frame (43 mm para ser preciso), ou uma distância focal de 27 mm em uma câmera com fator de corte de 1,6X. Embora isso não reproduza o ângulo de visão completo em que vemos,
reproduz correspondem bem com o que percebemos como tendo o melhor compromisso entre diferentes tipos de distorção:
Lente grande angular (os objetos são de tamanhos muito diferentes)
teleobjetiva (os objetos são semelhantes em tamanho)
Um ângulo de visão muito amplo e os tamanhos relativos dos objetos são exagerados, enquanto um ângulo de visão muito estreito significa que os objetos têm quase o mesmo tamanho relativo e você perde a noção de profundidade. Ângulos extremamente amplos também tendem a fazer com que os objetos próximos às bordas do quadro pareçam esticados.
(se capturado por uma lente de câmera padrão/retilínea)
Em comparação, mesmo que nossos olhos capturem uma imagem grande angular distorcida, nós a reconstruímos para formar uma imagem mental 3D aparentemente livre de distorção.
2. RESOLUÇÃO E DETALHE
A maioria das câmeras digitais atuais tem de 5 a 20 megapixels, o que é frequentemente citado como estando muito aquém do nosso próprio sistema visual. Isso se baseia no fato de que na visão 20/20, o olho humano é capaz de resolver o equivalente a uma câmera de 52 megapixels (assumindo um ângulo de visão de 60°).
No entanto, tais cálculos são enganosos. Apenas nossa visão central é 20/20, então nunca resolvemos tantos detalhes em uma única olhada. Longe do centro, nossa capacidade visual diminui drasticamente, de modo que apenas 20° fora do centro nossos olhos resolvem apenas um décimo dos detalhes. Na periferia, detectamos apenas contraste em grande escala e cores mínimas:
Representação qualitativa de detalhes visuais usando um único olhar.
Levando em conta o exposto, um único olhar de nossos olhos só é capaz de perceber detalhes comparáveis a uma câmera de 5-15 megapixels (dependendo da visão). No entanto, nossa mente não se lembra de imagens pixel por pixel; em vez disso, grava texturas, cores e contrastes memoráveis, imagem por imagem.
Para montar uma imagem mental detalhada, nossos olhos, portanto, focam em várias regiões de interesse em rápida sucessão. Isso efetivamente pinta nossa percepção:
O resultado final é uma imagem mental cujos detalhes foram efetivamente priorizados com base no interesse. Isso tem uma implicação importante, mas muitas vezes esquecida para os fotógrafos:mesmo que uma fotografia se aproxime dos limites técnicos dos detalhes da câmera, esses detalhes não contarão muito se a imagem em si não for memorável.
Outras diferenças importantes com a forma como nossos olhos resolvem os detalhes incluem:
Assimetria . Cada olho é mais capaz de perceber detalhes abaixo de nossa linha de visão do que acima, e sua visão periférica também é muito mais sensível em direções distantes do nariz do que em direção a ele. As câmeras gravam imagens quase perfeitamente simetricamente.
Visualização com pouca luz . Sob luz extremamente baixa, como sob a luz do luar ou da luz das estrelas, nossos olhos começam a ver em monocromático. Sob tais situações, nossa visão central também começa a retratar menos detalhes do que apenas fora do centro. Muitos astrofotógrafos estão cientes disso, e usam isso a seu favor, olhando apenas para o lado de uma estrela fraca, se quiserem vê-la com seus olhos desassistidos.
Gradações sutis . Muitas vezes, muita atenção é dada aos mínimos detalhes que podem ser resolvidos, mas as gradações tonais sutis também são importantes – e são onde nossos olhos e câmeras diferem mais. Com uma câmera, os detalhes ampliados são sempre mais fáceis de resolver, mas contra-intuitivamente, os detalhes ampliados podem se tornar menos visíveis aos nossos olhos. No exemplo abaixo, ambas as imagens contêm textura com a mesma quantidade de contraste, mas isso não é visível na imagem à direita porque a textura foi ampliada.
Textura fina (pouco visível)→
Ampliado 16X
Textura grosseira (não está mais visível)
3. SENSIBILIDADE E GAMA DINÂMICA
O alcance dinâmico* é uma área onde o olho é frequentemente visto como tendo uma grande vantagem. Se considerarmos situações em que nossa pupila abre e fecha para diferentes regiões de brilho, então sim, nossos olhos superam em muito as capacidades de uma única imagem de câmera (e podem ter um alcance superior a 24 f-stops). No entanto, em tais situações, nosso olho está se ajustando dinamicamente como uma câmera de vídeo, portanto, essa não é uma comparação justa.
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| Olho se concentra no plano de fundo | Olho foca no primeiro plano | Nossa Imagem Mental |
Se, em vez disso, considerarmos a faixa dinâmica instantânea do nosso olho (onde a abertura da pupila não é alterada), as câmeras se sairão muito melhor. Isso seria semelhante a olhar para uma região dentro de uma cena, deixar nossos olhos se ajustarem e não olhar para nenhum outro lugar. Nesse caso, a maioria estima que nossos olhos podem ver de 10 a 14 f-stops de faixa dinâmica, o que definitivamente supera a maioria das câmeras compactas (5-7 stops), mas é surpreendentemente semelhante ao das câmeras SLR digitais (8-11 paradas).
Por outro lado, o alcance dinâmico do nosso olho também depende do brilho e do contraste do assunto, portanto, o acima se aplica apenas às condições típicas de luz do dia. Com a visualização de estrelas com pouca luz, nossos olhos podem se aproximar de uma faixa dinâmica instantânea ainda maior, por exemplo.
*Quantificar o intervalo dinâmico . A unidade mais comumente usada para medir a faixa dinâmica na fotografia é o f-stop, então vamos ficar com isso aqui. Isso descreve a proporção entre as regiões graváveis mais claras e mais escuras de uma cena, em potências de dois. Uma cena com uma faixa dinâmica de 3 f-stops, portanto, tem um branco que é 8X mais brilhante que seu preto (já que 2 =2x2x2 =8).
Fotos à esquerda (partidas) e à direita (céu noturno) por lazlo e dcysurfer, respectivamente.
Sensibilidade . Esta é outra característica visual importante e descreve a capacidade de resolver assuntos muito fracos ou em movimento rápido. Durante a luz brilhante, as câmeras modernas são melhores na resolução de assuntos em movimento rápido, como exemplificado pela fotografia de alta velocidade de aparência incomum. Isso geralmente é possível devido às velocidades ISO da câmera superiores a 3200; acredita-se que o ISO de luz do dia equivalente para o olho humano seja tão baixo quanto 1.
No entanto, sob condições de pouca luz, nossos olhos se tornam muito mais sensíveis (presumindo que os deixamos ajustar por mais de 30 minutos). Os astrofotógrafos costumam estimar isso como próximo da ISO 500-1000; ainda não tão alto quanto as câmeras digitais, mas perto. Por outro lado, as câmeras têm a vantagem de poder fazer exposições mais longas para destacar objetos ainda mais fracos, enquanto nossos olhos não veem detalhes adicionais depois de olhar para algo por mais de 10 a 15 segundos.
CONCLUSÕES E LEITURA ADICIONAL
Pode-se argumentar que se uma câmera é capaz de vencer o olho humano é irrelevante, porque as câmeras exigem um padrão diferente:elas precisam fazer impressões com aparência realista. Uma fotografia impressa não sabe em quais regiões o olho focará, então cada parte de uma cena precisaria conter o máximo de detalhes – apenas no caso de ser onde focaremos. Isso é especialmente verdadeiro para impressões grandes ou visualizadas de perto. No entanto, também pode-se argumentar que ainda é útil colocar os recursos de uma câmera em contexto.
No geral, a maioria das vantagens do nosso sistema visual decorre do fato de que nossa mente é capaz de interpretar de forma inteligente as informações de nossos olhos, enquanto com uma câmera, tudo o que temos é a imagem bruta. Mesmo assim, as câmeras digitais atuais se saem surpreendentemente bem e superam nossos próprios olhos por várias capacidades visuais. O verdadeiro vencedor é o fotógrafo que é capaz de montar de forma inteligente várias imagens de câmera – superando assim até mesmo nossa própria imagem mental.
Por favor, veja o seguinte para ler mais sobre este tópico:
- Alto Alcance Dinâmico. Como estender o alcance dinâmico de câmeras digitais usando exposições múltiplas. Os resultados podem até exceder o olho humano.
- Filtros de densidade neutra graduada (GND). Uma técnica para melhorar a aparência de cenas de alto contraste semelhante à forma como formamos nossa imagem mental.
- Panoramas de Digitas de Costura de Fotos. Uma discussão geral sobre o uso de várias fotos para melhorar o ângulo de visão.
