La luz es un fenómeno físico que se comporta igual en el ojo humano que en la cámara.
Las cámaras necesitan una estructura similar a la de nuestros ojos para procesar la luz. Por eso es interesante trazar un paralelo entre el ojo humano y la cámara.
Este artículo analizará la cámara frente al ojo humano. Veremos cómo se compara el campo de visión humano con el de la cámara.
¿Qué es la luz?
Para comprender cómo funcionan la visión y las cámaras, debemos comprender la luz. Este es el estímulo de la visión, y lo podemos definir de varias formas.
La luz es la radiación electromagnética que el ojo humano puede detectar. En otras palabras, la parte visible del espectro de radiación electromagnética. Los humanos pueden detectar longitudes de onda de 380 a 700 nanómetros.
Según el concepto de dualidad onda-partícula, la luz es una partícula (fotón) o una onda. Esto significa que se comporta como fotones y como ondas. Se compone de partículas diminutas, pero se propaga en el espacio como una onda.
Para nuestra visión y nuestras cámaras, ambas formas aparecen.
¿Cómo captan la luz nuestros ojos y nuestras cámaras?
Tanto nuestros ojos como nuestras cámaras son sensibles a la luz. Esto significa que reaccionan a las señales que transmite. Funcionan de manera similar entre sí, pero no están construidos de la misma manera.
En nuestros ojos, la luz pasa primero a través de la córnea. Esta es la capa frontal del ojo, como el elemento frontal de su cámara. Ambos juegan un papel esencial en la refracción de la luz y la protección de otras partes del ojo o del cristalino.
El iris es una membrana en forma de anillo detrás de la córnea. Tiene una abertura regulable en su centro:la pupila. Esto controla la cantidad de luz que pasa. En los objetivos de las cámaras, la apertura tiene la misma función.
Detrás del iris está el cristalino. Es una estructura cristalina transparente que es flexible y cambia de forma para enfocar. En los objetivos de las cámaras suele haber más elementos. El enfoque se puede cambiar acercando o alejando estas lentes del sensor de la cámara.
Dentro del ojo, hay una capa fotosensible llamada retina. La retina recibe y convierte la luz en señales eléctricas. Estas señales luego son transmitidas por las neuronas. De esta forma, a través del nervio óptico, la retina envía mensajes al cerebro. La 'retina' de la cámara es el sensor.
La imagen que aparece en la retina o el sensor está invertida al revés y de lado. Nuestro cerebro lo gira.
¿Cuál es la resolución del ojo humano?
La principal diferencia entre la retina y un sensor es que la primera es curva, ya que forma parte del globo ocular. Además, contiene más celdas que el número de píxeles en un sensor de cámara. Tiene alrededor de 130 millones de células, 6 millones sensibles a los colores (los conos).
En un sensor de cámara, la densidad de píxeles es uniforme. En el ojo, hay más células en el medio de la retina.
Digamos que la resolución de nuestro ojo es de 130MP. Debido al rápido y constante movimiento del globo ocular, en realidad ronda los 576MP. Sin mencionar que la resolución de nuestro ojo no tiene que considerar el poder de resolución de una lente.
También tenemos que mencionar que las células sensibles a la luz (los bastones) se apagan en brillo. Ayudan a nuestra visión en condiciones de poca luz. Es precisamente lo contrario en condiciones de poca luz porque solo las varillas están activas entonces. Es por eso que no podemos ver los colores durante el crepúsculo.
Además, con el envejecimiento, nuestros ojos pierden algunas de estas células y nuestro cerebro se adapta a eso. Así que un ojo no necesita su valor de resolución, ya que la visión depende de muchas otras cosas.
Entonces, debido a la gran cantidad de células en la retina, podemos decir que el ojo humano tiene aproximadamente 576MP. No significa lo mismo que en fotografía, pero es una comparación interesante. De esta manera, podemos ver fotográficamente la poderosa capacidad de nuestros ojos.
Comprender el campo de visión humano
A menudo escuchamos que una lente de 50 mm en una cámara de fotograma completo es la más cercana al campo de visión humano.
Llamamos a la lente estándar de 50 mm porque la distancia focal es igual al tamaño de la diagonal de su sensor. La distancia focal de nuestros ojos es de aproximadamente 22 mm. Por lo tanto, no es una lente estándar porque tiene la misma distancia focal o ángulo de visión que el ojo.
Como tenemos dos ojos, la visión humana es de aproximadamente 210 grados de arco horizontal. Esto no significa que podamos ver nítidamente a 210 grados, ya que la mayor parte es visión periférica. No podemos tener todo lo que nos rodea enfocado. Solo podemos detectar movimiento y formas cerca de los bordes. Por eso estamos constantemente moviendo los ojos (movimiento ocular sacádico).
Una lente de 50 mm tiene un ángulo de visión de 46 grados. El centro de nuestro campo de visión, alrededor de 40-60 grados, es donde obtenemos la mayor parte de la información. Esto significa que nuestra percepción depende de esta parte. Está cerca del ángulo de visión de 50 mm.
¿Qué es el rango dinámico del ojo humano?
El rango dinámico es un tema interesante cuando comparamos las cámaras con nuestros ojos. Al mirar una escena, nuestro ojo se comporta más como una cámara de video.
Se está ajustando constantemente a las condiciones de iluminación. Esto significa que no solo "exponemos" las áreas brillantes u oscuras de la escena.
Puede suceder debido a nuestros rápidos movimientos oculares. Nuestro ojo está siempre en movimiento, lo que nos permite medir la luz en todas las partes de la escena. De esta manera, podemos ajustar la pupila a las condiciones de luz.
Esta diferencia es visible cuando estamos fotografiando un sujeto que está iluminado desde atrás. Con nuestra cámara, podemos capturar una silueta, pero nuestros ojos seguirán viendo detalles en lugares más oscuros.
¿Qué es el ISO del ojo?
No podemos medir la sensibilidad de un órgano humano exactamente como la de una película o sensor artificial. Si quisiéramos comparar los dos, el ISO del ojo se estima en alrededor de 1 con luz brillante. Y es alrededor de 500-1000 en condiciones de luz más oscura.
Conclusión
Está claro por qué dibujaríamos un paralelo entre nuestros ojos y nuestras cámaras. Pero tenemos que admitir que no podemos copiar el mecanismo exacto de nuestra visión.
Las cámaras digitales no pueden competir con la complejidad del ojo y el cerebro. No olvides que nuestra visión depende de nuestro cerebro. Incluso los factores psicológicos afectan nuestra percepción.
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