Silmä vs digikamera

[artur]

Moi!

Ajattelin tällaista eilen illalla: Jos ihmisen silmän tarkkuus verrattaisiin digikameraan, niin paljonko megapikseliä kennolla olisi?

[adapteri]

Ei sitä oikein voi verrata. Voisihan sitä sanoa vaikka 0,1 megapikseliä, mutta kuva tarkentuu siellä taustaprosessorissa.

Silmässä ensinnäkin "pikselit" eivät ole tasaisesti joka paikassa. Tarkimmassa alueessa niitä on todella paljon. Sitten silmä "ottaa" parikymmentä kuvaa sekunnissa. Niissä jokaisessa se tarkka alue on kohdistettu eri kohtaan. Silmässä on sellainen ominaisuus kuin silmävärve, joka liikuttaa silmää sen verran. Aivot sitten yhdistävät nämä peräkkäiset eri kohtien kuvat yhdeksi. Samalla muualla kuva-alueessa tapahtuu kohinanpoisto. Jos katsot videokameran pysäytyskuvaa, esimerkiksi hyvä nykyaikainen digivideokamera, siinä on PALJON kohinaa. Kun sen kuvaa katsotaan liikkuvana televisiosta, kohinaa ei näy oikeastaan yhtään. Aivot korjaavat kuvaa. Digikameralla saman voi tehdä niin, että ottaa esim 1 aukon verran alivalottuneita kuvia 2kpl samasta paikasta ja summaa ne yhteen. Lopputulos on vähemmän kohinainen kuin yksi oikein valotettu.

Sitten on tietysti olemassa yhden pikselin bittisyvyys. Digeissä niitä voisi olla esim 8 bittiä per pikseli. Silmässä käytännössä se yksi valoherkkä solu on analoginen. Digissä pitäisi kai olla kymmeniä bittejä, jotta sen tarkkuus olisi samaa luokkaa.

Aivoissa on lisäksi monta piirrettä, jotka vaikuttavat näkemiseen. Yksi sellainen on "hahmontunnistus" ja odotusarvot. Olen joskus tutkinut, miten lentokoneen tyypin tunnistaa. Sen voi tunnistaa joko yksityiskohdista tai kokonaisuudesta. Tai molemmista. Tai jostain... Jos tunnistaminen tapahtuu yksityiskohdasta, aivot "näkevät" sen lopun kokonaisena. Jos joku seisoo puun takana, niin että hänestä näkyy aika paljon kummaltakin puolelta, aivot "tietävät", millainen hän on niiltä osin, jota ei näy. Hahmo "näkyy" puun läpi. Joskus kun näkeekin jotain vierasta, aivot erehtyvät. Aivot "odottavat" näkevänsä jotain muuta kuin näkevätkään. Ja tulkinta on sen odotuksen mukainen, kunnes virhe selviää aivoille. Siksi aivot myös "näkevät" paljon tarkemmin, kuin mitä silmä oikeasti näkee.

[artur]

Ei sitä oikein voi verrata. Voisihan sitä sanoa vaikka 0,1 megapikseliä, mutta kuva tarkentuu siellä taustaprosessorissa.

Kiitos tyhjentävästä vastauksesta =) Olet kaiketi opiskellut psykkaa?

[adapteri]

Olen opiskellut ties mitä. Oppia ikä kaikki. Pitsinnypläystä en ole (vielä) opiskellut, mutta ehkä sen sitten vanhainkodissa...

Psykologiassa minun kiinnostukseni liukui kognitioiden tutkimiseen. Pari esimerkkiä siitä, miten "aivot näkevät": ajattele pientä punaista taloa. Kerron tästä hetken kuluttua lisää tuolla alempana.

Aivot käsittelevät asiaa kuvina, hahmoina. Miten kulkisit Hesassa Rautatieasemalta Kauppatorille? Ensimmäisenä tulee mieleen näkymiä tuosta matkan varrelta. Ei sitä voi ajatella koordinaatteina tai pelkillä kadun nimillä. Siihen liittyy aina kuva, joko karttakuva tai näkymä kadulta menosuuntaan.

Kun ajattelit sitä pientä punaista taloa, mitä materiaalia se oli? Mikä ympäristö? Useimmat suomalaiset ajattelevat pientä puista mökkiä, valkoiset ikkunanpielet, taustalla puita. Afrikkalaiset ehkä ajattelisivat poltetusta kamelinlannasta tehtyä mökkiä, joku muu tiilitaloa. Nuo ajatusmallit ovat niin voimakkaita, että näkemisessäkin, jos tarpeeksi pienen vilauksen näkee, tulkintaa on paljon enemmän, kuin mitä silmä näkee. Niinpä väitän, että jonkun silmä näkee 2 megapikselin kameran tulosteissa kameran "huonouden" ja 5 megapikselin kameran "hyvyyden" myös silloin, kun sitä ei oikeasti näe.

[Wolfheart]

Erittäin mielenkiintoinen aihe!

[laite]

On kyllä. Piti oikein lukea adpterin edellinen samaa aihetta sivuava kirjoitus.
http://www.digicamera.net/keskus/viewto ... ht=silm%E4

eli tuolta löytyy.

[artur]

Niinpä väitän, että jonkun silmä näkee 2 megapikselin kameran tulosteissa kameran "huonouden" ja 5 megapikselin kameran "hyvyyden" myös silloin, kun sitä ei oikeasti näe.

Sama asia pätee myös merkkeihin. Jos olisi kaksi aivan samanlaista lootaa valittavana jossa yhdessä lukee Medion ja toisessa Canon, niin kumman valitsisit?

Vielä kun vertaa silmää ja digikameraa, niin silmällä on muuten aika hyvä autofocus... jopa pimeässä =D

[Tapiol2003]

Moi!

Ajattelin tällaista eilen illalla: Jos ihmisen silmän tarkkuus verrattaisiin digikameraan, niin paljonko megapikseliä kennolla olisi?

Laitan tähän uudelleen joitakin silmän fysiologiaan liittyviä muuttujia:

Ihmissilmän näkemää näkymää on liene vaikea muuttaa suoraan laskennalliseksi aukoksi. Näkökenttää ja sen muotoa on usein kuvattu samanlaiseksi kuin linnunratamme poikkileikkauskuva: litteä ellipsinomainen alue, jonka keskiosa on pullistunut molempiin suuntiin, eli sivulta katsottuna ylös ja alaspäin.

Koska silmä seuraa kohdetta koko ajan ja pupilli reagoi valon määrän portaattomasti, on käytössämme automaattitarkenteinen- ja valotteinen elin, jossa aiemmin mainittu noin normaaliobjektiivin kuvakenttää vastaava alue on liikkuvan valokeilan tavoin kerralla terävää. "Skannaamme" siis ympäristöämme tällaisella keilalla sen enempää sitä tiedostamatta.

Pienen lapsen silmä kykenee valvotuissa olosuhteissa erottamaan 25 cm:n etäisyydeltä 10 linjaparia / mm. Käytännön testeissä on todettu, että totuudenmukaisempi arvo yksittäisen erottuvan pisteen koosta on 0,0625 mm vastaten 16 linjaa / mm (= 8 lp/mm) kohdetta samaisen 25 cm:n päästä tarkasteltuna. Arvot pätevät vain yhdellä valoaallonpitudeella.

Ehdottamasi erottelukyky suhteutettuna vaikkapa pikseleihin voitaisiin mitata vain, jos silmä (katselukulma) pysyisi tiukasti jostain syystä paikoillaan, silmän pohjaan projisoituva kuvan pinta-ala tiedettäisiin varmasti ja kyettäsiin päättämään se alue tuosta kuva-alasta, joka "toistuu" ikään kuin reunasta reunaan yhtä terävänä. Silloinkin saatu arvo toteutuisi vain yhdellä mittausetäisyydellä.

[M.B.]

noin normaaliobjektiivin kuvakenttää vastaava alue on liikkuvan valokeilan tavoin kerralla terävää.

Miksi tätä normaaliobjektiivia pitää aina tyrkyttää "ihmissilmän näkökenttää vastaavana"? Normaaliobjektiivilla saadaan luonnollinen perpektiivivaikutelma, kun normaaliobjektiivilla otetusta valokuvasta tehtyä vedosta tarkastellaan vedoksen lävistäjää vastaavalta etäisyydeltä. Ei siinä sen kummempaa taikaa ole. 35 mm antanee paremman vastaavuuden näkökenttään. Vai onko parempaa selitystä sille, miksi kiinteäpolttovälisissä pokkareissa käytetään lähes poikkeuksetta tätä polttoväliä "oikean" 50 mm sijaan?

Todellisuudessa näkökentän laajuutta ei tietenkään voi yksikäsitteisesti määritellä. Tehkääpä pieni koe: tuijottakaa suoraan eteen ja levittäkää kätenne suoraan sivuille. Näkyykyö mitään? Entä jos räpyttelette hurjasti käsillänne? Yllätys? Näkökenttä on, tietenkin nenän, kulmakarvojen ym. muodostamia varjoja lukuunottamatta lähes 180°, mutta sen reuna-alueet ovat herkkiä vain liikkeelle ts. liikkumattomat kohteet häviävät näkyvistä. Toisaalta tarkan näön alue on äärimmäisen kapea, vain aste tai pari, mutta se liikkuu silmän tiedostamattomien mikroliikkeiden ansiosta "skannaten" mielenkiintoisia kohteita.

Ehdottamasi erottelukyky suhteutettuna vaikkapa pikseleihin voitaisiin mitata vain, jos silmä (katselukulma) pysyisi tiukasti jostain syystä paikoillaan

Tällä menetelmällä mittaustulokseksi tulisi pyöreä nolla. Jos en ihan väärin muista, niin silmän mikroliikkeet ovat välttämättömiä näköaistin toiminnalle. Jos silmät eivät saa "skannata" mielenkiintoisia yksityiskohtia eikä kohde liiku, koko näköaistimus hiipuu.

Minusta adapteri kirjoitteli täyttä asiaa; näköhavainnon ja kameran vertailu on mahdotonta, koska se mitä näemme onkin aivojen luoma malli, jota päivitetään jatkuvasti & automaattisesti (silmien mikroliike) eikä mikään 50 mm optiikalla otettu valokuva.

[Tapiol2003]

noin normaaliobjektiivin kuvakenttää vastaava alue on liikkuvan valokeilan tavoin kerralla terävää.

Miksi tätä normaaliobjektiivia pitää aina tyrkyttää "ihmissilmän näkökenttää vastaavana"? Normaaliobjektiivilla saadaan luonnollinen perpektiivivaikutelma, kun normaaliobjektiivilla otetusta valokuvasta tehtyä vedosta tarkastellaan vedoksen lävistäjää vastaavalta etäisyydeltä. Ei siinä sen kummempaa taikaa ole. 35 mm antanee paremman vastaavuuden näkökenttään. Vai onko parempaa selitystä sille, miksi kiinteäpolttovälisissä pokkareissa käytetään lähes poikkeuksetta tätä polttoväliä "oikean" 50 mm sijaan?

Älä nyt innostu ;-)

Lue lainaamasi teksti uudestaan. Kirjoitin alkuperäisen pohtimisen mukaisesti silmästä omana yksikkönään, en siitä mitä tapahtuu kun verkkokalvolle langennut kuva (valo) laukaisee sarjan hermoimpulsseja. Eihän pohdinnassa käsitelty digikameran kennon sielunelämää alunperinkään, siksi en liittänyt hermoratoja enkä näköaistimusta aivoissa tähän.

Se, että kompaktikameroissa käytettään 35-38 mm:n objektiiveja on vastaus tyypillisen perhekuvaajan vaatimuksiin. Kyseessä on siis kaupallisuus ja asiakkaan tarpeeseen reagoiminen (mikä voisi johtuakin vaikkapa silmistämme...).

Allaoleva lainaus on peräisin http://www.nkl.fi/yleistie/tietopaketti/kalvo4.htm#alku -sivustolta:

"(...)Katsotun esineen kuva muodostuu valonsäteiden avulla verkkokalvolle. Sarveiskalvo ja mykiö ovat pääasialliset valonsäteiden taittajat. Säteet taittuvat verkkokalvon ns. tarkan näön alueelle silloin, kun silmä on normaalitaitteinen. Verkkokalvon näköaistinsoluissa valonsäteet aiheuttavat valokemiallisia muutoksia. Muutokset synnyttävät sähköimpulsseja, jotka siirtyvät näköhermoa myöten aivojen näkökeskukseen. Näkökeskus käsittelee saamaansa tietoa, ja lopullinen näköaistimus syntyy aivojen työn tuloksena, useiden aivoalueiden yhteistyönä.

Silmänpohjan näköaistinsoluja on kahdenlaisia: tappeja ja sauvoja. Tappeja on noin 7 miljoonaa ja suurin osa niistä sijaitsee silmän takaseinässä tarkan näön alueella, jonka koko on noin 2,5 mm. Tappien avulla ihminen näkee päivänvalossa ja erottaa värit. Sauvasolut puolestaan mahdollistavat hämärässä näkemisen. Niitä on noin 130 miljoonaa ja ne puuttuvat tarkan näön alueelta.

Silmät pystyvät näkemään noin 180 astetta leveältä alueelta. Kummankin silmän yksittäinen näkökenttä on n. 160 astetta."

------------------------------------

Yllämainitusta lainauksesta pystyt itsenkin laskemaan ns. tarkan näön alueen kun suhteutat sen polttoväliin sekä iiriksen kokoon vaikkapa suurimmillaan. Sitä paitsi kuva projisoituu kyllä verkkokalvolle, jos luomet ovat auki - ja vain tätä tilannetta pohdittiin.