Quale Obiettivo è Più Simile all'Occhio Umano?

L'occhio umano ha diverse caratteristiche simili a una fotocamera. Come fotografo, vorreste conoscere i vari parametri come lunghezza focale, apertura e megapixel dell'occhio, che sono i parametri tipici di qualsiasi fotocamera digitale.

Molti fotografi famosi usano la focale equivalente all'occhio per catturare la maggior parte delle loro immagini. Perché molti fotografi preferiscono questa focale e quale obiettivo è più simile all'occhio umano?

In linea generale, l'obiettivo più simile all'occhio umano è un 50mm fisso usato in modalità video su fotocamera full-frame o un 35mm fisso su fotocamera APS-C crop, poiché solo una parte della retina processa l'inquadratura che l'occhio vede, e l'angolo di visione dell'occhio è di 55 gradi.

Entriamo nei dettagli e nelle cose interessanti. Gli occhi umani vedono una scena dinamicamente, mentre una fotocamera cattura una singola immagine. Gli occhi possono mettere a fuoco aree di luminosità variabile in una scena con compensazione appropriata. È anche possibile per l'occhio mettere a fuoco continuamente il soggetto a distanze variabili.

Qual è la lunghezza focale dell'occhio umano?

La lunghezza focale dell'occhio umano è la distanza tra la retina e il cristallino. Varia da persona a persona perché tutti hanno un diverso "potere oculare".

La lunghezza focale minima tipica dell'occhio umano è 22,7 mm (2,27 cm). La massima tipica è 25 mm (2,5 cm). Quindi la lunghezza focale nominale è generalmente presa come 22 mm (2,2 cm).

Equivalente dell'apertura dell'occhio umano?

L'apertura massima dell'occhio umano è stata stimata tra f/2,1 e f/3,8. Essendo l'occhio un organo vivente, i valori cambiano nel tempo (diminuiscono) e dipendono da condizioni come patologie oculari. Questi valori equivalgono a obiettivi fotografici piuttosto luminosi (pensate a f/1,8 e f/2,8). L'apertura minima invece è nell'intervallo f/8-f/11, ed è per questo che abbiamo bisogno di occhiali da sole nelle giornate luminose.

Il funzionamento dell'occhio umano è più o meno simile a un sistema fotografico, inclusa l'apertura. Vediamo come funziona l'occhio.

L'occhio ci dà il senso della vista. Consiste in un bulbo oculare sferico. Il diametro di un bulbo oculare umano tipico è circa 2,5 cm. C'è una piccola sporgenza frontale, la cornea.

L'iride è dietro la cornea. La pupilla è la parte colorata con un foro centrale. La quantità di luce che entra nel bulbo è regolata dalla pupilla. L'apertura e chiusura della pupilla è facilitata dai tessuti circolari nell'iride.

La messa a fuoco sul soggetto avviene grazie al cristallino e alla cornea. La messa a fuoco dell'occhio avviene attraverso la rifrazione della luce. I raggi luminosi dall'oggetto passano attraverso la cornea. La piegatura avviene alla curvatura. La curvatura del cristallino si adatta affinché il soggetto sia messo a fuoco correttamente.

La lunghezza focale del cristallino è fissa?

Non è possibile cambiare la distanza tra cristallino e retina. L'occhio umano vede chiaramente sia oggetti vicini che lontani. Il potere di accomodazione lo rende possibile. Il processo con cui l'occhio cambia il potere ottico per mantenere il fuoco nitido sul soggetto quando la distanza varia si chiama accomodazione.

È possibile variare la lunghezza focale dell'occhio. La variazione è possibile grazie alla curvatura. I muscoli ciliari all'interno dell'occhio tengono il cristallino. Quindi la variazione di focale è possibile in una certa misura usando questi muscoli ciliari.

Qual è il punto lontano dell'occhio umano?

Il punto lontano dell'occhio umano è il punto più distante dove un oggetto può essere posto sull'asse ottico dell'occhio e messo a fuoco. In altre parole, è il punto più lontano dove i soggetti appaiono chiari all'occhio umano.

Per un occhio normale, il punto lontano è l'infinito. Questa distanza è generalmente definita come 6m o 20 piedi. Perché il cambiamento di accomodazione è trascurabile tra 6m e infinito.

Se l'occhio è miope o ipermetrope, il punto lontano sarà diverso. Se miope, sarà più vicino di 20 piedi. Qui il punto lontano è deciso dall'errore refrattivo. Se ipermetrope, il punto fuoco non cade sulla retina ma dietro di essa.

Il punto lontano si esprime anche in diottrie. Esempio: se il punto lontano di una persona è 200 cm, in diottrie sarà 0,5 diottrie (1/2m).

Cosa cambia la lunghezza focale degli occhi?

Quando la lunghezza focale dell'occhio cambia, indica un cambiamento nella curvatura del cristallino. Questo cambiamento è principalmente attribuito all'azione del muscolo ciliare. Lo spostamento della curvatura avviene per contrazione e rilassamento dei muscoli ciliari. È questa capacità del cristallino di variare la focale che permette all'occhio di vedere bene soggetti vicini e lontani.

Focale dell'obiettivo più simile all'occhio umano?

A questo punto sapete che il funzionamento dell'occhio umano assomiglia molto a un sistema fotografico. La domanda è: quale focale corrisponde all'occhio? L'obiettivo da 50 mm è quello che più si avvicina all'occhio umano. L'angolo di visione creato dalla focale 50 mm è quasi uguale all'angolo di visione dell'occhio. L'angolo di visione è determinato dalla lunghezza focale dell'occhio.

Il 50 mm fisso, popolarmente noto come "nifty fifty", è anche chiamato obiettivo normale o standard. Quasi tutti i fotografi ne hanno uno in borsa. Principalmente perché la prospettiva di questa focale è simile a quella dell'occhio umano. Per esempio, il famoso fotografo Henri Cartier-Bresson ha catturato molti scatti strabilianti col 50 mm. Era uno dei suoi obiettivi preferiti.

Tenete presente che dovete usare il 50 mm con un corpo full-frame per ottenere l'angolo di visione dell'occhio. Se usate un corpo APS-C, la focale deve essere diversa. I corpi crop introducono un fattore di crop, quindi la focale effettiva sarà maggiore. Servirebbe un 35mm su APS-C per ottenere la focale dell'occhio. La dimensione del sensore va considerata nel calcolo della focale effettiva.

Se ricordate, ho citato 22,7mm e 25mm come focale minima e massima dell'occhio. Come si passa a 35mm su APS-C e 50mm su full-frame? Perché l'angolo di visione dell'occhio non è definito da queste focali min/max. Solo una parte della retina processa l'inquadratura che l'occhio vede. Il resto è visione periferica.

Molti studi hanno cercato l'esatto angolo di visione dell'occhio umano. Il valore trovato è 55 gradi. Se considerate il full-frame, il 50 mm non corrisponde all'esatto angolo di visione. È solo un valore approssimativo. Il valore esatto è 43 mm.

Quanti megapixel ha l'occhio umano?

Secondo il Dr. Roger Clark, fotografo e matematico, la risoluzione dell'occhio umano è 576 megapixel. L'ha derivato con molti calcoli matematici. Confrontata con la risoluzione di smartphone o DSLR, è enorme.

Secondo Clark, il funzionamento dell'occhio è più paragonabile a una videocamera che a una fotocamera a singolo fotogramma. A differenza di una fotocamera, l'occhio non può scattare singoli snapshot e salvarli in memoria. Quindi la risoluzione in megapixel dell'occhio non ha molto senso pratico.

Qual sarebbe la gamma ISO dell'occhio umano?

Ora vi starete chiedendo qual sarebbe la gamma ISO dell'occhio. La domanda è un po' insidiosa. Se confrontate l'occhio con sensore e pellicola, non c'è un ISO di base.

L'occhio ha l'unica capacità di adattarsi a diverse condizioni di luce. Gestisce facilmente luce fioca e luce estremamente intensa. In condizioni di scarsa luce, l'ISO dell'occhio si dice sia 800. In piena luce solare, l'ISO dell'occhio è 1.

L'occhio umano è capace di rilevare range di contrasto superiori a 10.000:1. Nessuna fotocamera digitale o a pellicola può eguagliare questo.

Qual sarebbe la gamma di tempi di posa che l'occhio può gestire?

Un occhio umano tipico gestisce facilmente un lampo di luce veloce come 1/100 di secondo. Se la luce è buona, può gestire lampi di 1/200 di secondo o meno. Il valore del tempo di posa dipende principalmente dall'età e salute della persona.

Cosa si intende per punto cieco dell'occhio?

Un punto cieco è presente in entrambi i nostri occhi. C'è un gruppo di cellule nervose nei nostri occhi chiamate fotorecettori. Sono presenti nel rivestimento interno posteriore degli occhi. La luce che cade su questi fotorecettori viene convertita in impulsi elettrici. Questi impulsi passano al cervello per l'elaborazione.

Questi fotorecettori si raggruppano in un punto prima di dirigersi al cervello. Questo punto è la testa del nervo ottico. Non ci sono fotorecettori in questo punto, ed è chiamato punto cieco dell'occhio.

Qual è la gamma dinamica dell'occhio umano?

Confrontando la gamma dinamica di qualsiasi fotocamera con quella dell'occhio umano, potete davvero dire che l'occhio ha una gamma dinamica molto alta.

I nostri occhi hanno una gamma dinamica che supera i 24 stop. Questo si calcola basandosi su situazioni multiple dove la pupilla si chiude e apre per diverse luminosità. Qui l'adattamento dell'occhio non può essere paragonato a una fotocamera statica. È più simile a una videocamera.

Quindi dobbiamo confrontare basandoci sulla gamma dinamica istantanea. L'apertura della pupilla deve restare invariata. In tale situazione, la fotocamera performa meglio dell'occhio. Basandosi sul fattore gamma dinamica istantanea, gli occhi hanno 10-14 stop di gamma dinamica. Questo range supera sicuramente tutte le compatte digitali. È più o meno simile a DSLR e mirrorless.

Contrasto e luminosità sono i due parametri principali che decidono la gamma dinamica dell'occhio. Quindi i 10-14 stop valgono solo in condizioni diurne. In situazioni di scarsa luce, i nostri occhi hanno più gamma dinamica della fotocamera.

In situazioni di luce estremamente bassa, come una scena al chiaro di luna, i nostri occhi iniziano a vedere in monocromatico. Se fate astrofotografia, troverete questa info molto utile.

Obiettivi reali simili all'occhio umano

Vediamo alcuni obiettivi che sarebbero più simili all'occhio. Come detto, su full-frame sarebbe un 50mm fisso con apertura massima tra f/2,1 e f/3,8.

Simili alle specifiche del Nikon AF-S Nikkor 50mm f/1.8G o del Canon EF 50mm f/1.8 STM.

Su APS-C, sarebbe un 35mm con apertura tra f/2,1 e f/3,8 come il Nikon AF-S NIKKOR 35mm f/1.8G ED o il Canon EF 35mm f/2 IS USM.

Potete guardare questo video di Interesting Engineering per imparare le somiglianze tra occhio umano e fotocamera digitale:

Potete anche leggere questo articolo su come migliorare il vostro occhio fotografico per creare immagini uniche.

Spero che questo articolo sia stato interessante da leggere quanto lo è stato da scrivere. È piuttosto incredibile che vediamo il mondo con l'equivalente di due obiettivi fotografici.