Wie ist der Dynamikumfang des menschlichen Auges im Vergleich zu Digitalkameras?

Laut DxO-Tests haben Kameras einen Dynamikumfang von 10 bis 12 Blenden. Ist das korrekt? Durch Rauschen können einige niedrigere Werte vollständig verschlechtert werden (was leicht zum Verlust einiger Stopps führt).

Laut Norman Koren kann der ursprüngliche Dynamikumfang einer Digitalkamera zwischen 9 und 11 Blenden liegen, aber Ausdrucke haben "nur" 6,5 Blenden.

In einem Abschnitt zum Dynamikumfang sagt Wikipedia, dass das menschliche Auge ein Kontrastverhältnis von etwa 6,5 Blendenstufen hat . Wenn dies der Fall ist, warum ist das menschliche Auge dann deutlich besser als Kameras, um Szenen mit hohem Dynamikumfang aufzunehmen?

Dies ist eine sehr gute Frage, und die Antwort könnte Hunderte von Seiten füllen - und tatsächlich füllt die Antwort bereits Hunderte von Seiten.

Die kurze Antwort ist, dass die Zahlen, die Sie zitieren, nicht mit der scheinbaren Realität übereinstimmen, weil die allgemein zitierten Zahlen falsch sind :-). Weiter lesen ...

Im Internet ist zu diesem Thema viel verfügbar, und die Qualität ist nach wie vor sehr unterschiedlich. Es wird auch viel über "Fakten" zwischen Websites und Zahlen nachgedacht, wie sie in Wikipedia vorkommen, ABER es gibt einige sehr begründete Argumente, die darauf hindeuten, dass die Wikipedia-Zahl extrem falsch ist und die Zahl sehr stark unterschätzt.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Auge eher als Kontrastdetektor als als Absolutpegeldetektor (wie dies bei einem Digitalkamerasensor der Fall ist) fungiert. Daher müssen Vergleiche sorgfältig durchgeführt werden.

Mit Irisieren, chemischer Anpassung und jedem anderen Trick, den es machen kann, scheint der absolute Dynamikbereich des gesamten Augensystems weit über 20 Stufen zu liegen. Da jede Haltestelle ein Faktor 2 ist, sind das 2 ^ 20 oder "weit über 1.000.000: 1". Am oberen Ende ist die Sonne zu hell !!! Am unteren Ende erkennt das dunkel angepasste Auge ein einzelnes Photon. Ein D3S (bessere Leistung als ein D4) kann Probleme damit haben. (Beachten Sie, dass dies nicht JEDES Photon ist. Wenn Sie auf das Niveau von wenigen Photonen pro Sekunde kommen, treffen viele von ihnen auf Bereiche ohne Sensor und werden nicht erkannt. Wenn Sie jedoch auf einen empfindlichen Retina-Bereich treffen, wird ein Signal erzeugt, das kann aufgezeichnet werden.)

Aber ich schweife ab :-). Eine extrem gute (es scheint) Seite, die den dynamischen Bereich des Auges und mehr beschreibt

• Hinweise zur Auflösung und zu anderen Details des menschlichen Auges .

Absatzüberschriften sind erwähnenswert:

Hinweise zur Auflösung des menschlichen Auges
und zur Auflösung von Details auf Ausdrucken
Wie viele Megapixel hat das Auge?
Die Empfindlichkeit des menschlichen Auges (ISO-Äquivalent)
Der dynamische Bereich des Auges
Die Brennweite des Auges

Der Verfasser argumentiert, dass der dynamische Bereich des Auges ohne Änderung der Empfindlichkeit durch Anpassung oder Irisieren bei schlechten Lichtverhältnissen etwa 1.000.000: 1 beträgt. Das heißt, so groß wie die oben erwähnte Untergrenze "weit über". Dann begründet er diese Behauptung wie unten kopiert. Das klingt auf den ersten Blick ziemlich überzeugend. Das Argument mag fehlerhaft sein, aber es scheint in Ordnung zu sein, und dies bedeutet nicht, dass es in allen Lichtstärken angewendet wird.

Hier ist ein einfaches Experiment, das Sie durchführen können. Gehen Sie mit einer Sternenkarte in einer klaren Nacht mit Vollmond aus. Warten Sie einige Minuten, bis sich Ihre Augen eingestellt haben. Finden Sie jetzt die schwächsten Sterne, die Sie erkennen können, wenn Sie den Vollmond in Ihrem Sichtfeld sehen können. Versuchen Sie, den Mond und die Sterne auf ungefähr 45 Grad nach oben (dem Zenit) zu begrenzen.

Wenn Sie einen klaren Himmel außerhalb der Lichter der Stadt haben, können Sie wahrscheinlich Sterne der Größe 3 sehen.

Der Vollmond hat eine Sterngröße von -12,5.

Wenn Sie Sterne der Größe 2,5 sehen können, beträgt der Bereich der Größe, den Sie sehen, 15.

Alle 5 Größen sind ein Faktor von 100, also ist 15 100 * 100 * 100 = 1.000.000.

Somit liegt der Dynamikbereich bei dieser relativ schlechten Lichtbedingung bei etwa 1 Million zu eins, vielleicht höher!

Aber hier ist ein Vorschlag von mir für ein Experiment bei normalem Tageslicht.

• Suchen Sie eine Szene mit einer guten Mischung aus dunklen und sehr hellen Bereichen - idealerweise mit einigen dunklen Bereichen als isolierte Inseln in der Nähe von Helligkeitsinseln. Ein Beispiel könnte sein, dass Sonnenlicht durch Bäume in einen stark schattierten Bereich scheint - ein paar Caelets oder tief schattierte Bereiche helfen.

• Ermöglichen Sie Ihren Augen, sich an das allgemeine Beleuchtungsniveau anzupassen. Blicken Sie nicht auf die hellen Stellen in der Nähe der Sonneneinstrahlung und konzentrieren Sie sich nicht auf besonders dunkle Bereiche.

• Beachten Sie, wie gut Sie Details in den dunkelsten von dunklen Bereichen sehen können - bei welcher Dunkelheitsstufe wird zu Schwarz verblasst.

• Versuchen Sie dasselbe mit hellen Bereichen - wenn Sie in die Sonne schauen, wird es einen Ort geben, an dem Details verschwinden und Sie nicht mehr sehen können.

• Werfen Sie Ihren Blick zwischen Dunkel und Hell hin und her, um zu verhindern, dass sich Ihr Anpassungsmechanismus auf Sie auswirkt.

• Machen Sie jetzt Fotos von der Szene. Belichten Sie "richtig" und dann werden die dunkelsten Bereiche, die Sie sehen konnten, auf dem Foto sichtbar, und dann werden die hellsten Glanzlichter, die Sie erkennen konnten, nicht ausgewaschen.

• Wenn Sie die Ausrüstung haben, machen Sie ein HDR-Foto mit maximaler Blendenschwankung zwischen den Fotos. (Mein Sony A77 erlaubt 5ev Schritte.)

Ich habe die Erfahrung gemacht, dass mein Auge immer einen größeren Helligkeitsbereich als meine Kamera sehen kann (Minolta 7Hi, A200, 5D, 7D, A700, A77, andere)

Bei maximalem HDR-Bild (10 EV-Bereiche zwischen den Zentren) kann mein Auge so gut oder besser sehen als die Kamera.

Der Bereich, in dem dies nicht so zu sein scheint, ist extrem schwach beleuchtet, wenn ich das Auge möglicherweise integrieren lassen muss (was bis zu 4 Sekunden dauert!), Während ich ein Foto bei schwachem Licht betrachten und das Bild sehen kann sofort. Die Tatsache, dass ich möglicherweise eine Belichtung von 10 Sekunden benötigt habe, ist dann für das Betrachten irrelevant.

Andere variabel gute Sachen:

• Wikipedia - menschliches Auge
• Wikipedia - Dynamikumfang
• Der Online-Fotograf - Dynamikumfang
  • mehr Fotos als Augen, aber gut.
• Erstellen feiner Drucke in Ihrer digitalen Dunkelkammer - Tonqualität und Dynamikumfang in Digitalkameras
• HDR FAQ
• Diskussion. Gut.
• Panoramen - Dynamikbereichsdiskussion
• Kameras und Vision
  • Gut. Ansprüche Tag 15.000: 1 und Nacht 10.000.000: 1.
• Kameras gegen das menschliche Auge
• Was ist der dynamische Bereich des menschlichen Auges
  • Amateur-Experten meinen.
• Augen- und Kameraunterschiede
• Maini's Mind - Unsere Augen gegen Kameras
  • ein Augenarzt und ein Fotograf vergleichen.

Metaphorisch mag dies auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass das Gehirn kein einziges Bild "sieht", sondern eines anhand einer Reihe von fortlaufenden "Schüssen" aus den Augen zusammensetzt, während sie sich in der Szene bewegen.

Jede dieser "Aufnahmen" wird mit variablen "Blenden" "aufgenommen", um den gesamten Dynamikbereich des endgültigen "Bildes" zu maximieren.

Sie können sich den mentalen Prozess als eine Mischung aus Panorama und HDR vorstellen, wenn Sie dies vorziehen. :O)

Diese Frage kann nicht standardisiert werden, da sich der dynamische Bereich des Auges ständig ändert, um sich an die Intensität des Lichts anzupassen, nicht nur durch die menschliche Blende, sondern auch durch die Empfindlichkeit des Gehirns für das, was das Auge betrachtet. Es ist wie bei einer Kamera mit verschiedenen Prozessoren, die am lichtempfindlichsten ist, wenn sie will, und am lichtempfindlichsten ist, wenn sie will. Ich denke, der dynamische Bereich des Auges liegt zwischen 22 und 24 EV.

Ich bin jetzt schon eine Weile von dieser Frage fasziniert. Versuchen Sie, ein Foto von einem milchweißen Ausstellungsstand mit mehreren Leuchtkästen aus verschiedenen Winkeln aufzunehmen, ohne die Belichtungsreihe und dann die Weißabgleichreihe separat zu belichten und sie später nachzubearbeiten. Es ist physikalisch unmöglich.

Genau wie sich das Auge psychologisch an den Weißabgleich anpasst und deshalb den Begriff "ein frisches Auge brauchen", weil die visuelle Wahrnehmung auch ein Faktor ist.

Der Hauptgrund dafür ist, dass das menschliche Auge die Helligkeit logarithmisch erfasst, während digitale Sensoren linear sind. Schauen Sie sich diese Seite auf halbem Weg an, um weitere Informationen zu erhalten.

Die beste Antwort ist hier die beste, mittlerweile gibt es mehrere falsche Kommentare. Das Auge erhält seinen massiven Dynamikumfang aufgrund von Augenbewegungen und schnellen Anpassungen nicht. Versuchen Sie das Experiment, bei dem Sie Ihre Augen auf einen Punkt fixieren und mit fixierten Augen festhalten, was Sie in Ihrer nahen peripheren Sicht in Bereichen sehen können, die viel heller oder dunkler sind. Versuchen Sie, Punkte mit unterschiedlicher Helligkeit zu fixieren, um zu sehen, dass tatsächlich so ziemlich alles, was in die normalen Lichtverhältnisse fällt, für Sie klar sichtbar ist. Da Sie auf einen Punkt fokussiert und fixiert sind, können Augenbewegungen nicht die Tatsache erklären, dass Sie helle und dunkle Objekte in Ihrer nahen Peripherie immer noch leicht wahrnehmen können. Nehmen Sie ein Bild mit den besten Kameras auf, und dies wird im entferntesten nicht der Fall sein.

Natürlich sind die Sonne und andere helle Lichtquellen zu hell, wenn sie sich in der Nähe der Bildmitte befinden, und es ist auch zu viel, vom hellen Innenlicht in das tiefe Dunkel überzugehen. Basierend auf Vergleichen mit den für den Sport verwendeten Videokameras für sehr hohe Beträge sowie den Digitalkameras für hohe Beträge ist die Zahl mit 24 Blenden höchstwahrscheinlich korrekt.