La lumière est un phénomène physique qui se comporte de la même manière dans les yeux humains que dans l'appareil photo.
Les caméras ont besoin d'une accumulation similaire à nos yeux pour traiter la lumière. C'est pourquoi il est intéressant de faire un parallèle entre l'œil humain et l'appareil photo.
Cet article se penchera sur la caméra par rapport à l'œil humain. Nous verrons comment le champ de vision humain se compare à celui de la caméra.
Qu'est-ce que la lumière ?
Pour comprendre le fonctionnement de la vision et des caméras, nous devons comprendre la lumière. C'est le stimulus de la vision, et nous pouvons le définir de plusieurs manières.
La lumière est le rayonnement électromagnétique que l'œil humain peut détecter. En d'autres termes, la partie visible du spectre du rayonnement électromagnétique. Les humains peuvent détecter des longueurs d'onde de 380 à 700 nanomètres.
Selon le concept de dualité onde-particule, la lumière est une particule (photon) ou une onde. Cela signifie qu'il se comporte comme des photons et comme des ondes. Il se compose de minuscules particules mais se propage dans l'espace sous forme d'onde.
Pour notre vision et nos caméras, les deux formes apparaissent.
Comment nos yeux et nos caméras captent-ils la lumière ?
Nos yeux et nos caméras sont sensibles à la lumière. Cela signifie qu'ils réagissent aux signaux transmis par celui-ci. Ils fonctionnent de manière similaire les uns aux autres mais ne sont pas construits de la même manière.
Dans nos yeux, la lumière traverse d'abord la cornée. C'est la couche avant de l'œil, comme l'élément avant de votre appareil photo. Les deux jouent un rôle essentiel dans la réfraction de la lumière et la protection des autres parties de l'œil ou du cristallin.
L'iris est une membrane en forme d'anneau derrière la cornée. Il possède une ouverture réglable en son centre :la pupille. Cela contrôle la quantité de lumière qui passe à travers. Dans les objectifs de l'appareil photo, l'ouverture a la même fonction.
Derrière l'iris se trouve la lentille. C'est une structure cristalline transparente qui est flexible et change de forme pour la focalisation. Dans les objectifs d'appareil photo, il y a généralement plus d'éléments. La mise au point peut être modifiée en rapprochant ou en éloignant ces objectifs du capteur de l'appareil photo.
À l'intérieur de l'œil, il y a une couche photosensible appelée la rétine. La rétine reçoit et convertit la lumière en signaux électriques. Ces signaux sont ensuite transmis par les neurones. Ainsi, à travers le nerf optique, la rétine envoie des messages au cerveau. La "rétine" de l'appareil photo est le capteur.
L'image apparaissant sur la rétine ou le capteur est inversée à l'envers et latéralement. Notre cerveau le fait tourner.
Quelle est la résolution de l'œil humain ?
La principale différence entre la rétine et un capteur est que la première est courbée, car elle fait partie du globe oculaire. De plus, il contient plus de cellules que le nombre de pixels d'un capteur d'appareil photo. Il compte environ 130 millions de cellules dont 6 millions sensibles aux couleurs (les cônes).
Dans un capteur d'appareil photo, la densité de pixels est uniforme. Dans l'œil, il y a plus de cellules au milieu de la rétine.
Disons que la résolution de notre œil est de 130MP. En raison du mouvement rapide et constant du globe oculaire, il se situe en réalité autour de 576MP. Sans oublier que la résolution de notre œil ne doit pas tenir compte du pouvoir de résolution d'une lentille.
Il faut aussi mentionner que les cellules sensibles à la lumière (les bâtonnets) sont éteintes en luminosité. Ils aident notre vision dans des conditions de faible luminosité. C'est précisément l'inverse en basse lumière car seules les tiges sont alors actives. C'est pourquoi nous ne pouvons pas voir les couleurs autour du crépuscule.
De plus, avec l'âge, nos yeux perdent certaines de ces cellules et notre cerveau s'adapte à cela. Ainsi, un œil n'a pas besoin de sa valeur de résolution, car la vision dépend de beaucoup d'autres choses.
Ainsi, en raison du nombre élevé de cellules dans la rétine, on peut dire que l'œil humain mesure environ 576 MP. Ça ne veut pas dire la même chose qu'en photographie, mais c'est une comparaison intéressante. De cette façon, nous pouvons voir photographiquement la puissante capacité de nos yeux.
Comprendre le champ de vision humain
Nous entendons souvent dire qu'un objectif de 50 mm sur un appareil photo plein format est le plus proche du champ de vision humain.
Nous appelons le 50 mm un objectif standard car la distance focale est égale à la taille diagonale de son capteur. La distance focale de nos yeux est d'environ 22 mm. Ce n'est donc pas un objectif standard car il a la même distance focale ou le même angle de vue que l'œil.
Comme nous avons deux yeux, la vision humaine est d'environ 210 degrés d'arc horizontal. Cela ne signifie pas que nous pouvons voir net à 210 degrés, car il s'agit principalement d'une vision périphérique. Nous ne pouvons pas avoir tout ce qui nous entoure au point. Nous ne pouvons détecter que les mouvements et les formes près des bords. C'est pourquoi nous bougeons constamment nos yeux (mouvement saccadé des yeux).
Un objectif de 50 mm a un angle de vue de 46 degrés. Le centre de notre champ de vision, autour de 40 à 60 degrés, est l'endroit où nous obtenons la plupart des informations. Cela signifie que notre perception dépend de cette partie. Il est proche de l'angle de vue de 50 mm.
Quelle est la plage dynamique de l'œil humain ?
La plage dynamique est un sujet intéressant lorsque nous comparons les caméras à nos yeux. Lorsque nous regardons une scène, notre œil se comporte plutôt comme une caméra vidéo.
Il s'adapte en permanence aux conditions d'éclairage. Cela signifie que nous n'« exposons » pas uniquement les zones claires ou sombres de la scène.
Cela peut arriver en raison de nos mouvements oculaires rapides. Notre œil est toujours en mouvement, ce qui nous permet de mesurer la lumière dans toutes les parties de la scène. De cette façon, nous pouvons ajuster la pupille aux conditions d'éclairage.
Cette différence est visible lorsque nous filmons un sujet éclairé par derrière. Avec notre appareil photo, nous pouvons capturer une silhouette, mais nos yeux verront toujours des détails dans des endroits plus sombres.
Quelle est la sensibilité ISO de l'œil ?
On ne peut pas mesurer la sensibilité d'un organe humain exactement comme celle d'un film ou d'un capteur artificiel. Si l'on veut comparer les deux, l'ISO de l'œil est estimé à environ 1 en pleine lumière. Et c'est autour de 500-1000 dans des conditions de lumière plus sombre.
Conclusion
Il est clair pourquoi nous établirions un parallèle entre nos yeux et nos caméras. Mais nous devons admettre que nous ne pouvons pas copier le mécanisme exact de notre vision.
Les appareils photo numériques ne peuvent rivaliser avec la complexité de l'œil et du cerveau. N'oubliez pas que notre vision dépend de notre cerveau. Même les facteurs psychologiques affectent notre perception.
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