照相机与眼球?照相机与眼球有不少
眼睛是活的照相机
在人体的所有感觉器官里,最完善最精巧的就是眼睛了。人所接受的外界信息的85%以上都是通过眼睛来取得的。眼睛的构造异常复杂,有人将眼睛比成最精密的照相机。在眼球的正前方,有层透明角膜,这就如同照相机的镜头一样,外界的光线透过角膜到达眼球;眼球里黑色的瞳孔,能依据外界的光线强弱而调大调小,就像照相机的光圈一样;眼睛里可以感受光线的视网膜,就如同感光胶卷一样。
物体透过角膜等透明组织投射到视网膜上面,这就与照相机成像的原理相同。眼球里有6块肌肉,它们能依据物体的远近以及所在的位置、角度,来带动眼球进行转动,能让物体始终在视网膜上面清晰地成像。
当物体在视网膜上成像以后,...全部
眼睛是活的照相机
在人体的所有感觉器官里,最完善最精巧的就是眼睛了。人所接受的外界信息的85%以上都是通过眼睛来取得的。眼睛的构造异常复杂,有人将眼睛比成最精密的照相机。在眼球的正前方,有层透明角膜,这就如同照相机的镜头一样,外界的光线透过角膜到达眼球;眼球里黑色的瞳孔,能依据外界的光线强弱而调大调小,就像照相机的光圈一样;眼睛里可以感受光线的视网膜,就如同感光胶卷一样。
物体透过角膜等透明组织投射到视网膜上面,这就与照相机成像的原理相同。眼球里有6块肌肉,它们能依据物体的远近以及所在的位置、角度,来带动眼球进行转动,能让物体始终在视网膜上面清晰地成像。
当物体在视网膜上成像以后,视神经能快速地把这个信息传达给大脑,因此,人的脑海里就呈现出一幅幅的视觉画面。视觉和大脑把人的两只眼睛各自观察到的存在略微差异的现象合二为一,包括能够感知物体间的相对距离。
人类天生的立体观察能力使得人类能比较容易地穿梭在拥挤不堪的闹市中,而且能使人们尽情地享受三维立体画面的无限乐趣。
——选自《学生万事问
眼睛與照相?C鏡頭的比較
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十九世紀的眼睛??造與?覺原理?嗤﨟ermann Von Helmholtz曾謂人眼有粗製?E造之嫌。
自?乃氯绱私Y?以?恚倌觊g涉及此方面的其他?W者也?作?似的評?唷K??的評?嘁彩歉?匝劬εc照相?C鏡頭作直接比較的結果。他??的方法是?⒀劬???被屠宰的?游锷砩先∠拢会嵊^?y?眼睛所成之像。
?缀跛羞@?拥???結果,都證明Helmholtz之所言不?。做這????r,鏡頭設??不甚好。後?硪?橛?算?C的?茫R頭的設?也大大進步了。如果?初他??能有今日的鏡頭,再用鏡頭所成之像與眼睛所成之像比較的?,其結果?o疑?⒏??沂狻?
人??之所以作這?拥谋容^,大約是?г挫兑话闳肆??T上常用眼睛?斫忉?照相?C的性能,或是反過?恚枵障?C?斫忉?眼睛的??造。
君不?,?缀跛杏嘘P照相?C的入門?贾辽儆幸环劬εc照相?C的?φ?D,上面註明眼?(Eyelid)相?於快門(Shutter),虹彩(Iris)相?於光圈(Diaphragm),眼睛晶體相?於鏡頭透鏡,以及網膜(Retina)相?於照像底片等等(??D一)。
如果??碓床煌??钠骄涤?肀硎疽浑b『正常眼』的?,若是我???H就這範?容^眼睛與像?C,?t下列???⒂兄??的瞭解。
?t一隻『正常眼』的鏡頭特性??是:
焦距(Focal length):平均??2。
7公厘。
最大光圈速度(Speed):f/2。8(註一)。
最小光圈(Min。 aperture):在?]有?岱扔绊?之下?閒/11。
?界角:上下130度,左右200度。
明晰度(Resolving power):(註五)。
?軸正中(亦即黃斑):70?/公厘(?後述)
?軸外一度:56?/公厘。
?軸外5度:24?/公厘。
?軸外20度:7?/公厘。
軸外50度:1。8?/公厘。
最近有效距離大約??50公厘,此值隨年齡而?。
保養與維護方面有自?忧逦墼O?洌扉T在連續使用16小?r後?7Γ?定性?t每小?r不同。??逝浼?雀绞阶贤饩??V光裝置,自?庸馊Υ笮≌{?,自??啵‵ocus)控制,自?幽?俗粉?控制,以及一旦目?擞|及?界中心自?恿⒓瘁?牢控制等等。
現在告訴我,你可能找出一種鏡頭在這些方面?龠^眼睛?在你踏破鐵鞋之前,?我再加上一點:由於大部份人均有?呻b眼睛,由?呻b眼合作?t有立體透?之妙,合作?野?V達130度。而且隨目?说木嚯x與相?ξ恢玫牟煌苋?邮瞻l(註二)調整,更妙的是某些部份?可以由意志控制,諸如『快門』,可?为?操作製造一些特殊效果,像含情凝睇,秋波暗?髦?的玩意?骸?
再說?]有人?蜒劬εc鏡頭的比較看得太認真。
任鏡頭再好,我是?Q不?醚劬θサ?Q任何鏡頭的,我想你也不?R?檠劬Σ?沃皇且??鏡頭,所以不能?我?夔R頭特性方面?抵?砗饬浚鲜?髑榉矫婀τ猛猓劬??凫缎蜗笥???,??等系統的一?卧?
與眼睛最?似的人造物品是一架雙鏡頭的立體全彩色??照相?C;附有自?优恼湛刂疲??啵匀黄毓庖约吧厦嫠_清?紊纤?凫禜elmholtz所評?椤旱土拥难劬Α坏囊磺小?
鏡頭設?家在許多地方模仿眼睛。
最令他??感奇怪的是;發現必?用???折光率(Refractive index)不同的透鏡組合起?聿拍芸朔承┕?W偏差(Optical aberrations)。眼睛的晶體利用同?拥脑恚皇墙Y??上更?榫@。
眼睛晶狀體,?K不是由好?状?K折光率不同的?卧M成,而是由許多維質的薄片疊成。外面包著一?油该鞫许g性的薄膜。薄片??惦m逾二千,整??晶狀體?s不及一??小的扁豆大。相連接的每?颖∑酃饴识加行┰S不同,因此光??過晶狀體?r,是?u?u地轉向,而不像?過人造鏡頭那?油回!?
每?眼睛去看遠近不同的景物?r,眼睛需有一種不隨意的『調?』(Accommodation)?幼鳌>褪怯梢恍┬〖∪獾捏牫诨蚴湛s使得晶狀體的形狀,由厚突?成扁平,或由扁平?回厚突。
更具體點說,在觀看遠的景物?r,晶狀體周?募∪馐求牫诘模铙w?t較薄而面平。然而,轉看近物?r,肌肉自然收縮而使晶狀體?成厚而突出。整??由遠而近的?喑绦蛑校铙w厚度的改?約?榘牍濉5且??具有相同焦距的相?C鏡頭,在?嚯x?r,由?o窮遠到十?冀嚯x,整??鏡頭?移??。
3公厘,這?缀跏乔罢叩?倍。由於焦距不大,?@些?底侄己苄 V档米⒁獾氖牵?邮?嘈Ч?樱运鞯墓?碚f,誰的效率好,自是不言而喻的了。角膜(Cornea)是眼球最外的一?樱彩枪饩?透過部分折光率最大的一?樱乙脖容^像一??人造透鏡──相?於一??中央較厚的凸透鏡。
?问墙悄け旧砭陀兄?5公厘的焦距,所以角膜提供絕大部分眼球的折光功能。事??上,眼晶狀體的主要作用,是在利用其形狀的改?,而改?整??眼球的焦距,??啵ㄔ]三)而已。
眼睛網膜中央有一??稱?槊饕?點或黃斑(Fovea)的部份,直?酱蠹s0。
3公厘。這就是最能仔?辨識末微的地方。(??D二)這以外的部份,?t離此點愈遠辨?e力愈弱。這種情形若發生在相?C鏡頭上,所得的結果就是『?蓦y賣掉』(註四),但?ρ劬?碚f?s是有利?o弊。
原因是唯其只有一小部份能辨?末,我??的心神才不至於被130度大的?覺範?衅渌碳に稚ⅲ?W㈧睹饕?點所提供的精確影像上。不信???P目匆??冒?(:)的???點,你?l現在同一?r間你只能明察其中的一??而已。
只是我??的眼睛在不?嗟挠我?呱洌??不覺得我???界中精確部份是如此狹窄罷了。那麼?界的其他部份又要??质颤N呢﹖明?點以外的影像?K非是?o用的,網膜上除明?點外遍?阎^柱體(Rods)的感光組?,?ξ⑷豕饩?有高度覺察力。
明?點上?t?阎^錐體(Cones),功能明察秋毫。外?w的功能主要在提供『自?幽?俗粉?控制』的?索。城市裏居民自自然然地?I悟到,在過大街?r若要不被?子撞倒,就最好?e?⒀劬λ泪?到一點上,而??|??西望游目八方、以便眼睛的『餘光』能及?r在一些冒失鬼?吨倨ヱR力衝到身上之前,發出警告。
這種?覺?K不?要很高的明晰度,粗略的形象與?幼鞲?阕阋?偃瘟恕?
?然在作近距離仔?觀察?r,最重要的?是明晰度(註五)。前面提過在?軸上的明晰度大約是每公厘70?。這??值比起好的鏡頭?砣绾文兀渴紫任翼?說明70?/公厘所代表的意義,那是指?y明晰度用的?l紋表,映在網膜上所成的影象而言。
70?/公厘,是理?上在網膜表面上明辨力的?O限(此值相?於在通常?讀距離,能明辨?⒁还宓确??4分的能力。)如果我??有一架35mm照相?C,?⑺牡玫牡灼糯笥〕?×10?嫉南衿诖讼衿弦苓_到我??眼睛的明晰度其明晰度必要7?/公厘。
?Q算到底片上,?t?要至少56?/公厘(因?橄衿糯罅税吮抖啵S??湛?署(NASA)研究結果,平均?碚f,一般的感光物質大約?㈢R頭的明晰度打了???φ郏由线@?因素洗出?淼南衿_到上述要求,?t鏡頭的明晰度得高達100?/公厘。
就鏡頭??识?這是相?高的了。?然由於近年?礴R頭設?的進步,如今市面上已有許多鏡頭具有如此高的水?剩仓挥?O少?档捻?尖鏡頭,能在像片周遭部份,也能達到如此高的明晰度。
最後?我????眼睛和照相?C鏡頭的終?O效果。
我??的眼睛可以覺察色調上的品質,??微末?有所取?巍6钪匾氖牵ㄓ?r必?眼、腦、情緒配合起?聿拍苤轮???Q定我??是否『喜?g』眼睛所看到的景物,這在照相?C鏡頭?碚f?t?俜艘乃嫉牧恕?
註:
一、f值等於焦距除以光圈??健?
二、集中?裳垡??於一點或泛?於一??面。
三、?喾椒ㄓ?煞N:一般相?C鏡頭由於焦距固定,只得前後移?隅R頭,以改?其與底片之間距離。而人?眼晶狀體與網膜間距離不?(按:此種說法尚未成定?)。其?h近景物調??t?改?晶狀體的焦距。
生物界中?K非完全如此,魚眼?t?似相?C,其調?方法是前後移?泳铙w若鏡頭然。
四、一??好的鏡頭所拍出?淼南衿坏醒氩糠菀宄??部份也模糊不得。通常衡量一??鏡頭的光?W性能是以此?刹糠葜魑戎??省6话惚阋绥R頭的一大特色便是??模糊。
五、明晰度是表示眼睛或鏡頭察微辨?的能力。?/公厘是表示明晰度的?挝弧.?我??看?y明晰度用的?l紋表?r,?表在網膜上形成影像。?Q言之,表上的?l紋映到網膜上。以明?點?槔撩抗??的網膜上映上70?l紋,我??仍大有能力分辨?l紋之??l紋,而不是所有的?l紋都混在一起,模糊一片。
這就是70?/公厘的意義。明晰度隨網膜不同的部位或不同的鏡頭而?。比方說網膜上?軸外5度的地方,其明晰度祗有24?/公厘。(?/公厘之值愈小表示明晰度愈差)。
(本文原載於Popular Photography第66卷第3?)。
(譯者通??:普渡大?W生
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