دوربین عکاسی یکی از ساخته‌های بسیار پیشرفته دست بشر است که می‌توان ادعا کرد عملکرد آن بر اساس عملکرد چشم انسان طراحی شده است. در حقیقت طراحان اولیه دوربین‌های عکاسی بر اساس عملکرد بخش‌های مختلف چشم مانند قرنیه، عنبیه، شبکیه و … ابزاری را طراحی کرده‌اند که بتوانند نور را پردازش و تصاویر را به ثبت برسانند. به همین جهت بررسی شباهت و تفاوت دوربین عکاسی با چشم انسان اهمیت بسیار زیادی دارد و می‌تواند پاسخ بسیاری از پرسش‌ها را بدهد. در ادامه قصد داریم تمامی فاکتورهای موثر را یک به یک بررسی کنیم. با ما همراه باشید.

دوربین عکاسی و چشم انسان: معرفی و عملکرد کلی

تمام اعضای بدن انسان به اندازه خود اهمیت دارند و تقریبا بدون وجود هر یک از آن‌ها زندگی برای انسان سخت می‌شد، اما در این میان چشم انسان به شکل دیگری اهمیت دارد و عموما انسان‌ها آخرین عضوی که برای از دست دادن انتخاب می‌کنند چشم است.

به‌طور کلی در مقایسه با دوربین‌های عکاسی چشم انسان قابلیت‌های بسیار پیچیده‌تری دارد، چرا که نه تنها قادر است تصاویری با جزئیات فوق‌العاده و رنگ‌های طبیعی را به ثبت برساند، بلکه می‌تواند کلیه این تصاویر را در لحظه به شکل همزمان تحلیل، پردازش و تفسیر کند.

اینجا است که تفاوت عملکرد کلی چشم انسان با دوربین‌های عکاسی مشخص می‌شود. این عضو حیاتی توانایی ادغام اطلاعات بصری با سایر حواس را دارا است و به این ترتیب به انسان امکان درک فواصل، عمق، حرکت، سرعت و … را می‌دهد.

به شکل ذاتی چشم انسان که حاصل تکاملی به وسعت میلیون‌ها سال است بدون نیاز به ابزار پیچیده و خاص می‌تواند تصاویر را سه‌بعدی ببیند و درک کند و این کاملا برخلاف قابلیت‌ها دوربین است که برای دیدن تصاویر سه‌بعدی نیاز به تجهیزات جانبی و خاص دارند.

چشم انسان اصلی‌ترین دروازه ورود اطلاعات به مغز است و نقش بسزایی در پروسه رشد از مرحله نوزادی تا پیری، تقویت حافظه، یادگیری و … دارد و از اساس توانایی‌ها و قابلیت‌های آن قابل قیاس با دوربین‌های عکاسی نیست، اما عملکرد این دو به گونه‌ای است که می‌توان در آن‌ها شباهت‌ها و تفاوت‌های انکارناپذیری را پیدا کرد.

دوربین عکاسی و چشم انسان چه شباهت‌هایی دارند؟

برای درک بهتر شباهت‌های دوربین عکاسی و چشم انسان باید این دو را مقابل یکدیگر قرار دهید و ویژگی‌های ذاتی و جنبی آن‌ها را بررسی کنید. به‌طور کلی شباهت‌های این دو را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

ساختار چشم و دوربین

هر دوی این‌ها از اجزای مشابه با عملکردی شبیه به یکدیگر برای تمرکز نور بر روی یک سطح مشخص و حساس به نور بهره می‌گیرند. چشم انسان به کمک عدسی، زجاجیه و قرنیه و دوربین به کمک لنز و آینه این کار را انجام می‌دهد.

ثبت و ضبط تصویر

چشم انسان و دوربین پس از دریافت نور از صحنه اطلاعات آن را روی یک سطح حساس به نور ثبت و ضبط می‌کنند که این وظیفه در چشم انسان به عهده شبکیه و در دوربین به عهده سنسور تصویر است. شبکیه از سلول‌های گیرنده نور که با نام میله‌ها و مخروط‌ها شناخته می‌شوند تشکیل شده است و سنسور دوربین حاوی میلیون‌ها پیکسل نوری است.

پردازش تصاویر

چشم انسان و دوربین‌های عکاسی اطلاعات نوری را پس از ثبت پردازش می‌کنند به این ترتیب تصاویر ایجاد می‌شوند. مرحله پردازش در بدن انسان به کمک مغز و در دوربین به کمک واحدهای پردازش انجام می‌شود. نتیجه این فرایند دیدن تصاویر است.

تنظیم میزان نور

دوربین عکاسی و چشم انسان برای تنظیم سطح نور ورودی به حسگرها مکانیزم‌های مختلفی دارند که در چشم انسان این فرایند به عهده مردمک و عنبیه و در دوربین‌های عکاسی به عهده دیافراگم لنز است.

فوکوس

چشم انسان و لنز دوربین قادر به فوکوس بر روی یک نقطه و سطح هستند. در دوربین این فرایند به شکل خودکار یا دستی با سنسورهای فوکوس انجام می‌شود و چشم انسان به کمک شبکیه فرایند فوکوس را انجام می‌دهد.

بیشتر بخوانید: تفاوت دوربین عکاسی و فیلمبرداری

تفاوت دوربین عکاسی با چشم انسان

در این مقاله به سه تفاوت میان دوربین و چشم انسان می‌پردازیم:

برای بررسی تفاوت دوربین عکاسی با چشم انسان می‌توان از چند جهت مختلف به موضوع نگاه کرد. به‌طور کلی تفاوت دوربین عکاسی با چشم انسان عبارت است از:

زاویه دید

عملکرد زاویه دید یکی از اصلی‌ترین تفاوت‌های دوربین عکاسی ‌چشم انسان است. در دوربین‌های عکاسی فاصله کانونی لنز و اندازه سنسور دوربین این فاکتور را تغییر می‌دهند. مثلا لنزی که فاصله کانونی کوچکتری دارد می‌تواند زاویه دید وایدتر یا عریض‌تر به شما بدهد.

اما چشم انسان با وجود اینکه فاصله کانونی تقریبا ۲۲ میلیمتری دارد، به دلیل کروی بودن شبکیه انسان قادر به ثبت جزئیات باکیفیت از تصاویری که در نواحی کناری دید قرار دارند نیست، در واقع شما نمی‌توانید تصاویری که در کنار شما و هم‌عرض شما قرار دارند را با همان کیفیت تصاویری که در مقابلتان قرار دارد ببینید.

تکامل میلیون‌ساله‌ای باعث شده است که تنها اجسام بزرگی که در زاویه کناری قرار دارند به شکل هاله‌ای محو توسط چشم قابل درک باشند. هر چشم به‌طور حدودی زاویه دیدی ۱۲۰ تا ۲۰۰ درجه دارد و زمانی که با دو چشم به یک نقطه نگاه می‌کنید، این ناحیه مشترک زاویه ۱۳۰ درجه‌ای دارد که تقریبا معادل لنزهای فیش‌آی است.

اما ناحیه مرکزی زاویه دید چشم بین ۴۰ تا ۶۰ درجه است که بهترین درک و تحلیل از تصاویر را به شما می‌دهد. این زاویه دید تقریبا معادل یک لنز ۵۰ میلیمتری است.

رزولوشن

اکثر دوربین‌های دیجیتال نسل جدید رزولوشن ۵ تا ۲۰ مگاپیکسلی دارند که از رزولوشون ذاتی چشم بسیار پایین‌تر است. در حقیقت چشم سالم انسان که دید ۲۰ از ۲۰ دارد (هر چشم دید ۱۰ از ۱۰) می‌تواند رزولوشن حدودا ۵۲ مگاپیکسلی را تجربه کند.

اما به‌طور میانگین چشم انسان می‌تواند معادل یک دوربین ۵ تا ۱۵ مگاپیکسلی جزئیات را تشخیص دهد، با این تفاوت که مانند دوربین شما قادر به ثبت پیکسل به پیکسل تصاویر نخواهید بود و تنها رنگ‌ها، بافت و کنتراست تصویر را ثبت خواهید کرد.

تقارن

دوربین‌های عکاسی می‌توانند در تمام جهات تصاویری یکسان و متقارن را به ثبت برسانند و این در حالی است که هر چشم انسان جزئیات بیشتری در قسمت زیرین خط بینایی را نسبت به قسمت بالایی تشخیص می‌دهد.

رنج داینامیکی

رنج داینامیکی یکی دیگر از موارد مورد بحث در تفاوت دوربین عکاسی با چشم انسان است. رنج داینامیکی حد فاصل قابل درک بین روشن‌ترین تا تیره‌ترین نقطه تصویر است. در این فاکتور چشم انسان تفاوت فاحشی با دوربین‌های عکاسی دارد.

از لحاظ ریاضی و علم پزشکی اگر شما در شرایط کم‌نور قرار بگیرید و مردمک چشم شما برای دریافت نور باز شود و متقابلا به یک فضای روشن زیر نور آفتاب بروید، فاصله قابل درک روشن‌ترین و تاریک‌ترین نقطه‌ای که دیده‌اید برابر ۲۴ استاپ یا ۲ به توان ۲۴ استاپ است.

در این وضعیت چشم تلاش می‌کند با بزرگ و کوچک‌ کردن مردمک میزان نور ورودی را تغییر دهد تا به استیبل‌ترین حالت برسد. اما اگر در شرایط عادی نوری باشید و قطر مردمکتان ثابت بماند، چشمان شما می‌توانند ۱۰ تا ۱۴ استاپ را با جزییات کامل ثبت کنند. این در حالی است که رنج داینامیکی پیشرفته‌ترین دوربین‌های عکاسی دیجیتال بین ۸ تا ۱۱ استاپ است و حتی در دید شب نیز رنج داینامیکی چشم افزایش پیدا می‌کند.

بیشتر بخوانید: آموزش عکاسی با دوربین

حساسیت به نور

دوربین‌های عکاسی دیجیتال سطح حساسیت یکسانی نسبت به نور دارند، این در حالی است که شبکیه چشم قدرت بالاتری برای ثبت تصاویر در شرایط کم‌نور دارد. در حقیقت در برخی از شرایط نوری دوربین‌های عکاسی نمی‌توانند به راحتی جزئیات تصاویر را به ثبت برسانند، اما چشم انسان می‌تواند خود را به‌خوبی با شرایط نوری محیط تنظیم کند.

بزرگنمایی تصاویر

یکی دیگر از موارد مورد بحث در تفاوت دوربین با چشم انسان قابلیت بزرگنمایی تصاویر است که دوربین‌های پیشرفته این امکان را با بالاترین سطح ممکن در اختیار شما قرار می‌دهند و چشم انسان این قابلیت را ندارد. انواع دوربین عکاسی قابلیت‌ها و ویژگی‌های متفاوتی با یکدیگر دارند.

آیا دوربین عکاسی می‌تواند جایگزین چشم انسان شود؟

با وجود تمام این شباهت‌ها و تفاوت‌ها میان دوربین عکاسی و چشم انسان این سوال پیش می‌آید که دوربین می‌تواند جایگزین چشم انسان شود یا نه؟ برای پاسخ به این پرسش اساسی و مهم باید نحوه عملکرد چشم انسان در مواجه با کلیه عناصری که روی دوربین اثر می‌گذارند را بررسی کنیم.

حساسیت به نور و شیوه تنظیم ISO در چشم انسان

چشم انسان می‌تواند همچون یک دوربین‌ عکاسی حرفه‌ای میزان ایزو را تنظیم کند. ISO همان میزان حساسیت حسگرها به نور است که در چشم انسان شبکیه این وظیفه را به عهده دارد. در شرایط کم‌نور و محیط‌های تاریک‌تر چشم به شکل خودکار قادر به افزایش سطح ISO خواهد بود تا به این ترتیب نور بیشتری به گیرنده‌های حساس نور یا همان سلول‌های میله و مخروط چشم برسد.

این مسئله باعث می‌شود که پس از مدتی  بتوانید در تاریکی هم جزئیات را ببینید  که البته تماشای تصاویر، اشکال، اجسام و … در تاریکی با نویز بیشتری همراه خواهد بود.

کنترل‌کنندهای نور ورودی در چشم انسان

همانور که پیش‌تر در دیافراگم در عکاسی بیان کردیم، در دوربین‌های عکاسی وظیفه دیافراگم کنترل نور ورودی به سنسورهای دوربین است و چشم انسان نیز به کمک مردمک عملکردی شبیه به دوربین‌های عکاسی را دارد. اگر در شرایط کم نور به چشم خود نگاه کنید، متوجه می‌شوید مردمک تلاش خود را برای باز شدن بیش از حد معمول می‌کند تا میزان دریافت نور را افزایش دهد.

بالعکس این موضوع هم صادق است، در شرایط پرنور و محیط‌های روشن مردمک چشم انسان تلاش می‌کند کوچکتر از حد معمول شود تا از ورود بیش از اندازه نور جلوگیری کند. این عملکرد مشابه عملکرد دیافراگم در دوربین‌های عکاسی است.

تنظیم سرعت شاتر در چشم انسان

تنظیم سرعت شاتر در چشم انسان با پلک زدن انجام می‌شود. در حقیقت شما با پلک زدن درست مانند بسته شدن شاتر در دوربین‌های عکاسی باعث کنترل نور ورودی به چشم در یک بازه زمانی مشخص می‌شوید. هر چقدر پلک زدن‌ شما سریع‌تر باشد، نور کمتری به چشم وارد می‌شود و بالعکس، هر چقدر آهسته‌تر پلک بزنید، باعث ورود نور بیشتری به چشم در بازه زمانی مشخصی می‌شوید.

فوکوس کردن در چشم انسان

عدسی چشم انسان قادر است به شکل خودکار فوکوس کند و با تنظیم میزان فوکوس وضوح تصاویر در فواصل مختلف را تغییر دهد. در حقیقت چشم انسان به کمک عدسی عملکردی مشابه دوربین‌های عکاسی دارد و عضلات مژگانی چشم با تغییر دادن شکل عدسی باعث تنظیم طول کانونی می‌شوند و فوکوس را شارپ نگه می‌دارند.

اما باز گردیم به سوال اولیه که آیا دوربین‌های عکاسی می‌توانند جایگزین چشم انسان شوند؟ یقینا عملکرد ذاتی و البته پیچیده چشم انسان الهام‌بخش سازندگان و طراحان دوربین‌های عکاسی از دیرباز تا کنون بوده است و حتی با وجود پیشرفت‌های روزافزون تکنولوژی در زمینه طراحی دوربین‌های دیجیتال و حرفه‌ای، نمی‌تواند به جرات گفت که این دوربین‌ها عملکردی فراتر از چشم انسان دارند، اما می‌توان گفت که با کمک ابزارهای جانبی و تکنولوژی‌های روز دنیا دوربین‌ها توانسته‌اند به کمک چشم انسان بیایند و توانایی‌های چشم را افزایش دهند.

به این ترتیب که برای مثال چشم انسان به شکل غیر مسلح قادر به دیدن تصاویری که در فواصل چند صد متری قرار گرفته‌اند نیست و نمی‌تواند آن‌ها را تفسیر و پردازش کند، اما دوربین‌ها با تکنولوژی‌های فوق پیشرفته توانسته‌اند در این زمینه به کمک چشم‌انسان بیایند و با قابلیت زوم تماشای فواصل دور و عکاسی از آن‌ها را ممکن کنند.

با این حساب با توجه به پیچیدگی و ذاتی بودن عملکرد چشم انسان یقینا هیچ دوربین حتی پیشرفته‌ترین شکل از دوربین‌ها نیز قادر نیستند که جای چشم انسان را بگیرند، اما می‌توانند به توسعه عملکرد چشم کمک‌های شایانی بکنند.

بیشتر بخوانید: چگونه دوربین عکاسی مناسب انتخاب کنیم؟

سخن پایانی

عملکرد کلی چشم انسان با دوربین‌های عکاسی شباهت‌های بسیاری دارد اما در این میان تفاوت‌هایی نیز وجود دارد که بعضا عملکرد دوربین‌ها را برتر از چشم انسان و در بعضی موارد دیگر عملکرد چشم را بالاتر از پیشرفته‌تربن دوربین‌های دیجیتال قرار می‌دهد.

سوالات متداول

منابع: +++