Почему нельзя просто направить камеру на то, что видишь, и снять это? Этот вопрос кажется простым. Тем не менее, на него очень непросто дать ответ, и для этого потребуется изучить не только то, как камера записывает свет, но и то, как работают наши глаза и почему они работают именно так. Разбираясь в этом, можно открыть для себя что-то новое о нашем повседневном восприятии мира - помимо возможности стать лучшим фотографом.

Общие сведения

Наши глаза способны окидывать происходящее взглядом и динамически адаптироваться в зависимости от объекта, в то время как камера записывает одиночное неподвижное изображение. Многие считают это основным преимуществом глаз перед камерой. Например, наши глаза способны компенсировать дисбаланс яркости различных предметов, могут смотреть по сторонам, чтобы получить более широкий угол зрения, а также могут фокусироваться на объектах на различных расстояниях.

Однако результат скорее подобен работе видеокамеры - не фото - поскольку наше сознание собирает несколько взглядов в один мысленный образ. Быстрый взгляд наших глаз был бы более честным сравнением, но в итоге уникальность нашей зрительной системы неопровержима, поскольку:

То, что мы видим, является мысленной реконструкцией объектов на основе образов, предоставленных глазами - отнюдь не тем, что наши глаза в действительности увидели .

Вызывает скепсис? У большинства - по крайней мере поначалу. Следующие примеры демонстрируют ситуации, в которых сознание можно заставить видеть нечто отличное от того, что видят глаза:

Ложный цвет : наведите курсор на край изображения и смотрите на центральный крест. Отсутствующий кружок будет перемещаться по кругу, и через некоторое время начнёт казаться зелёным - хотя в изображении зелёного цвета нет.

Полосы Маха : наведите курсор на изображение. Каждая из полос покажется чуть темнее или светлее вблизи верхней или нижней границы, соответственно, - несмотря на то, что каждая из них окрашена равномерно.

Впрочем, это не должно помешать нам сравнивать наши глаза и камеры! Во многих случаях честное сравнение всё же возможно, но только если мы принимаем во внимание и то, как мы видим, и то, как наше сознание обрабатывает эту информацию. Последующие разделы проведут границу между этими двумя, насколько возможно.

Обзор различий

Данная статья группирует сравнения по следующим визуальным категориям:

Всё это зачастую считается предметом максимальных отличий глаз от камеры, и как раз по этому поводу возникает больше всего разногласий. Есть и другие характеристики, такие как глубина резкости , объёмное зрение , баланс белого и цветовая гамма , но они не являются предметом данной статьи.

1. Угол зрения

Для камер он определяется фокусным расстоянием объектива (а также размером сенсора). Например, фокусное расстояние телеобъектива больше, чем стандартного потретного, а потому угол зрения меньше:

К сожалению, с нашими глазами не всё так просто. Хотя фокусное расстояние человеческого глаза приблизительно равно 22 мм, эта цифра может ввести в заблуждение, поскольку глазное дно закруглено (1), периферия нашего поля зрения значительно менее детальна, чем центр (2), и к тому же то, что мы видим, является комбинированным результатом работы двух глаз (3).

Каждый глаз по отдельности имеет угол зрения порядка 120-200°, в зависимости от того, насколько строго объекты определены как "наблюдаемые". Соответственно, зона перекрытия двух глаз составляет порядка 130° - она практически настолько же широка, как у объектива типа "рыбий глаз". Однако по эволюционным причинам наше периферийное зрение пригодно только для обнаружения движения и крупных объектов (таких как прыгающий сбоку лев). Более того, настолько широкий угол выглядел бы сильно искажённым и неестественным, будучи снятым камерой.

Наш центральный угол зрения - порядка 40-60° - максимально влияет на наше восприятие. Субъективно это соотносится с углом, в пределах которого вы сможете вспомнить объекты, не двигая глазами. Кстати, это близко к углу зрения "нормального" объектива с фокусным расстоянием 50 мм (если совсем точно, то 43 мм) на камере полного кадра или 27 мм на камере с кроп-фактором 1.6 . Хотя он и не воспроизводит полный угол нашего зрения, он хорошо передаёт то, как мы видим, достигая наилучшего компромисса между различными типами искажений:

Сделайте угол зрения слишком большим, - и разница в размерах объектов будет преувеличена, ну а слишком узкий угол зрения делает относительные размеры объектов практически одинаковыми, и вы теряете ощущение глубины. Сверхширокие углы к тому же ведут к тому, что объекты по краям кадра оказываются растянуты.

	искажение перспективы

(при съёмке стандартным/прямолинейным объективом)

Для сравнения, несмотря на то, что наши глаза создают искажённое широкоугольное изображение, мы реконструируем его в объёмный мысленный образ, в котором искажения отсутствуют.

2. Различимость и детальность

Большинство современных цифровых камер имеют 5-20 мегапикселей, что зачастую преподносится как полный провал по сравнению с нашим собственным зрением. Это основано на том факте, что при идеальном зрении человеческий глаз по разрешающей способности эквивалентен 52-мегапиксельной камере (принимая за угол зрения 60°).

Однако эти подсчёты вводят в заблуждение. Лишь наше центральное зрение может быть идеальным, так что в действительности мы никогда не достигаем такой детальности за один взгляд. По мере удаления от центра наши зрительные способности драматически падают - настолько, что всего на 20° от центра наши глаза различают уже всего одну десятую от исходной детальности. На периферии мы обнаруживаем только крупномасштабный контраст и минимум цветов:

Качественное представление визуальной детальности одного взгляда.

Принимая это во внимание, можно утверждать, что один взгляд наших глаз способен различать детали всего лишь сравнимые с 5-15 мегапикселями камеры (в зависимости от зрения). Однако наше сознание в действительности не запоминает образы попиксельно; оно записывает памятные детали, цвет и контраст для каждого изображения по-разному.

В результате, чтобы воссоздать детальный зрительный образ, наши глаза фокусируются на нескольких представляющих интерес предметах, быстро их чередуя. Вот наглядное представление нашего восприятия:

исходная сцена		предметы интереса

Конечным результатом является зрительный образ, детальность которого эффективно приоритизируется на основе интереса. Из этого следует важное для фотографов, но часто оставляемое без внимания свойство: даже если снимок максимально использует всю технически возможную детальность камеры, эта детальность не будет иметь особого значения, если сам по себе снимок не содержит ничего запоминающегося.

К прочим важным отличиям того, как наши глаза различают детали, относятся:

Асимметрия . Каждый глаз способен воспринимать больше деталей ниже линии зрения, чем выше, а периферийное зрение гораздо более чувствительно по направлению от носа. Камеры снимают изображения абсолютно симметрично.

Зрение при слабом свете . В условиях очень слабого света, например, лунного или звёздного, наши глаза фактически начинают видеть монохромно. В таких ситуациях наше центральное зрение к тому же становится менее зорким, чем слегка в сторону от центра. Многие астрофотографы в курсе этого и извлекают из этого преимущества, глядя чуть в сторону от неяркой звезды, если хотят разглядеть её невооружённым глазом.

Малые градации . Различимости малейших деталей зачастую уделяется чрезмерное внимание, однако малые тональные градации тоже важны - и похоже, именно по этой части наши глаза и камеры отличаются сильнее всего. Для камеры увеличенную деталь всегда легче передать на снимке - а вот для наших глаз, хоть это и противоречит интуиции, увеличение детали может сделать её менее видимой. На следующем примере оба изображения содержат текстуру с одинаковым контрастом, однако на изображении справа она не видна, поскольку была увеличена.

Эта статья подробно рассматривает понятие «поле зрения», способы определения показателей этого параметра у человека и его значения в офтальмологии.

Размер поля человеческого зрения

Все люди неповторимы, у каждого человека есть определённые особенности. Угол зрения и размер поля зрения у каждого свои. У конкретного человека они определяются следующими факторами:

• индивидуальные особенности глазного яблока;
• индивидуальная форма и размер век;
• индивидуальные особенности костей возле орбит глаз.

Кроме того, угол зрения определяется размерами предмета, который рассматривается, и расстоянием от него до глаза (эта дистанция и поле зрения человека связаны обратно пропорционально).

Строение и строение его черепа являются естественными ограничителями поля зрения. В частности, угол зрения ограничивается надбровными дугами, спинкой носа и веками. Однако ограничение, создаваемое каждым из этих факторов, является малозначительным.

190 градусов — таково значение угла зрения обоих глаз человека. Один отдельный глаз имеет следующие показатели нормы:

• 55 градусов для градации в верхнюю сторону от точки фиксации;
• 60 градусов для градации в нижнюю сторону и в сторону, идущую от носа вовнутрь;
• 90 градусов для градации со стороны виска (снаружи).

Когда исследование полей зрения показало несоответствие нормальному уровню, следует определить причину, нередко связанную с глазами либо нервной системой.

Угол зрения улучшает пространственную ориентацию человека, позволяет ему получать большее количество данных об окружающем мире, поступающих в мозг с помощью зрительных рецепторов. В результате научных исследований зрительных анализаторов было установлено, что человеческий глаз может чётко отличить одну точку от другой только в случае фокусировки под углом минимум 60 секунд. Поскольку угол человеческого зрения непосредственно определяет объём воспринимаемой информации, некоторые люди стремятся достичь его расширения, поскольку это позволяет быстрее читать тексты и хорошо запоминать содержание.

Офтальмологическое значение зрительных полей

Периферическое зрение определяет поля зрения для разных цветов, воспринимаемых человеческими глазами. В частности, самый развёрнутый угол — у белого цвета. На втором месте — синий цвет, а на третьем — красный. Самый узкий угол имеет место при зрительном восприятии зелёного цвета. Исследование поля зрения пациента позволяет окулисту выявить присутствующие зрительные отклонения.

При этом даже малозначительное отклонение в полях иногда указывает на тяжёлые патологии глаз. Каждый человек имеет свою индивидуальную норму, однако используются определённые общие показатели для обнаружения отклонения.

Современные офтальмологи могут, обнаружив несоответствие такого рода, выявить глазные болезни и некоторые другие недуги, прежде всего связанные с ЦНС. В частности, с помощью определения угла и поля зрения, а также мест, в которых происходит выпадение полей зрения (исчезновение изображения), доктор способен без труда выявить место, в котором произошло кровоизлияние, возникла опухоль либо отслойка сетчатки, либо происходит воспаление.

Измерение полей зрения

Компьютерная периметрия глаза — современный метод диагностики сужения поля человеческого зрения. Сейчас данный способ имеет вполне доступную цену. Это безболезненная процедура, отнимающая мало времени и позволяющая выявить ухудшение периферического зрения, чтобы вовремя начать лечение.

Как проходит процесс:

1. Первым этапом является консультация офтальмолога, в ходе которой он даёт инструкцию. До того, как приступить к процедуре, доктору надлежит подробно разъяснить все её нюансы пациенту. В этом исследовании оптические устройства не применяются. Если пациент носит очки либо линзы, ему предстоит снять их. Левый и правый глаза исследуются отдельно.
2. Больной направляет свой взгляд на неподвижную точку, находящуюся на специальном приборе в окружении тёмного фона. Во время процесса определения угла зрения пациента на участке периферии возникают точки, имеющие разные уровни яркости. Эти точки предстоит увидеть пациенту, чтобы зафиксировать с помощью особого пульта.
3. Происходят изменения в схеме размещения точек. Обычно эта схема повторяется компьютерной программой и благодаря этому момент выпадения участка зрения может быть определён с абсолютно точно. Поскольку в процессе осуществления периметрии есть вероятность, что больной моргнёт либо несвоевременно нажмёт на пульт, метод повторений является более корректным, он приводит к точному результату.
4. Исследование происходит довольно быстро, за несколько минут специальная программа обработает всю информацию и выдаст результат.

В одних клиниках такая информация выдаётся в напечатанной форме, в других она записывается на диск. Это довольно удобно, когда планируется консультация у врача другой специализации, и для оценки динамики во время лечения болезни.

Расширение угла человеческого зрения

Множество исследований привели к выводу, что в ходе лечения болезней, вызвавших ухудшение данного показателя, можно увеличить угол человеческого зрения специальными упражнениями. Воспользоваться такой возможностью может и полностью здоровый человек с целью улучшить индивидуальное зрительное восприятие.

Совокупность подобных упражнений называется методикой репрезентации и подразумевает некоторые особые действия в ходе обычного чтения. К примеру, можно изменять расстояние от текста до глаз. При регулярном проведении такой процедуры улучшается значение индивидуального угла зрения, что даёт некоторые преимущества, поскольку качество зрения в значительной мере определяется его углом.

Угол обзора – это одна из главных функций в зрительной системе человека.

Такие нарушения приводят к развитию астигматизма , дальнозоркости и близорукости .

Люди часто сталкиваются с такими проблемами. Это сопровождается нарушением фиксации зрения на конкретном предмете. Поля зрения отвечают за возможность быстро ориентироваться в пространстве. Значения измеряют в градусах.

Важность поля зрения для человека

Поле зрения человека измеряют с помощью специальной диагностики. Любые нарушения часто развиваются на фоне заболеваний нервной системы или офтальмологических патологий. Локальное сужение возникает нарушением полей в конкретном участке. Границы зрения при этом остаются неизменными.

Развитие сужений различают с учетом степени поражения. Оно может быть незначительным, когда зрение ухудшается постепенно и несильно. При стремительном сужении развивается трубочное зрение. Человек при этом смотрит на предметы, как будто через трубу.

Важно учитывать, что такие нарушения могут поражать один или оба глаза. Разделяют их на симметричные и несимметричные. Причина также скрывается в ограниченном или функциональном зрении.

Органические сужения полей сопровождаются нарушением ориентации в пространстве. Функционально приводит к нарушению восприятия размеров предметов. Это существенно влияет на трудовую деятельность человека и привычный образ жизни.

Центральное и периферическое зрение

Центральное зрение – одна из основных функций зрительной системы человека. За него отвечает центральная часть сетчатки. Такое зрение необходимо для анализа формы изображения, восприятия мелких деталей и остроту зрения. Оно непосредственно связано с углом зрения. Высокие его показания влияют на снижение остроты.

Периферийное зрение является определенной категорией, которая несет ответственность за определенные места сетчатки. Благодаря этому человек имеет возможность рассматривать предметы в темноте и видеть расположение объектов по бокам. При нормальном состоянии человек видит хорошо. Нарушения сопровождаются снижением остроты бокового зрения. На это могут влиять различные факторы.

В случае пропадания периферического обзора при нормальной остроте зрения человек не имеет возможности самостоятельно передвигаться. При хождении он будет спотыкаться об разные предметы и не сможет их увидеть, если они имеют большой размер.

Нормальные значения полей зрения

У каждого человека показатели полей зрения и угла обзора индивидуальные. На это могут влиять такие факторы:

• особенности строения зрительных органов;
• форма и размер век;
• индивидуальные особенности глазных орбит.

Угол обзора также зависит от величины и расстояния предмета от глаз. Стоит отметить, что строение зрительного аппарата может зависеть от особенностей черепа. Эти показатели заложены природой. Ограничение обзора зависит от строения надбровных дуг, носа.

Что такое выпадение полей зрения

Выпадение полей зрения у каждого человека сопровождается разными симптомами. Иногда при этом может появляться полупрозрачная пленка перед глазами. Причина может скрываться в отслоении сетчатки или нарушениях зрительного нерва. При отслоении сетчатки может искажаться форма предметов. В области выпадений появляются плавающие участки.

Много факторов могут стать причиной нарушений. Это может быть связано не только с органами зрения, но и с нарушениями в головном мозге. К основным причинам относятся:

• глаукома и повышение внутриглазного давления ;
• развитие патологических процессов;
• отслоение сетчатки;
• невралгические заболевания;
• гипертония;
• атеросклероз;
• сахарный диабет.

Определить истинную причину можно только после диагностики и осмотра офтальмолога. Для профилактики необходимо посещать врача 1-2 раза в год.

Как развить угол зрения своих глаз

Такое зрение полезно развивать выполнением специальных упражнений. Они разработаны с целью профилактики нарушений и для укрепления зрительных органов. Такие упражнения будут также полезными для работы головного мозга. Они способствуют развитию его функциональности, поддерживают активность мышления длительное время.

• дальнобойщики;
• профессиональные спортсмены;
• военные;
• преподаватели и воспитатели;
• полицейские.

Также полезно практиковать людям, у которых трудовая деятельность связана с компьютерами. Упражнения очень простые и не потребуют много времени. Но важно учитывать, чтобы достичь эффективного результата, тренировки надо проводить постоянно.

Полезное видео

Глаз человека – сложный орган, профилактике заболеваний которого нужно уделять достаточное внимание. Статья посвящена рассмотрению такой важной характеристике зрения, как угол зрения.

Сужение поля зрения является симптомом целого ряда опасных офтальмологических заболеваний. Поэтому нужно уделять внимание не только отслеживанию остроты зрения, но и периодическому обследованию поля зрения, с целью оценки состояния периферийного зрения и профилактики возможных проблем.

Все оптические приборы в той или иной степени копируют строение человеческого глаза. Под определением «хорошо видеть» подразумевается способность:

1. Фокусировать взгляд и различать предметы, находящиеся на расстоянии
2. Ориентироваться в пространстве, оценивать пространство вокруг себя и своё положение в нём.

Мы видим внешнюю среду благодаря сложным процессам преломления света через естественные линзы – роговицу и хрусталик. Изображение, созданное преломлёнными лучами света, попадает на сетчатку.

С сетчатки сигналы уходят в головной мозг, где изображение обрабатывается и анализируется. Это очень упрощенная схема построения зрительного процесса.

Помимо этого, для понимания вопроса полезно также оговорить, что на угол обзора, хоть и незначительно, но влияет специфика расположения глаз. Это парный орган, который разделён естественным разграничителем – носом.

Также глаза имеют индивидуальное для каждого человека размещение на лице, которое характеризует расположением в глазнице и особенностями строения века.

В отличие от определения остроты зрения, где есть безусловный фиксированный стандарт, отклонение от которого однозначно указывает на проходящие в органе патологические процессы, какой у человека угол зрения и является ли это симптомом заболевания, врачи-офтальмологи определяют в каждом случае индивидуально, ориентируясь на стандарты.

Соотношение понятий «угол зрения» и «поле зрения»

Между этими показателями качества зрения происходит путаница. В среде неспециалистов эти понятия считаются синонимами.

Научное определение звучит так: «угол зрения – это угол между лучами, идущими от крайних точек предмета через оптический центр глаза». Давайте разбираться на примере из жизни, что это означает на практическом примере.

Вы стоите на улице и ждёте своего знакомого. Увидев его, концентрируете на внимание на нём, и, как только он подойдет на близкое – около метра – расстояние, ведите уже только его.

Когда вы только ожидаете друга, вы «сканируете» всю улицу. Несмотря на то, что цель охватить взглядом всю улицу не стоит, её прекрасно видно. И то, что находится прямо перед лицом, сбоку, линия горизонта, небо.

Это и есть поле зрения – совокупность всех видимых объектов при концентрации внимания на одной точке. То, что можно назвать «видимым пространством».

Но, стоит увидеть приближающегося знакомого, как по мере его приближения» видимое пространство начинает сужаться. При разговоре с человеком, который стоит на близком – от 40 до 100 сантиметров – расстоянии, мы часто видим лишь его «портретную зону» (голову и линию плеч) и всё, что попадает на задний фон.

Такое уменьшение пространства обусловлено изменением угла, под которым падает взгляд. Величину необходимого угла зрения задают два параметра:

1. Размер предмета.
2. Расстояние до предмета.

Широкий угол обзора позволит составить общую картину и об объекте, и о пространстве, в котором он находится. Узкий угол обзора даёт возможность ознакомиться с объектом детально, но восприятие пространства теряется.

Возвращаемся к нашему примеру. Увидев знакомого вдалеке, вы смотрите на него под широким обзорным углом: видите и знакомого, и улицу по которой он идёт, других пешеходов.

Но стоит ему подойти, а вашему зрению перейти на узкий угол обзора, как вы теряете из вида улицу, но можете отметить интересные детали его образа – новую стрижку или интересные пуговицы на рубашке.

Вывод: Широкий угол – видно много пространства, но мало деталей, узкий угол – видно мало пространства, но много деталей. Угол зрения человека характеризует поле зрения.

Виды зрения и методы его диагностики

Зрение человека разделяют на 2 вида:

1. Центральное;
2. Периферическое.

Центральное зрение – это то, что в простой речи, часто называют «остротой зрения». Отвечает за возможность видеть мелкие детали на расстоянии. Диагностируется посредством таблицы Сивцева (общеизвестная из-за повсеместного применения «ШБ-таблица») и её аналогов для дошкольного возраста.

Наиболее точный результат даст обследование на полностью автоматизированных аппаратах, которыми оснащены офтальмологические клиники.

Периферическое зрение – это пространство, которое видит человек, зафиксировав взгляд. Как можно видеть, определение периферического зрения полностью совпадает с определением поля зрения.

Человек имеет бинокулярное зрение, поэтому диагностика поля зрения проводится для каждого глаза отдельно, как для горизонтальной, так и для вертикальной плоскости.

Нормальный угол обзора для человека, который смотрит прямо перед собой двумя глазами:

• В горизонтальной плоскости – 180 градусов;
• В вертикальной плоскости – 150 градусов.

При оценке поля зрения каждого глаза в горизонтальной плоскости это, это значение снижается:

• До 55 градусов от точки фиксации до носа;
• До 90 градусов от точки фиксации до виска.

Оценку периферийного зрения можно провести как поверхностную, с целью определения необходимости дальнейшего обследования, так и подробную, с целью составить подробную карту поля.

Для проведения быстрой оценки не требуется никаких особых инструментов. Достаточно наличия любого контрастного на фоне окружающей обстановки предмета: шариковой ручки или карандаша. Пациента просят зафиксировать взгляд, закрыть один глаз рукой, после чего медленно водят ручкой по основным линиям определения поля.

Если поверхностное обследование не выявляет выраженных отклонений от нормы (или подозрений о них), более подробное изучение не проводится.

Если есть необходимость в составлении подробной схемы поля, применяются механические и автоматизированные методы обследования – периметрия. Это наиболее распространённый в медицинских учреждениях общего профиля способ, для определения зрительного поля.

Аппарат, на котором проводят периметрия, чаще всего представляет собой полусферу или выгнутую дугой полосу шириной около 10 сантиметров белого или чёрного цвета, с фиксатором для подбородка и лба.

Сама процедура схожа с описанной выше, но для точной диагностики голова человека фиксируется на расстоянии 30-40 сантиметров от поверхности дуги. Движение указки контрастного цвета происходит по всем направлениям, с последовательным отклонением на 15 градусов. Результаты фиксируются на схеме.

Базовое исследование всегда проводится в бело-чёрной гамме, в случае необходимости тест может проводится с указкой нескольких базовых цветов (желтый, красный, синий, зелёный). Это связано со спецификой восприятия цвета человеческим глазом.

В связи с неравномерным распределением фоторецепторов по поверхности сетчатки глаза поле зрения в каждом цветовом спектре будет своё.

Самый узкое поле зрения у зелёного цвета, затем по мере расширения границ идут красный, жёлтый и синий цвет. Наиболее широкий спектр фиксируется человеческим глазом в чёрно-белом цветовом решении.

Изменения в поле зрения: причины и симптомы

Выделяют две группы изменений в зрительном поле:

1. Сужение угла зрения;
2. Скотомы (слепые пятна).

Виды сужения по характеру изменения поля:

1. Концентрическое – происходит сужение угла зрения по всему радиусу поля;
2. Локальное – изменение происходит на отдельном участке радиуса, то есть в поле происходит локальная деформация.

Очаговая деформация угла обзора (скотома) – непреломление или искаженное преломление света, падающего под определёнными углами на отдельные участки оптического аппарата глаза.

При такой патологии предметы на отдельных участках поля зрения или размыты или просто не видны.

Основные причины, оказывающие влияние на зрительное поле:

• Аденома гипофиза;
• Бельмо;
• Вегетососудистые нарушения;
• Глаукома;

• Катаракта;
• Макулодистрофия;
• Отслойка сетчатки;
• Помутнение стекловидного тела;
• Птеригиум;
• Склероз сосудов головного мозга.

Приведённый перечень наглядно показывает обширность заболеваний, влияющих на поле зрения. Изменения в углах зрения могут быть вызваны как самостоятельными локальными заболеваниями, так и быть следствием иных патологических процессов – проблем с центральной нервной системой или возникновением новообразований.