Autor Tópico: Analisando o olho humano em termos fotográficos  (Lida 13722 vezes)

Ricardo Smania

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Online: 20 de Abril de 2005, 18:05:06
Olá pessoal!

Esses dias eu estive fazendo algumas pesquisas, pois tenho curiosidade de saber como o olho humando se compararia a uma câmera.

Até agora tenho obtido alguns dados preliminares:

Resolução: Numa análise, eu achei algo como 14 megapixels no sweetspot da visão (cerca de 30º). Numa outra, entre 70 e 800 megapixels no total, argumentando que o olho pode se mover rapidamente para analisar uma cena, o que não deixa de ser verdade se for analisar.
Comprimento focal: de 15.9 a 17.2 mm, dependendo da fonte.
Profundidade de campo: ? (eu sei que é baixa, mas ainda não peguei pra calcular)
Abertura: aproximadamente F/3 - F/11
Foco "macro": essa eu não pesquisei, mas o meu é de cerca de 8 cm.
Latitude ISO: essa também não sei, mas deve ser enorme, porque num dia de sol claro podemos enxergar objetos escuros com facilidade.

Sensibilidade ISO: essa é a que tenho mais dúvida.

O mínimo achei algo como 1, o que parece razoável. Agora o máximo, num lugar fala 800.

Mas aí que está, a comparação que eu fiz: num quarto quase totalmente escuro, em que eu percebi que meu olho conseguia enxergar com qualidade razoável, enquanto minha câmera mal conseguiu metdade do nível de luminosidade com exposição de 15 segundos, F/2.8 e ISO 400 (valores máximos dela). E além disso, o olho teve muito menos ruído, embora tivesse, porque como todo mundo sabe nossa visão em ambientes escuros gera ruído bem alto.

Mas aí que está o problema: qual o tempo de exposição do olho humano? Eu não consegui nada conclusivo nisso, mas chutando algo como 1/10 s para essa situação, quer dizer que o ISO do olho seria algo como 100000? Eu sei que o tempo não é muito maior que isso, até porque ninguém precisa olhar fixamente para um objeto para aumentar a visibilidade, como numa câmera.

Achei muita coisa sobre o assunto no Google, mas o duro é saber no que confiar. Espero que mais gente se interesse sobre o assunto pra gente discutir.

Abraços,

Ricardo
Ricardo Smania - Salto - SP
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Ivan de Almeida

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Resposta #1 Online: 20 de Abril de 2005, 19:15:58
Ricardo:

Estudo percepção humana há mais ou menos 25 anos (um pouco mais). Sou mestre em arquitetura pela UFRJ com trabalho a respeito disso. Um dos maiores enganos que se pode cometer é tentar entender o olho a partir da máquina fotográfica, pois o olho não é um órgão passivo como a câmera, mas essencialmente ativo.

Essa atividade é tal, e sua ação perceptiva é de tal modo significada, que toda comparação com câmeras mais obscurece o entendimento que o amplia.

A questão é a seguinte: uma câmera captura um determinado campo, desde que esteja voltado para ele. Haverá coisas em foco, outras não, mas tudo para o que estiver apontada a câmera sairá na foto em posições relativamente "coerentes", digamos assim. As lentes são projetadas para simular o melhor possível não exatamente a visão humana, mas a perspectiva cônica. Porque? Porque a perspectiva cônica é matematicamente e conceitualmente perfeita, enquanto a visão humana tem enormes aberrações esféricas. Embora convencionalmente achemos crível o espaço representado pelos pintores renascentistas, que nada mais é do que o espaço da perspectiva cônica, nossa visão não funciona assim. Ela funciona com uma lente de enorme aberração, foco curto e nitidez somente numa parte mínima.

O que acontece é que a representação do espaço tornou-se, a partir do Renascimento, uma representação onde o "verdadeiro espaço" passou a ser um espaço matemático, e esse espaço é euclidiano/cartesiano, isto é, isotrópico.

O que é tal espaço isotrópico? Para nós pel parece muito natural, mas é meramente uma convenção cultural sem correspondência no real. O espaço isotrópico é uma grade tridimensional cartesiana. Só esse espaço pode ser vertido para a perspectiva cônica, que pode ser definida como "espaço cartesiano ao qual se aplica um ponto de fuga". As lentes são feitas para capturar essa grade sem deformá-la. Isso é uma lente de boa qualidade: não aquela que captura o mundo como nosso olhar, mas aquela que o captura de acordo com a matemática euclidiana.

Porém o olho não funciona assim. O olho funciona integrando diversos padrões reconhecidos num mesmo quadro. Se usarmos um eye-tracker para acompanhar um olho quando observa uma construção, por exemplo, veremos que ele realiza uma rotina escrutinatória induzida pela própria forma que está sendo examinada. Se dá certo, ele "reconhece" a coisa. Isso é muito rápido, e ele escrutina todo o quadro, e ao fazê-lo a pupila se abre e se fecha, os múlculos o achatam ou o tornam menos achatado variando o foco, etc, e o "quadro" formado não é formado de uma só visada, como na câmera, mas de uma integração mental de uma infinidade de instantes, de uma enorme quantidade de atos escrutinatórios.

O Olhar é basicamente interativo, ou, no dizer do Edgar Morim, "complexo". Isso é tão defindior do olhar que compará-lo à câmera somente elide sua complexidade.

Na câmera, o sensor é passivo. Toda a luz que nele incide é registrada. No olho o sensor é ativo. Ele é tecido neurológico que se ativa ou se inibe independentemente, ou com certa independência, da imagem que se formaria. Mais que isso, o sensor e os músculos que comandam o foco e o direcionamento interegem todo o tempo "procurando significado". Olhar não é uma atividade do olho. É uma atividade mental que usa o olho.

Bem, essa conversa poderia continuar indefinidamente, mas só para você ver que ainda há muito por dizer, pegue tudo o já dito, toda essa complexidade, e multiplique por dois, pois já não é mais um olho só funcionando, mas a integração de duas informações, com paralaxe, convergência, etc.

Deu para entender?


Paulo Machado

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Resposta #2 Online: 20 de Abril de 2005, 19:33:26
Além disto, a adaptação a ambientes escuros pelo olho pode demorar até 30 minutos para a máxima "potência". Quando voce entra no cinema com a luz apagada não enxerga nada e depois de alguns segundos começa a ver as coisas e antes de terminar o filme voce está vendo tudo.
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Resposta #3 Online: 20 de Abril de 2005, 21:07:32
O mais bonito disso tudo é como o cérebro configura nossa visão.
É algo absolutamente fantástico, uma experiência simples consiste em pegar um monitor convencional e usá-lo a vida toda, quando vc pegar um monitor plano seu cérebro tenderá a vê-lo afundado por um bom tempo, até ele reaprender a forma de ver e interpretar o novo objeto (que se assemelha muito com o antigo), é maravilhoso como nossa visão é altamente complexa. :)
Fora o delicado fato de o olho ver com maior definição no centro e com maior sensibilidade nas periferias (devido a distribuição dos cones e bastonetes). :)
Nos cantos temos imagens mais lavadas e com menor definição, porém bem mais sensíveis à luz ;)
« Última modificação: 20 de Abril de 2005, 21:08:51 por Leo Terra »
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Ivan de Almeida

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Resposta #4 Online: 20 de Abril de 2005, 22:12:24
Pois é, Leo. Por isso essa tentativa de comparação é sempre problemática, embora no caso do Ricardo a curiosidade e o ímpeto de compreender sejam louváveis.

A sensibilidade maior periférica provavelmente é uma vantagem seletiva, pois as ameaças penetram no campo visual através das bordas, de modo que essa seletividade maior pode permitir ao organismo mudar rapidamente a hierarquia de análise de campo quando uma variação luminosa acontece nessas bordas. Não precisa focar, basta perceber a alteração de luminosidade indicadora de mudança de contexto. Pode servir como um "sinal de alerta". Toda a análise de campo que constitui o olhar é hierarquizada, significada, e isso é tão necessário quanto o oposto, isto é, a insurgência de alterações de campo ainda não significadas a merecerem atenção.
« Última modificação: 20 de Abril de 2005, 22:38:59 por Ivan de Almeida »


Ricardo Smania

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Resposta #5 Online: 20 de Abril de 2005, 22:51:10
Nossa, que aula, não sei nem o que comentar depois disso.

Bom, mas vamos lá: Ivan, se o olho tem tanta aberração esférica, como vemos "normal"? É o cérebro corrige isso?

Isso de demorar pra se adaptar é verdade, tanto que testei o ISO do meu olho logo que acordei, pra ter sensibilidade máxima.

E realmente Leo, isso é uma coisa que eu também percebi, foi muito estranho usar meu monitor durante algum tempo, parecia que a tela era côncava.

Essa sensibilidade maior nas bordas é algo que não sabia, nunca percebi.

Quanto mais se aprende mais se surpreende, é incrível a complexidade do seres vivos.
Ricardo Smania - Salto - SP
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Ivan de Almeida

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Resposta #6 Online: 20 de Abril de 2005, 23:08:13
Ricardo:

Vemos normal porque nossa visão é hierarquizada, isto é, só o que é importante é assumido pelo cérebro como visto. Vemos "normal" porque á mente integra várias percepções, cada uma delas focada, de diferentes pedaços do quadro é faz um, digamos, "mosaico" de todas as partes onde foi feito foco, e "esquece" as partes onde não foi feito.

Agora, o que é ver "normal"? O engraçado é que você está chamando de "normal" exatamente o que não é nada normal e sim convencional. Você está chamando de normal a visão corrigida para os parâmetros da perspectiva cônica, e não a verdadeira visão.

O grande obstáculo para estudar a percepção humana é exatamente esse: Nossa declaração sobre a forma como percebemos é "mentirosa", isto é, é uma interpretação pautada por referências sociais (convenções). Para estudar a percepção é preciso separar a convenção da percepção.

Veja que não usei a palavra cérebro, e sim mente. Há uma diferença entre as duas coisas, pois o cérebro é biológico e a mente um somatório de experiências e treinamentos. Quem faz a integração das percepções fugazes num quadro coerente com as expectativas são os treinamentos perceptuais.


Alex Biologo

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Resposta #7 Online: 20 de Abril de 2005, 23:21:01
Pessoal, gostei do assunto e queria jogar mais lenha na fogueira....

Sobre a sensibilidade periférica maior, bom isso é uma característica de animal caçador, e tb tm a ver com o fato dos nossos cones serem bastonetes modificados, ou seja mamíferos em teoria não enxergam bem cores e necessitam de alta quantidade de luz pra isso. A disposição de conese bastonetes então, reflete a opção evolutiva, como ditop antes.

mas se comparado com outros animais, enxergamos muito mal, aves (corujas em especial) possuem uma sensibilidade a luz muito maior e uma definição assustadora, possuindo a melhor visão do reino animal - sei que é errado falar, mas se fosse falar em iso, o das corjas seria uma variação de iso muito baixo a um iso muito alto com ruído quase zero). Répteis em geral (excluindo cobras), também enxergam com mais definição do que a gente.

E uma curiosidade do reino animal, nosso olho é praticamente igual ao olho de uma lula.

Agora entrando na viagem do tópico, talvez as câmeras digitais tenham mais a ver com os olhos compostos dos insetos, onde cada olho capta uma parte da imagem (se eu entendi o esquema do sensor, ele não funciona assim? se um pixel não funciona fica um ponto claro somente nele?)

Mas sei que é viagem... rs gostei do tema, dá pra discutir muita coisa em cima disso, até mesmo as cores que a gente capta e a que os outros seres captam.... pensando em técnicas de fotografia e uso das cores.
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Ricardo Smania

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Resposta #8 Online: 21 de Abril de 2005, 00:52:12
Gostei da explicação Ivan, agora as partes estão se encaixando. Como eu nunca pesquisei nada sobre o assunto, achei que fosse bem mais simples.

Também achei interessante a visão de um biólogo, já estava imaginando quanto tempo demoraria para o Alex entrar aqui e melhorar ainda mais o nível da discussão.

Aproveitando seu conhecimento, uma pergunta, eu tenho dúvidas sobre isso: a visão dos gatos tem maior ou menor definição que a dos humanos? Eu já tinha lido que era maior, mas uns tempos atrás eu vi na TV um programa que falava que a definição é menor com luz clara, mas a sensibilidade é maior (algo como 6x maior se não me engano). Afinal, o que é certo?

(me desviei um pouco do assunto, mas tá valendo hehe)
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Resposta #9 Online: 21 de Abril de 2005, 00:58:40
Ricardo, felinos em geral tem melhor definição com pouca luz e possuem maior perda de capacidade visual em alta iluminação(~exclua algumas espécies de áreas abertas).

Eles possuem um sistema que otimiza a luz que chega ao olho (dá pra perceber que o olho dos gatos brilha no escuro (o sistema nem dá pra explicar aqui, mas se quiser mais detalhes até descrevo depois), na verdade qualquer animal de mata fechada e noturno possui uma pequena perda da capacidade visual ao ir pra um lugar muito claro, a excessão são as corujas, mas elas tem um sistema bem diferente.
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Ivan de Almeida

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Resposta #10 Online: 21 de Abril de 2005, 08:26:25
Ricardo:

Há um artista plástico inglês chamado David Hockney. Além da maioria das coisas que faz, pinturas, colagens, etc, ele tem alguns trabalhos em mosaico de fotografias, e esses trabalhos são muito mais próximos do que é o escrutínio "vivo" de um campo do que a foto tradicional. O melhor dos exemplos dele é um cruzamento em uma estrada californiana.

Ele tirou, sei lá, talvez umas cinqüenta fotos. Mas ele não as tirou exatamente da mesma posição nem do mesmo ângulo, mas se deslocou para pegar melhor a placa de atenção, etc. Depois fez a colagem, dando coerência a essas imagens angularmente incoerentes. O que acontece? Acontece que na colagem do Hockney as coisas são retratadas segundo sua imporância (hierarquia para a sobrevivência) e não segundo sua posição no espaço perspectivado, da mesma maneira que a mente faz.

É interessante, nós que há 500 anos estamos convencidos de ser o espaço geométrico "verdadeiro", termos de nos descondicionar dessa convicção e assim podermos examinar o que é verdadeiramente o espaço percebido, algo completamente diferente.

Ivan


Pictus

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Resposta #11 Online: 21 de Abril de 2005, 10:31:27
Incrível !
Parabéns galera !!
 
« Última modificação: 21 de Abril de 2005, 10:31:39 por Pictus »


Paulo Machado

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Resposta #12 Online: 21 de Abril de 2005, 11:03:03
Eu acho particularmente interessante a percepção de cores, como ela é influenciada pelo ambiente. Por exemplo, nesta imagem abaixo quantos tons de verde existem?

Quem quiser baixar a imagem e ampliar vai ver que o verde é igual, mas a sua percepção é influenciada pelas cores em volta, o preto e o branco, que fazem o tom parecer diferente. Uma espécie de white balance automático pelo cérebro.
« Última modificação: 21 de Abril de 2005, 11:06:29 por pmachado »
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Resposta #13 Online: 21 de Abril de 2005, 11:07:00
Citar
Ricardo:

Há um artista plástico inglês chamado David Hockney. Além da maioria das coisas que faz, pinturas, colagens, etc, ele tem alguns trabalhos em mosaico de fotografias, e esses trabalhos são muito mais próximos do que é o escrutínio "vivo" de um campo do que a foto tradicional. O melhor dos exemplos dele é um cruzamento em uma estrada californiana.

Ele tirou, sei lá, talvez umas cinqüenta fotos. Mas ele não as tirou exatamente da mesma posição nem do mesmo ângulo, mas se deslocou para pegar melhor a placa de atenção, etc. Depois fez a colagem, dando coerência a essas imagens angularmente incoerentes. O que acontece? Acontece que na colagem do Hockney as coisas são retratadas segundo sua imporância (hierarquia para a sobrevivência) e não segundo sua posição no espaço perspectivado, da mesma maneira que a mente faz.

É interessante, nós que há 500 anos estamos convencidos de ser o espaço geométrico "verdadeiro", termos de nos descondicionar dessa convicção e assim podermos examinar o que é verdadeiramente o espaço percebido, algo completamente diferente.

Ivan
Ivan, fiquei curioso para ver o trabalho desse artista, tem algum site onde eu possa ver estes trabalhos?
Leo Terra

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Ricardo Smania

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Resposta #14 Online: 21 de Abril de 2005, 11:16:39
Alex, obrigado pela explicação, eu resolvi pesquisar um pouquinho sobre os gatos, e o que eu entendi é o que eu já tinha lido, basicamente a luz que não foi captada pela retina é refletida numa camada especial e volta para ela, assim ele consegue captar mais luz, é isso mesmo?

Ivan, achei essa foto que você disse, simplesmente surpreendente. Pra Leo e outros que quiserem ver: http://www.ibiblio.org/wm/paint/auth/hockn...som-highway.jpg

Aqui tem outras fotos: http://www.artchive.com/artchive/H/hockney.html#images

Essa também achei muito interessante: http://www.ibiblio.org/wm/paint/auth/hockn...nberg-paris.jpg

E agora mais um exemplo de como a visão pode enganar, eu achei difícil de acreditar, mas eu isolei as cores pra ver e é verdade:

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