Oko jako dokonalý fotoaparát: V čem vítězí nad technikou?

12.05.2017

Také dynamický rozsah vidění, vyvážení bílé, ostření nebo noční vidění jsou zatím moderní technikou dostiženy jen zčásti. Ta ale vítězí zase v jiných oblastech, jako je makrofotografie, infrafotografie, rentgen nebo s velkou ohniskovou vzdáleností, kterou disponují silné teleobjektivy.

„Rohovkou, zakřivenou vrstvou pokrývající přední část oka, vstupuje do oka světlo. Dostává se do přední oční komory vyplněné nitrooční tekutinou a odtud pokračuje skrze čočku do zadní oční komory, vyplněné průhledným rosolovitým sklivcem. Nakonec dopadá na sítnici, jejíž hlavní funkcí je předzpracovávat světelné signály pronikající do oka,“ popisuje MUDr. Lucie Valešová, primářka Oční kliniky DuoVize Praha.

Celý proces lze poměrně spolehlivě fyzikálně modelovat, jeho princip je totiž podobný jako u fotoaparátů. Zornice mezi přední oční komorou a čočkou hraje roli clony, přední komora a čočka zase slouží jako objektiv. Řasnaté tělísko, na němž je čočka uchycena, dokáže čočku napínat a zplošťovat, a tím ostřit na různé vzdálenosti.

Sítnici, obsahující světločivné buňky, pak lze přirovnat k filmu nebo čipu digitálního fotoaparátu.

Na rozdíl od ostatních částí oka se zde však jedná o podobnost velmi vzdálenou, zcela odlišné jsou totiž samotné fotoreceptory. Kromě toho je už samotná sítnice současně i komplexním procesorem, obsahuje totiž složitý systém vzájemně propojených nervových buněk.

Světlo ale pouze nezachycuje a nepřevádí na nervové impulsy vysílané přes zrakový nerv do mozku, nýbrž napřed sama zpracovává signály svých světločivných buněk.

Lidské oko ve spolupráci s mozkem zachycuje svět hned ze tří různých zorných úhlů, zatímco fotoaparát jen z jednoho úhlu daného ohniskem objektivu, a proto všechny předměty zobrazuje stejně. Sítnice je navíc zakřivená, avšak film nebo senzor fotoaparátu jsou ploché. Pokud by se sítnice vyrovnala do plochy, vytvořila by kruh o průměru zhruba 42 milimetrů, což odpovídá úhlopříčce kinofilmu.

Také dynamický rozsah, tedy rozdíl mezi nejsvětlejším a nejtmavším místem scenérie, mají fotoaparáty mnohem nižší než lidské oko.

„Díky mozku dokáže oko propojit fyzikální a „strojní“ vidění oka se zkušenostmi a emocemi nashromážděnými během života. Mozek umí korigovat vady oka, retušovat a doplňovat části scény a dokáže se rychle přizpůsobit měnícím se světelným podmínkám. Zkrátka ví, že papír je bílý, a signály, které mu posílají oči, upraví na bílou, ačkoliv nervy z čípků oka „hlásí“ třeba namodralou. Proto nelze jednoznačně říci, co je vlastně bílá,“ vysvětluje MUDr. Andrea Janeková z Očního centra Praha.

Vnímání bílé barvy se mění v závislosti na tom, jak se mozek přizpůsobí okolním podmínkám a jak využije naše zkušenosti o barvách předmětů. Fotoaparát naopak zachycuje barvy sice fyzikálně správně, ale z lidského pohledu špatně.

Oční sítnice obsahuje až 150 milionů buněk – tyčinek citlivých na jas, respektive na intenzitu od černé po bílou. Formálně bychom mohli tato světelná čidla přirovnat k pixelům ve fotoaparátu. Vedle tyčinek sítnice také disponuje šesti až osmi miliony čípky, jejichž různé druhy reagují na různé barvy, přesněji řečeno na vlnovou délku světla.

Kombinace jednotlivých vlnových délek záření ve spektru stimuluje jednotlivé druhy čípků, na základě čehož mozek vyhodnotí danou barvu. Přestože oko údajně dokáže rozlišit až několik desítek milionů barev, pojmenovaných je jen několik desítek z nich. Lidské oko ale například dokáže rozlišit až 500 stupňů šedé.

Při pozorování určitého předmětu stavíme oči tak, aby obraz předmětu dopadal v každém oku do žluté skvrny, tedy místa na sítnici, kterým ostříme zrak. Na 1 čtvereční milimetr zde připadá asi 150 tisíc čípků, což odpovídá rozlišení zhruba 10 tisíc dpi (dpi je údaj, kolik pixelů se vejde do jednoho palce).

Vysoké rozlišení podporuje i fakt, že každý čípek ve žluté skvrně má svůj vlastní optický neuron, a k rozlišení tvaru předmětu musí být rozlišeno několik jeho částí.

Při setměni nebo v šeru dochází k rozšíření zornice tak, aby do oka pronikalo co nejvíce světla. Dolní práh citlivosti čípků je poměrně vysoký, takže za šera vidíme jen díky tyčinkám. Z toho důvodu vidíme při úbytku světla hůře barvy. Efekt, který vzniká při adaptaci vidění na šero, se nazývá Purkyňův jev.

Běžné fotoaparáty noční vidění nemají, fotografie jsou schopné pořídit pouze s přisvícením blesku nebo s pomocí drahých přídavných zařízení, které zesilují zbytkové světlo, jako je odraz z měsíce a hvězd nebo odraz ze světla okolních měst.

V nočním vidění tedy oko techniku překonává na celé čáře.

Téměř polovina lidského mozku se podílí na ovládání zraku a oči jsou schopny zpracovat až 36 tisíc různých informací za hodinu. I proto se například přírodní scenérie může zdát úchvatná, ale na fotografii tak zdaleka nepůsobí. Oko je totiž ošemetné, z celkového obrazu si vybírá jen to, co ho zajímá.

Bleskurychle se přizpůsobuje měnícím se světelným podmínkám, a mozek navíc vedle světla vnímá i vůni, zvuky a teplo.

To vše dohromady spolu s celou historií zážitků vytváří emoci, která na fotografii chybí.

Základem pro pořízení dobré fotografie je proto uvědomit si, jaké faktory odlišují fotoaparát od oka a využít je ve svůj prospěch.

Ze zprávy Future Laboratory vypracované pro společnost Nikon vyplývá, že nová generace technologií snímačů umožní budoucím „kontextovým fotoaparátům“ číst externí podmínky každého okamžiku – osvětlení, zvuky i teplotu – a přizpůsobit je emocím, které se fotograf snaží svým snímkem vyjádřit.

Uvidíme, zda se vývojářům v budoucnu podaří vytvořit fotoaparáty, které se alespoň přiblíží dovednostem lidského oka.

Nahoru Tisk