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※ 引述《evanzxcv (帆布)》之銘言: 這篇文章大概大部分都是錯誤的… : 就藉機為大家解惑一下: : 首先成人眼睛的直徑平均約為24mm,也就是我們的視網膜尺寸最大就是24mm*24mm, : 而135底片的標準片幅是24mm*36mm,所以想像你把135底片拿來把每幅照片拍成正方形, : 可以說人的感光元件跟全幅相機一樣大,實際焦距=等效焦距. : 那人眼的視角是多少呢?單眼的視角約為160*175度,雙眼的話橫向可達200度左右. : 根據三角函數: tan(α/2) = d/2f : 其中α是視角、d是感光元件直徑、f是焦距, : 那麼我們取α為160度好了,解得f = 2.11 mm! 視網膜尺寸不是這樣算的。這個假設忽略了一個基本的事實: 相機的底片/感光元件是平面,而人眼的視網膜是球面。 見:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A7%86%E7%BD%91%E8%86%9C 成人的視網膜構成一個球面的72%,這個球面的直徑約為22毫米。 圖:http://tinyurl.com/6kk23hd 由此可知視網膜之球體面積為: 4兀r^2 x 72% = 4兀 x (22mm/2)^2 x 72% →約等於1521mm^2 而135全幅,其面積為 24 x 36 = 864mm^2,兩者面積差了將近一倍。 但就算得知面積與焦長轉換率也沒有什麼意義, 因為當感光元件為曲面/球面時,tan(α/2) = d/2f 這個公式不能拿來推算人眼的焦距。 圖:http://tinyurl.com/65x5rjj AB兩點都可以通過眼球投影在視網膜,這也解釋為何人眼的視角極廣。 焦距固定的狀況下,視角會依片幅不同而改變, (例如6mm的鏡頭在FF上是超超~級廣角,但在GRD上只是相當於等效28mm的普通廣角) 焦距固定的狀況下,不變的只有光學性質,例如景深。 事實上,「人眼焦距只有2.11mm」,這個計算結果以常理推斷並不合理。 如果人眼焦距只有2.11mm,那景深會非常非常深。 利用景深計算器:http://so.ooidea.com/tools/dofjs.html 加以驗證 (由於不清楚人類視網膜之模糊圈,故以35mm Flim代入) 以鏡頭焦距3mm、光圈大小F/2.8、對焦距離一公尺計算,可得景深範圍0.1m至無窮遠。 當你觀看距離你一公尺的東西時,近至10公分,遠至無窮遠都清楚…? 這怎麼想都不可能。何況在室外晴天,人眼的實際光圈值只會更小(小於F/8) : 很多人想說這怎麼可能~~焦距2.11mm的鏡頭! 的確是不可能。 因為 1.人眼之成相原理可視做一簡單之凸透鏡,所觀測到的為倒立實像。 2.人眼之直徑約為22-24mm。 即 人眼的 角膜/晶狀體 到視網膜的距離大概至少也有22mm左右, 圖:http://tinyurl.com/63e8675 而當一個凸透鏡焦距為2.11mm時,它的成相根本無法投影到距離它22mm遠的視網膜。 也就是說,若人眼是由焦距2.11mm的「鏡頭」組成, 依據人類眼球的結構,它根本就無法成相。 再者,若焦距只有2.11mm,人眼之最大瞳孔徑為7-8mm, 則光圈值為 2.11/8,可得人眼的光圈值達 F/0.26! 簡直是夢幻數字XD 若人眼最大光圈值為F/0.26,那與恆定大光圈變焦鏡F/2.8差了有7EV之譜! (0.25 → 0.36 → 0.5 → 0.71 → 1 → 1.4 → 2 → 2.8) 倘若你的最大光圈是F/0.26,那在室內微光時(光圈/瞳孔放大的條件), 拿起單眼相機觀看TTL觀景窗,因為照度差七倍的關係,你應該會看到一片黑。 但事實上,觀景窗看出的亮度也會跟你肉眼所見的差不多。 所以人眼焦距不可能為2.11mm或其近似值,有四個具體理由證明: 1.視網膜為球面,計算方式與相機鏡頭不同。 2.景深不可能。 3.光圈不可能。 4.基於眼球結構與凸透鏡原理,要在視網膜上成相不可能。 那麼人眼的焦距大約為多少? 在問這問題前必須先要有兩個認知: 第一個前面提到:人眼之成相原理可視做一簡單之凸透鏡,所觀測到的為倒立實像。 第二個:人眼是可變焦距的。 看到這邊應該一堆人跳腳,先別急,我會講為什麼。 一般相機鏡頭,對焦是靠 鏡組與底片/感光元件 間的距離改變來對焦 可能是鏡組整個移動(常見於定焦鏡),或是鏡組間的內部鏡片移動。 無論如何,對焦時必定靠 鏡片與底片/感光元件 間的距離變動來完成對焦。 但是人眼的「鏡片」與視網膜距離並不會改變(你有看過有人眼睛會伸縮嗎?) 所以一般相機的對焦動作,人眼並沒有辦法做到, 這意味著人眼的「相距」是固定不變的。(你的眼球也無法任意變形) 以凸透鏡而言,當焦距固定時,物距改變,相距也會改變, 而若要維持相同的相距,當物距改變時,焦距也必須改變。 可以照這網頁實驗看看: http://w3.sljhs.ylc.edu.tw/bandit/FLASH%5Cconvex.swf 也就是說,固定相距在觀看近物時,焦距會較短,反之則較長。 所以人眼為可變焦距,目的不是為了觀測遠近,而是為了對焦(只是這變焦範圍頗小) 大家以前都念過關於近視和遠視的知識吧? 由睫狀肌的控制,晶狀體會變厚/變薄, 改變曲率[] → () →(),這改變的就是焦距。 你戴的近視眼鏡/老花眼鏡也是改變了焦距。 http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Focus_in_an_eye.svg 凸透鏡之焦距計算公式: 1/物距 + 1/相距 = 1/焦距 假設你的眼球不會任意變形(即相距固定為22mm),觀看無限遠之物體時: 1/∞ + 1/22mm 。因 1/∞ 趨近於零, 故可得 1/22mm = 1/焦距,此時人眼之焦距為22mm。 而人眼之最近對焦距離大約是7cm左右(不特別用力傷眼之狀況下),公式: 1/66 + 1/22 = 4/66 = 1/16.5 ,可得此時焦距約為16.5mm 故基於眼球結構與凸透鏡之光學理論,可得人眼之焦距約為17-22mm。 在觀看近物時焦距會變短,反之在看遠景時焦距會變長。 而視角問題則是因為視網膜是球面的緣故。 佐證: 在《Light, Color and Vision, Hunt et al., Chapman and Hall, Ltd, London》 文獻資料中提到: Object focal length of the eye = 16.7 mm Image focal length of the eye = 22.3 mm 可說是概略符合以上的計算結果。 http://galileo.phys.virginia.edu/classes/531.cas8m.fall04/l11.pdf 此書據Google所示,被相關學術文章引用約五百次以上。 圖:http://tinyurl.com/6xtzh56 依此可得人眼最大光圈值約在 F/2.8-3.1 左右。 (最大瞳孔徑7-8mm,焦距22mm) : 以能分別感受RGB三種不同顏色的視錐而言,是在中央的一小部份最為密集. : 我們在光線充足的情況下看東西,主要就是靠這些視錐, : 所以會發現視線中央的景物最清楚,周圍就比較模糊了. : 第二,大腦在接收視網膜得到的訊號後,沒有辦法同時對整個視網膜的畫面做同樣的處理, : 因為在演化上沒有必要,一般只要將視線中央的做最佳處理, : 周圍只要讓你有感覺他的存在就好了,沒有必要像中央一樣清晰. 這當然是主要原因,不過另一個次要原因,是因為人眼的相場是曲面/球面。 (因為凸透鏡原理和球面視網膜的緣故)
1F:→ vchenkoshe:魚眼是連角位也有對到焦的07/10 01:08
2F:→ vchenkoshe:http://ppt.cc/M3ap 人眼只有中央的位置才是50mm07/10 01:09
3F:→ vchenkoshe:周邊的並不是50mm 所以角邊的畫面是沒對到焦07/10 01:09
角邊是在相場之外,單就這點說是沒對到焦/景深之外,其實也沒說錯。 --



※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.25.34.209
4F:推 LoLoLuan:更專業的來了,其實我完全看不懂.... 07/11 02:08
5F:推 ppbigass:職業中的職業來惹 07/11 02:13
6F:推 LoLoLuan:V老大果然厲害! 只有他的推文被挑出來而且正確! 07/11 02:13
7F:推 litthe:嗯..這系列好精彩! 讚! +1! 07/11 02:13
8F:推 CGP:專業文,推! 07/11 02:18
9F:推 SniperF:酷喔! 07/11 02:20
10F:推 heero0333:眼科好深奧 07/11 02:26
11F:推 tacogary:雖然看不懂,但還是得推!至少有個初步的認知! 07/11 02:54
12F:推 Averil:超專業~~推 07/11 02:55
13F:推 evanzxcv:要挑一個小錯:視網膜雖然佔球面的72%,但事實上不是全部都 07/11 03:08
14F:→ evanzxcv:能感光到的,根據光線直射的原理,人眼內並沒有"反射鏡", 07/11 03:09
15F:→ evanzxcv:所以最多最多就只有50%的球面有辦法成像. 07/11 03:09
16F:→ evanzxcv:因為眼球前半部的視網膜是朝後面的~ 07/11 03:10
17F:→ evanzxcv:所以把人眼的片幅近似為135全幅是完全合理的。 07/11 03:10
如果人眼是平面135片幅的話…並無法達到現實的視角 http://tinyurl.com/62zrolf
18F:推 evanzxcv:一般的定焦鏡在對焦距離不同時,焦距實際上也是不同的。 07/11 03:13
要看鏡組設計。如果是浮動鏡組設計焦距就會改變。
19F:→ evanzxcv:總之結論很簡單,人眼是超廣角鏡。正確的實際焦距每個人都 07/11 03:15
20F:→ evanzxcv:不同,所以要寫出個數字來也沒意義。 07/11 03:16
21F:推 vchenkoshe:180度最邊邊的視角就有用到了啦... 07/11 03:19
22F:→ evanzxcv:另外既然視網膜的設計跟135底片相機不同,談實際焦距也沒 07/11 03:29
23F:→ evanzxcv:意義了,先前要澄清的誤解是"人眼相當於等效50mm",現在我 07/11 03:30
24F:→ evanzxcv:要說人眼相當於等效2.11mm也不能說錯,因為公式就這樣寫.. 07/11 03:30
實體焦距的意義在於光學性質。 當攝物距,光圈等因素固定的狀態下, 等效28mm的6mm鏡頭,無論如何都會無法營造出28mm的景深。 「推論人眼為超廣角鏡頭」能證明的只有視角,其他光學特性都無法符合現實, 而改變片幅則能輕易的改變視角,只有光學特性無法改變。
25F:推 zaqwsxcde:太強大了 這個也推一下 雖然看不懂 07/11 07:56
26F:推 carl3104:好專業的文章 我想眼睛可變焦這點一定很多人無法認同 07/11 09:39
27F:→ carl3104:然後激動的反問你說:你的眼睛能伸縮拉長拉遠嗎? XDD 07/11 09:40
28F:推 scottlsw:可以認同阿 內變焦 07/11 10:00
※ 編輯: Furch 來自: 114.37.102.30 (07/11 10:04)
29F:→ Furch:人眼需要可變焦距的理由就是因為無法伸縮拉遠阿XD 07/11 10:04
30F:推 frank543:這一串文到底在講什麼跟什麼阿 看不懂但是又覺得好威 XD 07/11 12:06
31F:→ casanovatony:就高中物理光學的實際應用啊 07/11 12:18
32F:→ scottlsw:什麼!!我是在我生物補充教材裡看到這些 07/11 12:27
33F:推 MapleWang:玩過定焦微距鏡的人就知道, 對焦距離不同時視角也會微變 07/11 21:46
34F:推 newhan:哇靠 大推這篇! 這篇讓我有看洗鏡光老師文章的感覺XD 07/11 21:52
35F:推 newhan:名字打錯,是「冼鏡光」 非常之專業 http://0rz.tw/ivgiv 07/11 21:58
36F:推 xs9527:專業到我只能END... 07/12 22:20







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