820177月

为什么肉眼永远测不准光线?因为它太强大

摄影  早自习 

第450期2017年3月10日

人类的视觉系统有着强大到令人发指的应对光线变化的能力:瞳孔、视网膜、知觉系统都会根据光线强度做出大幅调整,这些信号在到达大脑之前,就已经被处理完毕了。

Oliver等同学提问:

想知道为什么人的眼睛很难估计光线强度?

 

 叶梓老师回答:

(请倾听语音)



 

为什么肉眼永远测不准光线?因为它太强大-摄影早自习第450日

(以下为根据上述录音整理的文字)

叶梓:
  早安,我是叶梓,今天是摄影早自习的四百五十期。咱们书接上回,昨天有提到人的眼睛是非常难估计光线的强度的,以Oliver为首的30多名同学就纷纷表示想知道为什么?
  人的视觉系统在进化的过程中变得极为的强大,而它们尤其擅长去应对那些光线的剧烈变化。如果光线稍微弱一点,我们就看不清东西的话,相信我们的祖先们早就被其他动物吃掉了。大家应该有这样地感受,不管是正中午的艳阳高照的时候,还是在室内甚至是在月夜下只有月亮的环境中,我们基本上都是能够看得清周遭事物的,都是能够自由行动的。
  我们是怎样做到这一点的呢?我们的视觉系统主要分为三个部分。第一个是由眼球来捕捉周遭环境的光线并把它们转化成电信号,然后中间会有一个叫知觉系统的东西,它负责去翻译这些看似杂乱无章的电信号,翻译成大脑能懂的一种语言,最后由大脑来捕捉到这些信号,然后再去理解他们。而在这三个环节里面,我们的视觉系统都会对光线的强弱变化来做一些处理。
  比如说大家最熟知的就是我们的瞳孔会随着光线强弱而放大缩小,它可以阻挡掉很多多余的光线,也可以在弱光环境下尽可能让更多的光线进入眼球。但是我们很多人不知道的是我们的视网膜里边其实带着一种自动感光度,它也可以根据光线强弱来调节它对光的敏感程度。当然它跟我们的数码相机的原理不太一样,它里边实际上是有感光锥和感光杆两种细胞。在光线强的时候,由感光锥细胞来判断事物,在光线弱的时候切换到感光杆细胞来捕捉光线。这样一来,它确实是有了自己的自动感光度了。光线弱时,自动调高感光度大概就是那么回事。除此之外,知觉系统还会对眼球所传输过来的光线做放大或者是减小的处理。如果光线信号不够强,它可以放大一点,再让脑子去理解。
  信号传到大脑还没完,因为我们的大脑从来就不是一个精密测量的仪器,它理解这个世界的所有事物都是遵照着对比的方法来理解的。也就是说它想理解这个光线多强,它可能是用周围的的事物来对比理解的。既然用来对比的事物本身不是一成不变的,不是什么国际标准的,而是在你看到的这个场景中信手拈来的一个事物,所以这种对比所得出的结果和判断也很可能是错误的。也正是因为如此,我们的眼睛对距离上的判断,事物大小上的判断经常容易出错。因为脑子不会显示出某种数值,它不是在做测量,只是在做对比的意见,这对于它来说是最节约能量的一种理解事物的方式。
  最后再总结一下,因为我们的瞳孔可以放大缩小,却不会告诉我们的大脑它运用了多大的光圈。因为我们的视网膜的自主调整感光度,但是我们的大脑又不知道它调到了多少。因为我们的知觉系统会做信号放大的处理,因为我们的大脑只会用对比法来理解事物,所以我们的肉眼确实是测不准光线的。
  现在你知道了,如果下次有人再跟你说我的眼睛是把尺子,我瞄一眼就知道应该用什么光圈快门感光度,用M档曝光我就能得到完全正确的一个结果的话,那么这个人他一定不是地球人。

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