¿Por qué la fotografía nocturna de una cámara común no captura exactamente lo que ven nuestros ojos, si la misma cantidad de fotones está disponible para ambos?

Tus ojos y tu cerebro son notables. Las cámaras no pueden funcionar exactamente de la misma manera. El rango dinámico es una característica que las cámaras no pueden igualar. El ojo humano se ajusta automáticamente al brillo cuando mira diferentes partes de una escena. La técnica fotográfica que imita esto se llama fotografía de alto rango dinámico. Se combinan varias imágenes con diferentes exposiciones para formar una sola imagen que muestra las partes muy brillantes con las partes muy oscuras, con ambas comprimidas en una sola imagen. Nuestro ojo / cerebro hace esto automáticamente. El rango dinámico de las escenas nocturnas es bastante extremo, y una sola imagen no puede mostrar tanto como el ojo humano puede ver.

Sin embargo, su suposición acerca de “la misma cantidad de fotones” no es correcta. Las cámaras pueden ser más sensibles a la luz que el ojo humano, o menos sensibles a la luz. La sensibilidad a la luz varía con la configuración de la cámara y con el tipo de cámara. Una cámara con una lente de gran diámetro tendrá más fotones para trabajar que el ojo humano, y una cámara con una lente de menor diámetro tendrá menos fotones para trabajar. Pero los sensores de la cámara pueden tener más o menos sensibilidad a los fotones que el ojo humano.

¿Por qué la fotografía nocturna de una cámara común no captura exactamente lo que ven nuestros ojos, si la misma cantidad de fotones está disponible para ambos?

Tu “si” está mal. Ambos no tienen la misma cantidad de luz disponible para ellos. La cámara puede acumular luz para una imagen durante un tiempo relativamente largo en comparación con la retina.

O tal vez esto tenga más sentido: hay una de dos maneras de hacer que los dos aparatos que se comparan entren en congruencia:

  1. Tome la cámara como estándar. En ese caso, la cámara está rígidamente fija, de modo que la poca luz que hay en la escena nocturna puede acumularse en una imagen fija en una exposición prolongada. Para hacer los dos equivalentes, necesitaría estabilizar el ojo para que, incluyendo todas las partes, el cristalino, el iris y la retina, no pueda moverse, de modo que la luz que incide en la retina tenga la oportunidad de acumular una carga en los bastones y conos para eventualmente formar una imagen detectable. Por supuesto, eso sería infernalmente incómodo y el cerebro y el nervio óptico no están realmente equipados para manejar ese tipo de estimulación acumulada, pero ¿qué es un poco de incomodidad e incompatibilidad al comparar manzanas y naranjas?
  2. Tome el ojo como el estándar. En ese caso, no puede usar una cámara fija, pero debe usar una cámara de video y no puede estabilizar la cámara más de lo que una cabeza y un ojo humano son de naturaleza estable. Así que agita esa cámara con movimientos bruscos. Si el sensor de esa cámara es lo suficientemente sensible, es posible que obtenga algo similar a lo que captura el ojo, pero en un monitor, la vista es imposible de seguir, ya que es tan desigual. Por lo tanto, también necesitará la estabilización de la imagen, no en la cámara, sino la imagen del monitor , porque eso es lo que hace nuestro cerebro, toma imágenes caóticas y en constante movimiento formadas en la retina y la estabiliza para que se vea como usted espere que se vea la visión: movimiento brusco y suave y seguimiento sin esfuerzo de lo que ocurra para captar su atención. Pero no se verá como una muestra de fotografía fija tomada por la noche.

Es muy simple, la velocidad de obturación de una cámara nominal es más o menos muy alta y fija. Entonces, para capturar imágenes con poca luz, el sensor de la cámara generalmente aumenta los valores ISO, lo que aumenta el ruido no deseado. Para capturar fotos nocturnas de buena calidad, debe disminuir la velocidad de obturación con ISO bajo. Las réflex digitales suelen proporcionar esa opción.

Ahora, en el caso de nuestros ojos, no seguimos parpadeando para ver. Entonces, los fotones siguen bombardeando la retina y la escena parece brillante y clara.

Esto se debe a que el sensor en una cámara ve y trata toda la escena de la misma manera, y en algunos lugares hay sombras y en otros lugares hay luz, y todo se trata de la misma manera.

Sin embargo, nuestro cerebro puede hacer HDR (High Dynamic Range) sobre la marcha e interpretar diferentes partes de la escena de diferentes maneras, mejorando los detalles que podemos percibir en las sombras, etc. Entonces tu cerebro está procesando lo que ven tus ojos 😎