目とカメラを比較したら、思うような写真が撮れない事も納得

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「お、ここで写真撮るといいかも」と思ってファインダーを覗くと「アレ?なんか思ってたのと違うんだよなぁ」

という経験はありませんか?

  • レンズ…水晶体
  • イメージセンサー(フィルム)…網膜
  • 絞り…虹彩

もしも目をカメラに例えた場合、そのようなスペックとなるのでしょうか。

このスペックが目と一致していれば、「思うような写真が撮れない」という事はそう起こらないはずですし、起こるという事は一致していないのでしょう。

そんな疑問を解決するべく、人体の情報をネットで収集し、カメラに置き換えるように計算して、比較してみました。

人体の情報にバラツキがあったため、少し情報が異なる場合があると思います。

「だいたい」という目線で見て。

リンク以外にこちらの書籍も参考にしています。

目次

視野角と焦点距離

焦点距離とは、カメラで言うとイメージセンサーから、レンズの主点までの距離です。

目は水晶体1つで主点が存在しません。しかし網膜から水晶体までの距離で、カメラと同様の焦点距離になります。

形状としてはピンホールレンズが近いです。

これをヒトに置き換えると、イメージセンサーを網膜、レンズの主点を水晶体とした場合の距離は17mm。

つまりヒトの目の焦点距離は17mmという事になります。

人の肉眼は焦点距離で何mmのレンズになるのか? – Yahoo!知恵袋

焦点距離としては17mmですが、網膜の大きさが35mmフルサイズという訳ではないので、もちろん17mmのレンズのようには見えません。

小学校の理科の授業でも習うように、ヒトの目は片目で160°(約8mm)近くまで見ることができ、カメラで言うと全周魚眼レンズのような見え方をしています。

両手の人差し指を出して、徐々に左右に離してみましょう。かなりの広範囲まで見えているのがわかります。

これが魚眼レンズのように見えない理由は、網膜が球体をしており、魚眼レンズの仕組みが相殺されているからです。

つまり、目は焦点距離17mmの全周魚眼レンズです。

いきなり凄いのが出てきた。

必要な情報を切り取る

160°の景色が見えているはずなのに、実際に160°の景色が見えていないのは、程よい情報になるように脳がクロップ(切り取り)しているからです。

歩いている時や走っている時はカメラで言う手ブレが起きていますが、それでも景色が滑らかに見えるのも、脳のクロップ性能が優れているからと言うことができます。

日常生活をしている時の見える範囲を有効視野と呼び、角度にすると60〜47°。カメラのレンズで換算すると35〜50mmに相当します。

また1点を集中して見る事により、300mm相当(8°)までクロップする事が可能だそうです。

眼・色・光 – 本書編集委員会 – Google ブックス

カメラを構えた時の違和感の一番の原因は画角だと思います。

ズームレンズじゃないからな!昭和のギャグマンガみたいに目が飛び出るぞ!

画素数

写真でクロップをすると、もちろん画素数は減ります。

目も同様に画素数は減るわけですが、カメラとは異なり、よく使用する中央部分に画素数に当たる部分が密集しています。

つまり写真では半分にクロップすると、画素数は半分に減りますが、目においては半分にクロップしても、半分以上の画素数を保つことができます。

全体の画素数では約5億画素だそうですが、日頃見えている画素数はクロップされている事があり単純には算出できません。

瞳孔とF値

F値を求めるには、焦点距離と有効口径が必要です。

焦点距離は先ほど紹介した通り、17mm。

有効口径は解放時のレンズの光の入口の広さであり、直径です。有効口径をヒトに例えると、瞳孔が開いた状態と言えます。

瞳孔が開いた状態の直径は約5mmであり、こちらが有効口径になります。

この焦点距離17mmを有効口径5mmで割るとF値が算出できます。答えは3.4。

つまり、目の絞りは解放でF3.4という事になります。

F値の計算方法と解説はコチラ

ちなみに瞳孔もレンズと同様に、開くと収差、閉じると回折が発生するそうです。

動体視力とシャッタースピード

理科の授業が続きましたが、まだカメラの話ではありません。

シャッタースピードは、動画を参考にします。

映画は24fps、テレビは30fpsで放映されており、これはシャッタースピードで1/25〜30秒に相当します。

カメラで言うと、手ブレが発生していてもおかしくないシャッタースピードなので、「思ったより長いな」と感じた人もいるかもしれません。そして実際にブレ(モーションブラー)は発生しています

つまり「映画やテレビを見ても違和感を感じていないのは、日頃からブレて見えているから」と言うのが答えです。

逆にこれ以上フレームレートが長くなると、映像が滑らかに見えません。

ゲームにおいては120fps対応のゲームも多いですが、人によって違いが分かったり分からなかったりします。

フレームレート(fps)とは?動画別のおすすめ設定を解説|キヤノン

スポーツ選手は桁違いなんだろうな。

ISO感度

星空を撮ったことがある人なら、ここまでのF3.4、シャッタースピード1/25秒という数値から来るとISO感度は桁違いの性能という事に気づいているかもしれません。

星空の撮影において、F3.4のレンズに、シャッタースピード1/25秒という設定は現代のカメラでは有り得ないのです。

つまり目は暗所(ISO感度の性能)の対応力が有り得ないくらい強いという事になります。

カメラに例えやすいように、F値はF3.4からカメラでお馴染みのF3.5として、計算してみましょう。

まず星空の撮影でF3.5、シャッタースピード20秒、ISO3200でカメラと見た目の露出(明るさ)が同じだったとします。

ここからレンズはF3.5のまま、シャッタースピードを1/25秒にすれば、目のISO感度を逆算する事ができます。

絞りシャッタースピードISO感度
カメラF3.520秒3200
F3.51/25秒

20秒から1/25秒まで9段。ISO3200から9段上げると、1638400。

つまり目のISO感度は1638400に相当します。

あくまで一例なので、もっと上なのかもしれません。

これに加えてノイズレス。

ダイナミックレンジ

目の感度の凄い所は、その数値だけではありません。

写真は1枚ごとにISO感度を設定しますが、目は細胞単位で感度を調節できるのが更に凄いポイントです。

カメラに例えると、1画素単位でISO感度が調節できるイメージです。

これによって幅広いダイナミックレンジが得られるようになっており、カメラより何歩も上を走っています。

カメラにも画素数単位でISO感度を変更できるようにする動きがあります。

ダイナミックレンジの数値化の難しさは察して。

「カメラは人の目を超えている」は嘘であり本当でもある

ここまでの情報をまとめると、人の目の性能はカメラに例えると以下のようになっています。

  • 焦点距離17mmの全周魚眼レンズ
  • クロップして画角を調整
    • クロップしても画質が劣化しにくい
  • 開放F値 F3.5
  • シャッタースピード 1/24秒
  • ISO感度 1638400以上
    • ノイズが出ない
  • 強力なダイナミックレンジ

「カメラは既に人の目を超えている」という意見を聞いたことがありますが、実際に数値化してみると、得意な分野が大きく異なっており、「比べるようなものじゃないな」と素直に思ってしまいました。

むしろ、上記のスペックのカメラが未だに存在していない事を考えると、まだまだカメラは目に追いついていないという見方もできます。

大きな違いは目の感度で、夜間の撮影としては遅すぎる1/25秒というシャッタースピードを星を補えるISO感度は、まだまだカメラには難しいでしょう。

脳はこれらを全てをオート(無意識)に行っている事も凄いポイントで、全てにおいて状況が刻々と変わるので、「ファインダーを覗いても、思ていた写真と違う」という経験があっても不思議ではありません。

しかし、逆を返せば目にはオートしか選択肢がありません

カメラは露出の変更、シャッタースピードを活かした高速シャッターや長時間露光。ダイナミックレンジの狭さもシルエットにすれば立派な表現方法です。

写真の面白さとは、このような撮影者がコントロールできる選択肢の多さにあるのではないでしょうか。

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