[問題] 為什麼相機的動態範圍比人眼還弱？

[abc60575986 (我要成為廢文王!!)]

最近出門拍風景常常會遇到對比很大的狀況

這個時候當然就是開啟相機內建的HDR功能

但我不能理解理解為什麼我用肉眼看亮部跟暗部都很ok

但是相機去記錄這樣的畫面的時候不是過曝就是全黑

還需要透過HDR軟體修正的方式才能達到我所看到的樣子

就物理上來說相機難道不能克服嗎？

有沒有人有過一樣的問題啊？

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 49.217.18.234
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/DSLR/M.1503213936.A.616.html
→ kisaraki1976: 因為你的大腦內建HDR模式。相機是誠實的。
推 lvlvlv2g: 有事嗎XDDD？ 因為人類有超強的HDR啊，哈哈哈哈
推 andy3020: 人眼經過多久的進化才有這種優勢，數位相機才幾十年
推 yankae: 人眼有強大的HDR這一點有興趣，有大大會回文解說嗎><
→ yankae: 覺得好像滿有趣的
→ yankae: 也就是其實我們看到的景色是經過大腦處理過後的嗎?
→ cywangtw1990: 按照你這樣的說法 為什麼電腦沒有比人腦強呢ˉ
有看到文章說太陽的亮度爆強
所以對人眼而言他永遠是過曝
可能對相機而言也是這樣吧？
※ 編輯: abc60575986 (49.217.18.234), 08/20/2017 15:42:41
推 carl3104: 這樣身為人不是很值得驕傲嗎XD 在AlphaGO之後已經越來越
→ carl3104: 少人比機器強的領域了呢
推 rinkai: 人眼的能力屌打相機啊，光那個後製機器不知道要學多久
推 lvlvlv2g: https://goo.gl/if8wdM 我也不知道對不對，看看吧
這個連結說得不錯
簡單來說人眼>底片>數位相機
人眼的動態範圍約20EV
好棒的規格啊
推 jhangyu: 這學過生化就知道啦XDDD
→ jhangyu: 有時間我把生化投影片丟上來
→ jhangyu: 主要跟rhodopsin和下游二級傳訊分子的機制有關
推 jhangyu: 不對，好像是在分生的課程
※ 編輯: abc60575986 (49.217.18.234), 08/20/2017 16:16:14
推 justblackJ: 希望聽到專業點的回答不是廢文幹話
推 jhangyu: 主要原因是在Visual Cycle中
→ jhangyu: retinal在強光照射下會被用完
→ jhangyu: 沒有足夠的時間恢復
→ jhangyu: 還有下游的訊息傳遞是負回饋
→ jhangyu: 所以訊號在強光下會逐漸減弱
→ jhangyu: 造成類似HDR效果
→ jhangyu: (眼睛看到強光之後在移到暗處
→ jhangyu: 會在原強光處留下短暫的盲斑)
→ jhangyu: 我現在只找到Visual Cycle的圖
→ jhangyu: 要找負回饋的說明還要找找
推 vampiremango: 人眼在看場景的時候並不是只有"看一次"
→ vampiremango: 在我們意識到之前人眼跟大腦已經對同一個場景不同的
→ vampiremango: EV值運算過好幾次，所以動態範圍當然高
→ vampiremango: 相當於短時間內大腦"合成"了多張不同EV的相片
推 jhangyu: 找到了，來看這六張投影片吧
→ jhangyu: http://i.imgur.com/yWDeGbV.jpg
→ jhangyu: 上面那張解釋了視網膜感光層
→ jhangyu: 內含視錐細胞和視桿細胞
→ jhangyu: 感光細胞內涵多層感光層用以捕捉光
→ jhangyu: 感光層是類似細胞膜的延伸，上面富含rhodopsin
→ jhangyu: rhosopsin可與GPCR進行連動，啟動GPCR進行下游反應
→ jhangyu: http://i.imgur.com/i1Lhuiy.jpg
→ jhangyu: 第二張圖說明rhodospin在照光後會異構化
→ jhangyu: 用以推動GPCR的其中一個部件：感光膜蛋白產生形變
→ jhangyu: 形變後的感光膜蛋白推動下游的Gβγ蛋白也產生形變
→ jhangyu: 將GTP去磷酸化產生GDP，高濃度的GDP將活化PDE
推 Mysex: 推樓上
→ jhangyu: 將cyclic GMP代謝成GMP，使納鉀離子通道關閉
→ jhangyu: 細胞膜電位產生作動，電訊號因此產生
簡單來說就是大腦內建HDR對不對？
※ 編輯: abc60575986 (49.217.18.234), 08/20/2017 16:35:57
→ jhangyu: 這邊要注意的是，視電訊號的產生是來自
→ jhangyu: 「關閉」納鉀離子通道，並不是開啟
→ jhangyu: 所以實情是在平常都一直有電訊號產生
→ jhangyu: 直到光激發一系列的生化反應後，將此訊號關閉
→ jhangyu: 大腦將關閉的電訊號解釋為視覺訊號
→ jhangyu: 不是，我還沒講完
→ jhangyu: 因為要解釋HDR一定要講這些細生的東西，抱歉了各位
→ jhangyu: http://i.imgur.com/t0Vyqtt.jpg
→ jhangyu: 最後一張圖才是真正解釋了HDR現象
→ jhangyu: 不想了解那麼多的直接看最後一張圖吧
→ jhangyu: 感光膜蛋白(rhosopsin)上面有多個磷酸位可供磷酸化
→ jhangyu: 磷酸化發生在rhosopsin發生異構化將訊號傳到下游
→ jhangyu: 的Gβγ的時候，這是一個負回饋反應
→ jhangyu: 傳出訊號的同時，抑制了rhodopsin傳遞訊號的能力
→ jhangyu: 而在更亮的環境中
→ jhangyu: 當rhodopsin上所有的磷酸位全部被磷酸化後
→ jhangyu: rhosopsin再也無法傳出任何訊號
→ jhangyu: 同時Arrestin介入，阻止rhosopsin繼續異構化及磷酸化
→ jhangyu: 該rhosopsin正式宣布暫時報廢
→ jhangyu: 無法再傳出任何訊號
→ jhangyu: 直到Visual Cycle重新將內含的retinal全部回復成cis form
→ jhangyu: 同時Arrestin解除對rhodopsin的保護管束
→ jhangyu: 該rhosopsin才能在發揮作用
→ jhangyu: 所以簡單總結
→ jhangyu: 視細胞內的生化反應會抑制強度過高的光產生的訊號
→ jhangyu: 甚至短暫的讓視細胞失活，讓強度過強的光看起來沒有那麼
→ jhangyu: 強
→ jhangyu: 造成了大家口中所謂的人眼HDR效果
→ jhangyu: 最後，抱歉在這裡讓大家看了一堆細胞生物學的東西><
所以說人的眼睛在同一個畫面內可以有不同的感光度，藉此拉高動態範圍

那我覺得感光元件也可以這樣設計啊哈哈
※ 編輯: abc60575986 (49.217.18.234), 08/20/2017 16:58:42
推 dcdc: rhodopsin照光只會異構化不會磷酸化吧~?
推 sorochis: 不會呀，簡述的很清楚，除了負回饋->負回授以外
推 GalacticEcho: 其實看DR的定義就很清楚, DR用簡化的形式來說就是
→ GalacticEcho: 最大信號和底噪的比, 因此要提升相機的DR，就是增
→ GalacticEcho: 加分子(最大信號)或減少分母(底噪). 要增加最大信
→ GalacticEcho: 號, 就是量子效率要越好(更多進入鏡頭的光子能確實
→ GalacticEcho: 到底感光元件), 畫素要更大, 光子的容量就越大. 而
→ GalacticEcho: 底噪就是讀出噪訊, 類比信號干擾和感光元件特性(如
→ GalacticEcho: 暗電流等)的總和, 廠商的降噪技術越好, 底噪就越小
→ GalacticEcho: . 由於現在Sony一派的感光元件底噪已很低, 背照式
→ GalacticEcho: 也部份解決了量子效率的問題, 因此相機的DR想再提
→ GalacticEcho: 升, 勢必需要更大片幅.
→ sorochis: 感光元件要比照設計的話前提是像素井要很大，沒事不會做
→ sorochis: 這麼大，又，做了這麼大卻又限制高光時的上限，大部分
→ sorochis: 場合下算是浪費
推 carl3104: 趕快推不然人家以為我看不懂XD
推 jhangyu: 對，差不多意思
→ jhangyu: 啊我打錯了，是下面連在一起的G protein磷酸化
→ jhangyu: 抱歉一時筆誤
推 Canon6Dmk2: 這篇用推文沒用回文的很可惜
推 lvlvlv2g: jhangyu大為什麼不出來回一篇呢？！我相信很多人想知道
推 jhangyu: 要回一篇嗎XD 那等我回去用電腦修正一下推文再回好了~
推 bt222: 只能推了
→ lvlvlv2g: 感謝jhangyu大大，為大家付出～～
推 fosa: jhangyu大大你就整理一下回一篇吧，這樣比較好閱讀且被看到
→ fosa: 看你介紹真的是長知識了
推 ml61193: 簡單說就是側相抑制(lateral inhibition)，相機很難設計
→ ml61193: 類似的電路
推 panzerbug: 高手
→ kisia: 為何你覺得機械一定要比人類還強大?
推 IUOIUOIUO: 人類眼睛進化的過程是怎樣有人知道嗎?
推 canandmap: 這篇釣出好多專家，太強了!!
推 EF1635mm: 長知識惹..謝謝各位大大
推 aa08175: 趕快推不然人家以為我看不懂XD
推 ferrinatice: 長知識了！
推 waa006: 不推會被笑
推 devin0329: 以為自己走錯板
推 attdave: 快補推希望還來得及
推 ohlong: 快推 不然人家知道你看不懂
推 kiffy: 同學上課啦！