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第35章 人眼与照相机

人眼在生物世界中,可算得上是最高级的。只要对有形物体看一眼,就能确定它的形状、大小和距离。然而,人眼也有观看范围有限等不足之处。人眼的视角约为150度,但如以看得清楚为标准,就只有5度左右了。因此,仿人眼的照相机拍摄的范围并不大。人眼视网膜感光范围极宽,从几乎黑暗到极度光亮都能工作。人眼还具有很高的分辨率或清晰度,甚至能看见1公里远处的高压线,而这根电线在视网膜上所成的像宽度不过十万分之几厘米。人眼的光敏度也很高,明暗适应的人眼,能够感受5个~14个光量子的光能。而最灵敏的光电管,要获得3微安的电信号,需要的光能功率却为1.5×10?-7瓦。人眼的视场非常大,是个广角光学系统。人眼还具有感知波长范围较广的能力。对于频率不同的光波,人在主观上是把它作为不同颜色来接收的,人眼能够分辨1700种色调,这也是现代的任何技术装置所不能比拟的。

单就成像而言,人眼与照相机是十分类似的,但就整个视觉过程来说,二者却有很大的差别。眼并不是把投射到视网膜上的图像“完整无缺”地传给大脑,而是先对图像进行信息加工,抽提出诸如线段、角度、弧度、反差、运动、色度等简单特征,并将它们分别编制成神经脉冲密码传给大脑。最后经过大脑的综合,再将眼睛所见到的影像复原,即产生视觉。早在几百年前,阿拉伯医生在眼科手术中,就发现在两个不同的透明介质交界上光线会产生折射。人眼只有一个公共的屈光系统——晶状体。由于人眼与人体的利害关系最为密切,人们对它的研究最早、最全面、最透彻,因而接受它的启发也最早。经过对人眼晶状体的反复研究,人们研制出了用水晶和玻璃制成的光学透镜,后来又用这种透镜制成了放大镜、望远镜、显微镜,继而又仿照人眼的结构及成像原理,制成了普通的照相机。

现在,任何一种照相都少不了照相机,而照相机的发明和改进,都离不开人和动物的眼睛。