カメラによる映像と人間の目で見る視覚映像の差は何？

Question

「カメラで撮影しディスプレイに映し出す二次元の映像（を人間が見た映像）」と、「人間が目で捉え感じている映像」は、画質（解像度？）とサイズ以外では何が、どの程度違うか分かる方簡単にで良いので教えてください。
見た限りでは立体感の差だけに思えますがそれだけでしょうか？
差が立体感だけにしても、「カメラに感じられる奥行きは映像的なパースがあるのみで視覚のような三次元的な立体感ではない」とか、例えばですがそういった違いを教えて欲しいのです。

出来れば立体的な奥行きの最近の「3D」も比較した回答だと助かりますが面倒なら省いてください。

foomufoomu · Accepted Answer

＞画質とサイズ以外では何が、どの程度違うか
光の持つ情報としては、光が波であることを考えれば、
「振幅（強さ）」、「波長」、「位相」の３つの要素を持ちます。
また、発生源は3次元の図形なので、「方向」という情報も持ちます。
また、目はレンズなのでピントを合わせる必要があり、逆に言えばピントから距離を読み取る能力があることになります。

このうち、「位相」については、耳慣れない話だと思いますが、ようは時間差のことです。光源から出た光が物体に反射して目に入るのですから、遠くにあるものは、目にとどくまで長い時間がかかります。といっても可視光は波長が１ミクロン以下ですから、わずかな距離差で位相差が発生することになります。
この位相差を再現した写真が「ホログラム」です。

＞見た限りでは立体感の差だけに
前述の位相差も立体感に影響するのですが、もっと大きな要素としては、左右の目に入る光の方向の違いです。
じゃあ、左右差のない片目で見るときは、写真を見るのと立体を見るのと同じか、というと（図に描いてみると分かりますが）そうはなりません。写真を写したときのカメラの画角と、写真を見るときの目の画角が等しくなる距離に写真をおいて見ると、はじめて方向が同じになります。（そういう条件になるようにして片目で写真を見ると、ぐっと立体感が増して見えますよ。標準レンズの写真でサービス版サイズなら、目からの距離が15cmぐらいです）

というわけで、写真と立体の違いは、たしかに立体感の違いですが、その原因はいくつもあります。

tknakamuri · Answer

人間の目は、赤錐体、緑錐体、青錐体という３種類の錐体で
色を検出しますが、３種類の錐体の波長特性は必ずしも
デジタルカメラのCCDやCMOSの特性と一致しません。
従って、色が完全に再現されているわけではありません。
＃情報が欠けてしまうので、完全な補正は不可能です。

kringon · Answer

昔セキュリティソフトなんかで使っている画像検出ソフトを作成したことがあります。
最近、画像検出の方法は書籍などにも多数でていますが、昔は試行錯誤しながらすべて自分で考えてつくりました。
科学的な検証などをしたわけではありませんが、その時に感じた事があります。

人間の目と電子網膜センサーの決定的な違いは、ダイナミックレンジの違いではないか？ということです。
明暗差が大きくなるとカメラで得た画像はコントラストが強く出すぎてしまい(例えば白飛び)奥行きのない画像になってしまいます。
明暗の境界とその周辺が緩やかなグラデーションに見えても、カメラにとってはコントラストの強い画像になってしまうようです。
明暗差の少ない場所の場合、カメラは人間の目と大きな差はないようです。しかし、明暗差のあるところでは奥行きのない画像になってしまう印象があります。
最近のカメラはダイナミックレンジの性能がアップしているようですが(今CMでやってたような？)まだまだ到達できていないのでは？

chiha2525 · Answer

一番の違いはNo.3の方が答えているようにダイナミックレンジだと、私も思います。

デジカメで、同じ写真で複数の露出で撮影を行い、後に合成するハイダイナミックレンジ合成（他にも言い方があるかも？さっきぐぐっただけなので）というものがあります。

サッカーの試合などのＴＶ中継で、ピッチの日のあたっている部分と日陰の部分で、明るさが違いすぎて見づらくなることがよくあります。そういう時は、機械の限界を感じます。
（こういう時に日本製のテレビカメラの出来のよさが分かります。外国のは酷くて見えないのですが、日本のものはなんとか見ることができたり。）

カメラによる映像と人間の目で見る視覚映像の差は何？

＞画質とサイズ以外では何が、どの程度違うか

人間の目は、赤錐体、緑錐体、青錐体という３種類の錐体で

昔セキュリティソフトなんかで使っている画像検出ソフトを作成したことがあります。

一番の違いはNo.3の方が答えているようにダイナミックレンジだと、私も思います。

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