人眼与相机先说说人眼的分辨率。对于人眼分辨率的研究比多说人想象的都要早许多,而且多年来这个结论没有太大的变化。最权威的结论来自1897年(没错,是1897年,就是康圣人跟梁启超等人准备搞变法跟老佛爷找不痛快的年代),德国人Konig在“Die Abhangigkeit der Sehscharfe von der Beleuchtungsintensitat”一书中指出,人眼的极限分辨率是能够分辨0.59角分的线对。这里要细致的说一下为何要用角度而不是长度来表示分辨率,大家知道,无论是人眼还是相机都会遵守远小近大的透视定律,同样大小的物体距离人眼不同的时候在视网膜上成的像大小是不一样的。利用角度来表征这个问题就会简单很多。1897年的时代,像素这个概念并不普及,所以Konig给出的是线对(line pair)的数据,也就是说人眼可以分辨张角为0.59角分的明暗相间的线条对,因为表示一个明暗相间的线对至少需要两个像素,那么换算成像素就是:人眼上的一个像素相当于0.3个角分。为了让大家对于1度或者1分的张角对应的细节有一个直观的概念,这里给大家几个例子:太阳和月亮的张角大致都是30个角分,也就是半个角度的张角,太阳系中最大的行星木星在距离地球最近的时候对应的张角是47个角秒,也就是一个角分不到一点点(为何人的肉眼看不见环形山?因为在你的视网膜上月亮形成的图像其实不过就是一个100个像素左右的图片而已)。知道了人眼的分辨率细节的能力,再来探讨一下人眼的视野大小,正常视力的人的视角超过150度,但是人眼分辨率细节的能力并不是均等的,和相机一样人眼中间分辨率细节的能力强于边缘部分,所以当一个人看到感兴趣的目标的时候会不自觉的把头或者眼睛转过来,让自己视网膜的中心对准目标。所以我们这里先假设人眼中间的90度具有最高的分辨率。那么人眼中央部分的就相当于一个(90×60/0.3)×(90×60/0.3)=3.24亿像素的相机。再说人眼的ISO,也就是灵敏度。天文学家R. N. Clark为了探讨这个问题作了一个实验,在同一个望远镜上分别用佳能10D的相机和人眼观察14等星,当把10D的ISO设到400的时候通过12秒的曝光时间可以达到和人眼观察数秒钟后相似的观察效果,(人眼的光积分时间,也就是曝光时间,根据生理学家研究,可以长达15秒。有些吃惊,是吧。不过这15秒的时间需要一个人在黑暗的环境中待上很长的时间才能达到)。于是Clark推论人眼的最高ISO大概相当于800左右。在光线充足的地方人眼的ISO就低很多,在晴朗的室外,人眼的ISO大概只有1左右。从这一点上也可以看出人眼在调节ISO方面的巨大潜力,从最低的ISO到最高的ISO,调节范围高达800倍。而今日所谓的NB单反不过从ISO100到ISO6400任意,不过区区的64倍。