图注:凸透镜成像原理
眼睛如何成像的?
眼睛的成像原理有点像凸透镜成像,只是它不是简单的一面凸透镜,而是一个非常复杂的系统。
当光线进入眼睛后,会经过角膜、晶状体等一系列眼部结构的折射和调节,最终在视网膜上形成图像。
这种由实际光线汇集形成的图像被称为实像,它有一个最重要的特点就是图像是倒立的,所以我们眼睛实际上给我们大脑输入的是倒立的世界。
之所以我们不认为自己活在一个倒立的世界上,原因就在于我们的大脑适应了这种倒立。事实上如果我们把头倒过来看世界的话,要不了几周时间,我们的大脑也可以适应“倒着看世界”。
图注:凸透镜的成像规律
凸透镜成像的另一大应用是照相机,所以人们经常拿眼睛和相机做对比。
虽然两者基本没有可比性,但是为了体现眼睛的强大,我们可以简单做个像素上的对比(可能并不公平)。
一张数码图像的分辨率(Resolution-数码图像分辨率)经常会用像素数量来表示,比如现在的一些手机可以拍出分辨率为12032*9024的图像,那么这张图片就超过1亿像素(乘积),这意味着手机摄像头就是1亿像素了。
那么人的眼睛可以“拍出”多少像素图像呢?
据科学家兼摄影师——罗杰·克拉克(Roger Clark)博士的说法,人眼的数码图像分辨率为5.76亿像素[1]。
他的算法其实很简单,根据人类的视力,在光线良好的情况下我们的眼睛可以区分0.6角分的间隔,所以他给出了0.3角分(垂直方向0.3,水平方向也0.3)的等效像素。
然后,人的每只眼睛水平视野角度都在120°到180°之间,而垂直视野角度在60°左右,这意味着我们两只眼睛一起最少可以拍出分辨率为120 * 120 * 60 * 60的照片。