Позволят ли эльфам большие зрачки лучше видеть в темноте?

Практическим пределом является точность всех оптических элементов, составляющих глаз.

Хорошо известно, что «аберрации» системы линз (несовершенства по нескольким причинам) увеличиваются по мере удаления от центра и, следовательно, при увеличении апертуры диафрагмы (т.е. диафрагмы).

Это причина, по которой мы можем использовать дешевые и относительно недорогие системы линз в современных камерах (и телефонах): требуется гораздо меньше света, а размеры «пленки» (ПЗС-ретина) намного меньше (около 3x5 мм или меньше, чем у Hasselblad). пленка 60х60 мм).

Повышение «чувствительности» пленки (сетчатки) — это то, как мы фактически улучшаем «ночное зрение».

Наличие большого зрачка, безусловно, поможет ночью, но есть риск получить размытое изображение из-за несовершенства различных линз, составляющих глаз.

Да и нет. Это МОЖЕТ улучшить ночное зрение, но при определенных условиях и с другими компромиссами остроты зрения.

Я предполагаю, что чувствительность светочувствительных элементов глаза осталась прежней. В биологии существует несколько способов «обнаружения света» в организмах. Следовательно, можно эволюционно выбрать лучший, более светочувствительный сенсор для глаза. Даже в человеческом глазу есть палочки и колбочки — компромисс между цветовым и ночным зрением. В глазу мухи глаз разбит на отдельные сегменты, каждый из которых действует как один «пиксель». Каждый «пиксель» имеет заданную светочувствительность, поэтому увеличение количества «пикселей» не увеличивает светочувствительность, а только увеличивает поле зрения.

Чтобы увеличить способность глаза к «ночному видению», вы либо увеличиваете светочувствительность рецептора, либо увеличиваете количество света, попадающего на каждый рецептор. Ваш вопрос, кажется, указывает на то, что вы хотите, чтобы чувствительность рецептора оставалась прежней (есть способы увеличить светочувствительность рецептора - «съешьте свою морковь»).

Таким образом, остается увеличить количество света, попадающего на каждый рецептор. Один из способов — уменьшить любые «потери передачи» в структуре глаза — прозрачность хрусталика и глазной жидкости.

Во-вторых, увеличить время экспозиции — позволить глазному рецептору «аккумулировать свет», прежде чем он «сработает». Это, конечно, замедляет зрение. Это основа для таймлапс-фотографии.

В-третьих, как-то усилить свет. Очки ночного видения делают это, но это означает наличие вторичного рецептора в середине светового пути, который «добавляет» свет для усиления входящего сигнала. Однако это означает, что у вас в первую очередь очень чувствительный рецептор, который улавливает доступный свет, чтобы усилить его.

Четвертый — позволить большему количеству света попасть на каждый рецептор. Это Tapetum lucidim — тот же самый свет отражается вокруг, чтобы больше его попадало на датчик глаза. Однако это также возможно сделать, позволяя большему «конусу» света попадать на каждый датчик. То есть каждый датчик улавливает свет из более широкой области сцены. Это достигается либо путем фокусировки того же количества света на меньшую площадь сенсоров, либо путем увеличения количества света, попадающего в глаз. Оба метода предполагают изменение фокусного расстояния — расстояния между объективом и датчиком освещенности. В первом случае у вас более низкое разрешение — меньше «пикселей», каждый из которых получает большую долю доступного света или поля зрения. Увеличение размера пикселей (светочувствительных элементов) также приводит к тому же результату. Чем больше отдельная светочувствительная ячейка, тем больше доступного света попадает на нее. Однако в любом случае разрешающая способность глаза снижается.

Увеличение количества доступного света — это метод, о котором вы спрашивали, — увеличение размера зрачка. Хитрость в том, что вы должны сфокусировать весь этот свет на доступной сетчатке — пропускать больше света бесполезно, если он не падает на светочувствительные области. Увеличившийся свет должен быть перефокусирован на доступной поверхности сетчатки — фокусное расстояние должно измениться. Сетчатку необходимо оптически приблизить к хрусталику. Таким образом, увеличение размера зрачка работает только в том случае, если изменить реальное или виртуальное расстояние между хрусталиком и глазом. Это, как известно каждому фотографу, имеет тот недостаток, что уменьшается глубина резкости — в фокусе оказываются только объекты, находящиеся на заданном расстоянии, а объекты, расположенные ближе или дальше, все чаще оказываются не в фокусе.

Все это предполагает наличие подходящего объектива. В камере с точечным отверстием (то есть камере без объектива, а только с отверстием для булавки, через которое проходит свет) чем меньше отверстие для булавки, тем больше фокус. Увеличение отверстия (большего зрачка) только создает более размытое, рассеянное изображение, но пропускает больше света.

Подумайте о множестве из ста разноцветных огней, десять в ширину и десять в высоту. Вы находитесь далеко за экраном, а экран находится на большом расстоянии от светового массива. Вы смотрите на эти огни через окно (отверстие) в экране. Если в экране есть отверстие (окно), достаточно маленькое, чтобы вы могли видеть только один свет за раз (визуальный конус только одного света можно наблюдать вашим глазом), вы, конечно, будете видеть свет только одного цвета за один раз. время. Вы должны двигать головой, чтобы увидеть цвет друг друга. Если вы сделаете отверстие больше, вы увидите больше цветных огней за раз. Световой конус достаточно широк, чтобы вы могли видеть, возможно, цвета от четырех источников света одновременно (меньшее разрешение, цвета всех источников света смешиваются вместе), но свет ярче. Отойди подальше, и вы снова будете видеть только один свет за раз (один цвет). Подойдя поближе, вы увидите больше смешанных цветных огней за раз (но они будут ярче). Сделайте отверстие больше, вам нужно отойти дальше, чтобы видеть только один цветной свет за раз.

Таким образом, существует компромисс между размером зрачков для улучшения ночного зрения и остротой (резкостью) зрения для одного и того же рецептора и того же расстояния от зрачка. Увеличение всего глаза (увеличение расстояния от зрителя до экрана для увеличения разрешения) означает, что количество света, достигающего сенсора, уменьшается, что снижает ночное зрение.

Однако будьте осторожны, как известно каждому пирату (именно поэтому они носят повязку на глазу), усиление ночного зрения имеет разрушительные последствия при ярком солнечном свете. Вашим эльфам понадобятся щитки для глаз или фильтры для дневного света.