Те ж саме відбувається власними очима, хоча ваш мозок намагається це найпохмуріше приховати. Принципова проблема пов'язана з тим, як створюється зображення в першу чергу.
Приціл - це інтерпретація відбитого видимого світла (зазвичай ми зараз можемо ігнорувати активне світіння) від предметів. Щоб щось побачити, воно повинно бути освітлене та відображати це світло інакше, ніж його оточення. Світло утворюється з крихітних масових частинок, званих фотонами - носіями електромагнітного заряду. Коли фотон потрапляє у сітківку у вашому оці (або плівка в камеру, або мікросхема цифрової камери), він відкладає частину своєї енергії у якийсь фоточутливий матеріал, викликаючи зміну, яку можна виміряти та інтерпретувати . Вимірявши реакцію фоточутливого матеріалу у багатьох окремих точках, мозок (чи чіп) реконструює образ вашого оточення.
Фотон має три важливі властивості - енергію, положення та напрямок. Маючи трохи геометрії та оптичної корекції, зір експлуатує напрямок фотона та місце, де він взаємодіє з фоточутливою поверхнею, щоб з’ясувати, звідки взявся фотон - приблизно, яка 3D-точка відповідає заданій 2D-точці на зображення. Енергія визначає колір конкретного фотона. Ідея полягає в тому, що світло, що виходить від об'єкта, який ви бачите, виходить приблизно паралельним, що робить 3D-> 2D проекцію тривіальною. Ви отримуєте статичну розмитість на фотографії, коли оптична корекція недостатня для компенсації розсіювання фотонів у повітрі - чим більша відстань до об'єкта, тим більше дисперсних відбитих фотонів в середньому, і вам потрібно більше корекції, щоб їх вивести назад бути паралельним.
Але зображення зазвичай не чисто чорно-білі. Для людини важливі ще дві речі - колір та інтенсивність. Колір відповідає енергії фотонів, тоді як інтенсивність відповідає кількості фотонів. І ось дещо стає цікавим - щоб отримати будь-який корисний образ, потрібно поглинати величезну кількість окремих фотонів - жоден фотон насправді не дуже розкаже. Тож, що насправді відбувається, це те, що ви берете (приблизно) в середньому фотони, які досягли вашого датчика за певний проміжок часу - це дає вам відносну яскравість речей на зображенні, а також гарне уявлення про колір предметів.
Людські очі додають декількох додаткових ускладнень, тому давайте слідкуємо замість цього за допомогою кінокамери старого стилю. Фільм зроблений з матеріалу, який постійно змінюється при впливі світла (подумайте, що відбувається з папером, залишеним на сонці на кілька місяців - але набагато швидше). Для простоти припустимо, що оригінальний матеріал ідеально чорний, тоді як змінений матеріал ідеально білий. Кожен окремий фотон призводить до зміни однієї молекули, але наші очі не бачать кольорів окремих молекул - вони порівнюють інформацію з певної області. Отже, чим більше фотонів надійде до певної ділянки фільму, тим яскравіше воно з’явиться, що відповідає яскравішому світлу, що надходить з цього конкретного напрямку в просторі (і, таким чином, заданому об'єму простору, що відповідає, скажімо, вашому яскраво-червоному Т- сорочка). Однак у якийсь моментвсі молекули в даній області плівки змінені - освітлення її далі не може зробити її яскравішою. Деталі втрачаються, оскільки навколишні райони стають яскравішими, насичені ділянки не можуть. З іншого боку шкали, якщо замало світла, буде занадто мало фотонів, щоб сформувати гідне зображення - все буде занадто темно, із випадковими яскравими плямами.
Отже, щоб отримати гарне зображення, вам потрібно врівноважити час, коли ви виставляєте фільм на світло. Занадто довгий, а ваше зображення занадто яскраве і втрачає контраст. Занадто короткий і недостатньо даних, щоб оцінити гарне зображення. В якості побічного відома, це фізична (на відміну від біологічної) причин , чому нічний зір моно-хроматичної - якщо є занадто мало фотонів , що надходять в, їх результати розподілу кольору в (випадковому виглядає) колірного шуму , що робить його важче бачити. Використання лише інтенсивності при ігноруванні кольору призводить до отримання чіткішого, яскравішого зображення.
Тож давайте уявимо, що ви виставляєте трохи фільму на 3D-сцену на секунду. Яскравіші частини сцени спричинять більше світла, що взаємодіє із відповідними областями на 2D зображенні. Але тепер уявіть, що в точці 0,5 сек хлопець на сцені рухає рукою. Перша половина експозиції має руку в початковому положенні, а друга половина більше не отримує фотони з вихідного положення, а замість цього отримує її з нового положення. Загальна кількість фотонів, відбитих від руки, однакова, але вони тепер розкинуті на два чіткі місця на 2D зображенні; і усереднюється з фотонами, які виходили з фону, коли руки там не було. Якщо ваша рука рухається з постійною швидкістю, відповідні фотони будуть рівномірно розподілені по шляху, який проходить рука між початком експозиції та кінцем. Ви отримуєте середнє значення всіх окремих "образів" так само, як якщо б ви зробили сотню фотографій людей з дещо різними поставами та уселили їх разом.
Як можна боротися з цим? Якщо достатньо світла, ви можете тримати експозицію короткою - це означає, що для отримання видимого розмиття об’єкт повинен рухатися швидше відносно більш тривалої експозиції. Якщо недостатньо світла, це призведе до шуму ( окремі фотони, які ви вимірюєте, досить випадкові - вони просто мають передбачуваний розподіл у часі; є набагато більше червоних фотонів, що відбиваються від червоної сорочки, ніж зелені фотони, наприклад). Якщо ви хочете сфотографувати один рухомий об’єкт, ви можете спробувати усунути будь-який відносний рух між камерою та об’єктом - відстежуйте об’єкт. Люди роблять це автоматично - ви рухаєте очима та головою, щоб слідувати за рухомим об’єктом, який ви хочете оглянути, що дає чітку картину рухомого об’єкта, а все інше це розмиття (яке мозок зазвичай зручно компенсує, але камера не робить).
