Das Auge

Nicht umsonst wird die Kamera immer mit dem menschlichen Auge verglichen. Beides sind optische Systeme, die Informationen über eintreffendes Licht sammeln und an einen leistungsfähigen Rechner weitergeben.

Das menschliche Auge ist dabei selbst der modernsten Kamera haushoch überlegen. Aber wieso ist das so?

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Stäbchen und Zapfen
Im Auge werden die Bilder mit einer Linse variabler Stärke umgekehrt und auf der Netzhaut (Retina) scharf abgebildet. Dabei erfassen 120 mio. Stäbchenzellen ausschließlich Tonwertabstufungen (Helligkeitsinformationen).
Farbinformationen werden von insgesamt etwa 6 mio Zapfenzellen erfasst.


Die Interpretation, Neuaufbau und Umsetzung zu einem 3-dimensionalem Bild erfolgt dabei aber erst im Gehirn
In der Mitte der Netzhaut liegt die Fovea (Netzhautgrube) und bildet den schärfsten Seh-Punkt  mit nur Zapfen die einzeln mit einer Nervenfaser mit dem Gehirn verbunden sind.
Zapfen reagieren hauptsächlich auf rotes, grünes und blaues Licht, jedoch für gelb-grünes  Licht am empfindlichsten. Mit zunehmender Entfernung von der Fovea treten immer mehr Stäbchen auf.Diese sind in Gruppen zusammengeschaltet, was zu einer verringerten Schärfeleistung aber zu einer erhöhten Empfindlichkeit führt.
Stäbchen erlauben deswegen auch bei schlechten Lichtverhältnissen noch ausreichend helles aber monochromatisches peripheres Sehen. 
Augen besitzen einen sehr breiten Empfindlichkeitsbereich und Dynamikumfang, der selbst von modernsten Kameras noch nicht erreicht werden kann.

Adaptationen (Anpassungen) des Auges

Das Auge kann, im Zusammenspiel mit dem Gehirn sich an die unterschiedlichsten Bedingungen in sekundenbruchteilen Anpassen und liefert uns so immer einen klaren Blick auf unsere Umgebung.
So wird beispielsweise blitzschnell ohne unser Zutun der Weißabgleich anhand der erfassten Lichtquelle angepasst. Eine weitere Anpassung ist die Hell-Dunkel-Adaptation. Ähnlich der Blende im Objektiv kann sich die Iris im Auge durch Anspannen diverser Muskelgruppen zusammenziehen. Durch das dann kleinere Loch gelangt weniger Licht in das Auge, das erfasste Bild wird dunkler. Betreten wir nun einen sehr dunklen Raum, entspannen sich die Muskeln rund um die Iris und diese wird wieder größer. Eine größere „Blende“ bedeutet, mehr Licht trifft auf die Netzhaut und das Bild wird heller.
Die dritte Anpassung des Auges ist die Akkomodation, das Scharfstellen des Bildes. Weitere Muskelgruppen krümmen die Linse in ihrer Achse. Dadurch werden die Lichtstrahlen so gebrochen, dass deren Brennpunkt wieder genau auf der Netzhaut liegt. Das bild wird so scharf gestellt. Alle drei Anpassungen passieren ohne unser Zutun, automatisch  im Zusammenspiel von Auge und Gehirn.