深度差与人眼注视物体模糊程度的关系

之前我们讨论了图像深度差与模糊度的关系：https://blog.csdn.net/qq_41452267/article/details/104492162
本节我们讨论人眼成像模糊程度与深度差的关系。

人眼成像与相机的区别

    首先我们要明白一个问题：人眼与相机成像原理都是凸透镜成像，但是人眼既不是变焦镜头也不是定焦镜头：人眼的晶状体相当于一个变焦透镜，视网膜相当于底片。同一个人的晶状体中心到视网膜的距离，也就是眼轴长度，大致是固定的。
    人眼对焦是靠睫状肌的拉伸来改变晶状体的形状，也就是改变其焦距（或者说屈光度）来实现。如下图所示（引自wiki）：

具体而言：
看远处物体，睫状肌放松，晶状体扁平，屈光度最小，焦距最大，如左图。
看近处物体，睫状肌收缩，晶状体变凸，屈光度变大，焦距变短，从而在眼轴长度不变的情况下，保证成像在视网膜上，如右图。
    摄影爱好者都知道，镜头焦距长，成像大，视野窄；焦距短，成像小，视野广，于是比较疑惑为什么人眼变焦，我们却没有感受到成像大小和视野的变化？
答案是因为：人眼视野不变，只是因为人眼轴长度不变，而不是焦距不变。（屏上的）像（斑）大小本质上和焦距并没有关系，只和透镜中心到屏幕的距离有关。焦距只负责成像清晰与否，和成像（斑）大小无关。和人眼不同，所有变焦镜头都是焦距变大（小），（有效）透镜中心到屏幕距离也随之变大（小），而不是固定。这是造成变焦镜头「长焦拉近、视野缩小」的原因，也是很多摄影爱好者类比人眼时误解的地方。总之，摄影上「长焦拉近」，本质并不是因为焦距变长了，而只是因为我们把屏幕放远了。只要透镜到屏幕距离固定，不管焦距怎么变，成像（斑）大小都不变。
    人眼轴长度固定，自然成像大小也是固定的，只不过这个像/斑不在对焦面上，模糊了而已。从这个意义上，人眼看东西大小不变，正是人眼轴长度固定的最佳佐证。另一方面，人眼进化出调节晶状体屈光度（变焦）而不是眼轴长度，，否则人眼对焦，两个大眼珠子在那一胀一胀……

人眼成像模糊程度与深度差关系

    知道了人眼成像的原理后，结合1/L+1/u=1/ f ，因为像距v不变，我们可以根据要注视物体的深度L计算出此时眼睛的焦距f:

将其带入我们之前图像深度差与模糊度的关系中推得的公式及光圈F=f/d有：
前景深：

后景深：

其中v为人眼轴长，d为瞳孔张开程度,L为物距。
人眼的参数有：
人眼像素：5亿7600万像素
人眼感光度：ISO 1-800
人眼动态范围：1000000，动态视频连续记录
人眼目标焦距：16.7mm广角双镜头
人眼图像焦距：22.3mm 立体成像
人眼光圈值：f3.2

参考链接

https://www.zhihu.com/question/20689640
https://zhidao.baidu.com/question/71974732.html