Par souci de simplicité, réduisons vraiment cela à quelque chose comme la photographie.

L'ouverture d'un appareil photo peut rester ouverte indéfiniment, permettant à la plaque (ou à tout ce qui reçoit et enregistre la lumière) de "collecter et enregistrer l'effet" de photons "au fil du temps, si vous voulez le formuler de cette façon. Cela permet à une caméra de faire des images que nos yeux ne peuvent jamais, par exemple, de "traînées d'étoiles".

La rétine n'est pas t comme une plaque photographique ou des photosites (ou pixels) d'un capteur numérique. Il ne peut pas «collecter et enregistrer» comme un appareil photo. Il y a un "taux de rafraîchissement", si vous voulez, qui interdit une collecte et une économie de lumière qui ne s'applique pas aux caméras, car les caméras ne se soucient pas si quelque chose dans leur voisinage se faufile sur elles et présente un danger pour leur vies. Ne pas être capable de détecter un changement rapidement est quelque chose qui serait le plus gênant pour la survie.

C'est l'échantillonnage temporel avec de longues expositions qui fait vraiment la magie de l'astrophotographie numérique possible. La véritable puissance d'un capteur numérique vient de sa capacité à intégrer ou à collecter des photons sur des périodes beaucoup plus longues que l'œil. C'est pourquoi nous pouvons enregistrer des détails sur de longues expositions qui sont invisibles à l'œil, même à travers un grand télescope.

_{Fonctionnement des appareils photo numériques sous>}

La réponse simple est que l'œil n'est pas construit de cette manière.

L'œil a beaucoup plus de "pixels" que de "liens" vers le cerveau et envoie une image "pré-traitée". De plus, l'œil est constamment en mouvement et balaye la "zone de vision" et le corps et la tête sont censés aussi bouger (volontairement ou non - personne ne peut geler totalement) donc une accumulation plus longue de données entraînerait un grand flou.

Et le but principal de l'œil est de repérer le danger - quelque chose de changeant ou de victime en mouvement - comme nous, les humains ne sommes pas des animaux nocturnes, nous sommes construits / optimisés pour travailler en mode actif sur la lumière, passif et endormi sombre. Comme il y a de toute façon un réel besoin de sommeil, il n'y a pas de bonne raison de développer un système secondaire pour la vision nocturne - ce qui signifie dupliquer complètement le système de vision principal avec un mode de travail totalement différent (collecte de données de longue durée) qui ne serait utilisé que dans très peu de fractionnement du temps - quand le prédateur nous trouve dans le sommeil de nuit et que nous survivons à la première attaque.

Donc, seul le système principal a été légèrement modifié avec d'autres types de pixels plus sensibles à la lumière, mais moins à la couleur, ce qui nous permet de travailler relativement hier soir et à partir de très tôt le matin lorsque seule la répartition de la lumière est accessible . Au prix de la couleur et des détails. Mais c'est beaucoup moins cher, puis principalement un système secondaire inutilisé. Et couvre plus de temps que d'habitude pour emménager.

Les différences au niveau des photorécepteurs ont été abordées par d'autres. Les restrictions mécaniques du système visuel ont été brièvement évoquées par @gilhad et al. , mais méritent plus d'attention à mon avis.

Tout d'abord, dans l'obscurité, nous ne pouvons pas nous concentrer sur un objet et nos yeux bougeront. Et même lorsque nous nous concentrons sur un point spécifique, il y a toujours des mouvements des yeux dus à des tremblements, dérives et microsaccades. Les microsaccades sont de petits mouvements involontaires de l'œil (Fig. 1) qui ont récemment fait l'objet d'une certaine attention. On estime qu'ils se produisent 1 à 2 fois par seconde et qu'ils peuvent atteindre des amplitudes allant jusqu'à 1 degré de champ de vision (Martinez-Conde et al ., 2013) et durent environ 15 ms (Cui et al ., 2009). On pense que ces mouvements empêchent l'adaptation au niveau rétinien, et empêchent la décoloration de l'image. Par conséquent, les images sur la rétine sont constamment actualisées de manière mécanique. Le cerveau stabilise à son tour l'image en corrigeant l'image au niveau perceptif grâce à la rétroaction oculomotrice (Martinez-Conde et al ., 2013).

^{Fig. 1. Microsaccades enregistrées par un eye tracker. Source: Martinez-Conde et al . (2013)}

Alors qu'une caméra doit être fixée sur un trépied pour permettre une surexposition, nos yeux ne peuvent pas être fixés sur le même étendue , même lorsque nous essayons. Par conséquent, combiner les expositions comme indiqué dans la question est impossible et entraîne un flou d'image. Au lieu de cela, les images rétiniennes sont constamment rafraîchies et lorsque les conditions d'éclairage sont trop faibles, nous ne pouvons pas intégrer l'entrée de photons dans le domaine temporel.

Notez, cependant, que les photorécepteurs intègrent dans une certaine mesure l'entrée de photons, étant donné qu'une luminance plus élevée entraîne des perceptions plus lumineuses. Cependant, cela ne fonctionne que dans l'ordre de quelques millisecondes et ne permet pas d'expositions à long terme nécessaires pour obtenir des images comme celle montrée dans la grande réponse de @anongoodnurse.

<sub>Références
- Cui et al ., Vis Res (2009); 49 (2): 228–36
- Martinez-Conde et al ., Nature Reviews Neurosci (2013); 14 : 83-96</sub>

Il y a probablement une capacité théorique à le faire. Le cerveau est incroyablement bon pour le traitement du signal et pourrait probablement réussir une telle somme. Cependant, il y a une limite. Vous devez rester très immobile pour que cela fonctionne.

Allez prendre l'une des photos en accéléré, comme la réponse d'une bonne infirmière publiée. L'obturateur est ouvert pendant un certain temps (sa photo me ressemble à une exposition de 30 minutes ou 1 heure). Pendant cette exposition, la caméra reste parfaitement immobile. Tous les mouvements que vous voyez sont des mouvements dus aux objets de la scène en mouvement (ou, si vous préférez la technicité, les étoiles restent immobiles et la caméra est rotation ... vraiment vraiment vraiment en douceur).

Le corps n'a pas une telle capacité à se verrouiller. Essayez de prendre une de ces photos tout en tenant l'appareil photo dans vos mains, et vous verrez que c'est particulièrement difficile. Considérez maintenant que vos yeux sont encore plus nerveux que le reste de votre corps, capables de se précipiter de cette façon et de cela. Nous avons un bon contrôle sur nos yeux, mais rien de proche de ce dont vous avez besoin pour créer un effet similaire à celui d'un trépied.

Ainsi, si vous deviez essayer d'utiliser vos yeux de cette manière, presque tous de ce que vous verriez est votre propre mouvement. On peut supposer qu’une personne très bien contrôlée peut sentir ce mouvement et en rendre compte, mais il n’y a guère de raison pour que le cerveau ait cette capacité dans le «matériel».

Bien sûr nous pouvons verrouiller nos yeux pour voir avec une précision incroyable, non? Nous pouvons lire des mots sur un diagramme oculaire à 20 pas. Ces activités se font dans une scène qui permet un retour visuel. S'il fait trop sombre, nous n'obtenons pas suffisamment de commentaires visuels pour voir où nos yeux pointent et compenser.

Je crois que vous faites référence au phénomène par lequel l'appareil photo ajuste l'exposition à la lumière en ajustant l'ouverture. Nous pouvons également le faire, mais cela arrive très vite. Passez d'une pièce sombre à une pièce plus lumineuse et vous serez aveuglé, mais cet effet disparaît bientôt, et vice-versa.

L'élève s'ouvre dans une pièce sombre et la production de violet visuel ou de Rhodopsin a lieu dans la rétine, un pigment responsable de la visibilité en basse lumière. Lorsque vous entrez dans une zone lumineuse, l'élève se contracte et la rhodopsine est photoblanchie, avec une production d'iodopsine en cours.

https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptation_(eye)

^ Consultez les sections Adaptation sombre et Adaptation lumière

(Désolé, je n'ai pas plus de sources, j'avais fait cela à partir de mon manuel de bio de lycée, et je peux ' t le trouver)

Pratiquement toutes les réponses qui se concentrent sur le mouvement de l'œil causant un flou (ce qu'un appareil photo numérique n'a pas à gérer) sont fausses. Le cerveau n’a absolument aucun problème à traiter les images en basse lumière à grande vitesse.

La réponse tient au fait que l’œil n’est pas une caméra. Une grande partie des théories de la vieille école qui reposaient sur le fait que l'œil fonctionne comme une caméra, comme la persistance de la vision, etc., se sont avérées manifestement fausses. L'œil n'a pas de vitesse d'obturation - des informations sont constamment renvoyées au cerveau sans délai d'intervalle. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Persistence_of_vision)

Cela signifie que la résolution du flou / etc est effectuée dans le cerveau, pas par l'œil. Pensez à la stabilisation d'image numérique qui fonctionne réellement et qui fonctionne en temps réel, mais le cerveau semble fonctionner sur des morceaux d'oeil, à environ 16 à 24 morceaux par seconde. Pourquoi cette vitesse? Eh bien, aimer le cerveau pour un ordinateur, cela a probablement quelque chose à voir avec la quantité de mémoire que le cerveau peut stocker pour les données oculaires non traitées. Les photos à longue exposition nécessitent beaucoup de RAM pour stocker les données brutes, puis beaucoup de temps pour les compiler en une seule image. Le cerveau pourrait sans aucun doute faire la compilation des données brutes à l'image, mais il ne peut très probablement pas stocker plus de 1 / 24e de seconde de données en «mémoire» avant de devoir compiler.

Plus surtout, cela réduirait considérablement notre temps de réaction. Ceci est important car vous ne voulez pas d'un organisme qui puisse voir clairement une branche la nuit, mais quand ils essaient de l'attraper, manquez de 5 à 10 secondes.

Je souhaite que mon ordinateur soit capable d'envoyer une illustration de la disposition de l'œil humain, par opposition à l'idée hypothétique de "l'objectif de la caméra", car les yeux organiques et l'optique de la caméra ne sont PAS SIMILAIRES! La plupart d'entre vous ont commis une grave erreur en faisant cela, dans vos discussions.

L'œil utilise une combinaison de cellules optiques organiques appelées «bâtonnets» et «cônes», afin de manifester une image. De plus, il existe un "point mort" sur l'image perçue par un œil, du fait du point d'insertion du nerf optique. Toute discussion sur la vision organique doit tenir compte de ces faits.

Les yeux organiques DOIVENT passer par une période variable d '«adaptation à l'obscurité» afin de pouvoir percevoir une image également. La période minimale est comprise entre 50 et 120 minutes; et même dans ce cas, même une exposition instantanée à une lumière "plus brillante" effacera toute cette adaptation, nécessitant de "redémarrer l'horloge" pour adapter l'œil à l'obscurité, encore.

Il y a une histoire anecdotique prétendant que les pirates avaient porté des pansements oculaires afin qu'ils réussissent et maintiennent l'adaptation au noir d'un œil. Il y a de nombreux avantages à garder un œil adapté à l'obscurité - on va d'un pont bien éclairé vers les zones très sombres sous les ponts du navire d'une victime. C'est un cas où il serait très utile de pouvoir retirer le patch et de voir immédiatement l'équipage ennemi entrer avec un coutelas!

Un autre facteur est que la distribution des tiges et des cônes n'est pas uniforme, à travers l'œil. Les cônes traitent de la perception des couleurs et sont concentrés au centre du champ visuel. La concentration de cônes diminue rapidement vers l'extérieur.

Les densités de tiges dans le même œil augmentent rapidement, passant d'environ cinq degrés du point mort à un maximum d'environ 25 degrés du point mort. Les bâtonnets sont responsables de notre vision périphérique, de notre "sensibilité" aux mouvements, même en apparence microscopiques, ET DE NOTRE VISION DE NUIT.

En raison du manque de cellules en bâtonnets au centre du champ visuel de nos yeux, nous sommes incapables de voir quoi que ce soit devant nous, dans des conditions de faible luminosité!

Pour être capables d'apporter le maximum de bâtonnets à porter sur un "objet d'intérêt" dans notre champ visuel, nous devons utiliser notre vision périphérique et "tricher" d'un côté de notre champ visuel d'environ 25 degrés . C'est comme regarder la porte d'entrée au centre d'un bâtiment en regardant "droit" au milieu de la façade gauche ou droite.

On pourrait également détecter les mouvements beaucoup plus facilement que la forme exacte en regardant de telle manière. En continuant de «regarder d'un côté» et en modifiant notre emplacement pour changer l'arrière-plan, il est tout à fait possible pour un bûcheron astucieux (un amérindien ou un Hillbilly, par exemple!) De ne pas seulement repérer un raton laveur au sommet d'un chêne, mais aussi pour distinguer la forme de l'opossum en le regardant, d'un membre inférieur!

Beaucoup d'animaux bien mieux capables d'opérer la nuit ont des yeux qui ne sont pas seulement mieux équipés en bâtonnets, mais qui sont en fait, beaucoup plus grands que les nôtres! Nous verrions aussi bien que n'importe quel hibou, si seulement nous étions nés avec des yeux de diamètre "jumbo" pamplemousse!

De plus, en regardant et en imitant de près le hibou, avec le mouvement de la tête, le tissage d'un côté à l'autre et le peering-ahead, nous améliorerions naturellement la sensibilité périphérique et le "regarder d'un côté" qui évoque des images plus nettes de ces objets qui nous intéressent!

Je suis désolé d'être critique, car de nombreux commentaires ont montré une grande compréhension du non-organe de l'optique, ainsi que d'une grande imagination, mais il n'est tout simplement pas possible de pouvoir interchanger blythly les principes de l'optique non organique et de l'optique organique.