Essa é uma pergunta muito boa, e a resposta pode preencher centenas de páginas - e, de fato, a resposta já preenche centenas de páginas.
A resposta curta é que os números que você está citando não concordam com a realidade aparente porque os números citados com frequência estão errados :-). Leia ...
Muito está disponível na internet sobre esse assunto e a qualidade, como sempre, é amplamente variável. Também há muitos papagaios de "fatos" entre sites e figuras como as da Wikipedia parecem bastante comuns, mas existem alguns argumentos bastante fundamentados que parecem sugerir que a figura da Wikipedia está extremamente errada e subestima a figura de maneira substancial.
É importante observar que o olho atua como um detector de contraste em vez de um detector de nível absoluto (como o sensor de uma câmera digital usa); portanto, as comparações precisam de cuidados.
Com íris, adaptação química e todos os outros truques possíveis, parece que a faixa dinâmica absoluta de todo o sistema ocular ultrapassa 20 pontos. Como cada parada é um fator 2, são 2 ^ 20 ou aproximadamente "bem acima de 1.000.000: 1". No topo, o sol está muito brilhante !!!. Na extremidade inferior, o olho escuro adaptado pode detectar um único fóton. Um D3S (melhor desempenho que um D4) pode ter problemas com isso. (Observe que isso não é TODOS os fótons - quando você atinge o nível de poucos fótons por segundo, muitos deles atingem áreas sem sensor e não são detectados. Mas quando alguém atinge uma área sensível da retina, produz um sinal que pode ser gravado.)
Mas eu discordo :-). Uma página extremamente boa (ao que parece) que discute o alcance dinâmico dos olhos e muito mais
Cabeçalhos de parágrafo são dignos de nota:
Notas sobre a resolução da
acuidade visual do olho humano e os detalhes da resolução das impressões
Quantos megapixels equivalentes o olho possui?
A sensibilidade do olho humano (equivalente a ISO)
A amplitude dinâmica do olho
A distância focal do olho
O escritor argumenta que o alcance dinâmico do olho sem alterar a sensibilidade por adaptação ou íris é de cerca de 1.000.000: 1 em condições de pouca luz. Ou seja, tão grande quanto o limite inferior "bem acima" mencionado acima. Em seguida, ele justifica essa reivindicação, conforme copiado abaixo. Isso parece bastante convincente à primeira vista. Pode haver falhas no argumento, mas parece bom, e isso não significa que ele se aplique a todos os níveis de luz.
Aqui está um experimento simples que você pode fazer. Saia com um mapa estelar em uma noite clara com lua cheia. Aguarde alguns minutos para que seus olhos se ajustem. Agora encontre as estrelas mais fracas que você pode detectar quando pode ver a lua cheia em seu campo de visão. Tente limitar a lua e as estrelas a cerca de 45 graus em linha reta (o zênite).
Se você tiver um céu limpo longe das luzes da cidade, provavelmente poderá ver magnitude 3 estrelas.
A lua cheia tem uma magnitude estelar de -12,5.
Se você pode ver a magnitude 2,5 estrelas, o intervalo de magnitude que está vendo é 15.
A cada 5 magnitudes é um fator de 100, então 15 é 100 * 100 * 100 = 1.000.000.
Assim, o alcance dinâmico nessa condição de luz relativamente baixa é de cerca de 1 milhão a um, talvez mais alto!
Mas, aqui está uma sugestão minha para um experimento com níveis normais de luz do dia.
Encontre uma cena que tenha uma boa mistura de áreas escuras e áreas muito claras - idealmente com algumas áreas escuras como ilhas isoladas perto de ilhas de brilho. Um exemplo pode ser a luz do sol brilhando através das árvores em uma área fortemente sombreada - algumas ilhotas ou áreas profundamente sombreadas ajudarão.
Permita que seus olhos se adaptem ao nível geral de iluminação - não olhe fixamente para os pontos brilhantes perto de onde o sol está brilhando e não foque em áreas especialmente escuras.
Observe o quão bem você pode ver os detalhes nas áreas mais escuras - em que nível de escuridão se desvanece o preto.
Tente o mesmo com áreas claras - ao olhar para o sol, haverá um lugar onde os detalhes desaparecem e você não pode ver mais razoavelmente.
Lance seus olhos de um lado para o outro da cena entre a escuridão e a luz para tentar impedir que seu mecanismo de adaptação mude f-stop em você.
Agora, tire fotos da cena. Exponha "corretamente" e, em seguida, para que as áreas mais escuras que você possa ver possam ser vistas na foto e, em seguida, para que os realces mais brilhantes que você possa distinguir não sejam desbotados.
Se você tiver o equipamento, tire uma foto HDR com variação máxima de f-stop entre as fotos. (Meu Sony A77 permite etapas de 5ev.)
Minha experiência é que meu olho sempre pode ver uma faixa de brilho mais ampla do que minha câmera (Minolta 7Hi, A200, 5D, 7D, A700, A77, outras)
Na imagem HDR máxima (faixa de 10 ev entre os centros), meu olho pode ver tão ou melhor que a câmera.
A área em que isso não parece ocorrer é extremamente baixa com luz, quando eu precisar permitir que o olho se integre (o que ocorre por até 4 segundos!), Enquanto eu posso olhar para uma foto com pouca luz e ver a imagem imediatamente. O fato de eu precisar de uma exposição de 10 segundos é irrelevante para visualização.
Outras coisas variavelmente boas: