Belichtungssteuerung im Auge
Das menschliche Auge ist bis heute jeder elektronischen Bildaufzeichnung hinsichtlich des Kontrastumfangs überlegen. Dies verdankt das Auge einer zweifachen, permanenten Belichtungsanpassung. Wohl jedem bekannt ist die Iris, welche durch ringförmige Muskelkontraktion die Pupille verkleinern und durch radiale Muskelkontraktion die Pupille vergrößern kann. Diese Vorrichtung wird in jedem Fotoapparat durch die sogenannte Blende nachgebildet.
Der zweite Mechanismus hat keine technische Entsprechung: In den Sehzellen des Auges ist ein Stoff eingelagert, der „Sehpurpur“ oder auch „Rhodopsin“ heißt. Fällt Licht darauf, löst dies eine chemische Reaktion und damit einen elektrischen Impuls der Sehnervenzelle aus. Das chemisch veränderte Rhodopsin wird in der Sehzelle anschließend wieder hergestellt und damit scharf geschaltet. Dies ist das Grundprinzip des Sehens.
In heller Umgebung wird viel Sehpurpur verbraucht, das Auge kommt mit der Neuproduktion kaum nach. In der Folge ist relativ wenig der Substanz in den Zellen der Netzhaut vorhanden und das Auge verliert an Empfindlichkeit.
Ist es dunkel, reichert sich viel Sehpurpur in der Netzhaut an und das Auge wird immer empfindlicher. Das dauert jedoch einige Minuten, was die langsame Anpassung des Auges bei plötzlicher Dunkelheit erklärt.
Noch einen Trick zur Erhöhung des Kontrastumfangs kennt das Auge: Die Netzhaut setzt sich aus zwei Sehzellen-Typen zusammen, die aufgrund ihrer Form Stäbchen und Zäpfchen genannt werden. Erstere sind deutlich lichtempfindlicher, können aber nur schwarzweiß sehen, letztere erkennen auch Farben, sind aber auf mehr Licht angewiesen. Deswegen wird die Welt in der Dunkelheit zunehmend grau.
Nachtaktive Tiere kennen noch einen letzten Kniff zur Verbesserung der Sehkraft: Um auch das Licht auszunutzen, welches die Netzhaut durchdringt, ist der Augenhintergrund reflektierend. Das Licht wird dadurch zurückgeworfen und durchquert die Netzhaut ein zweites mal. Der Effekt ist auffällig, wenn man ein Tier nachts z.B. mit einer Taschenlampe anstrahlt: Die Augen scheinen zu leuchten.