Каково разрешение человеческого глаза (или сколько мегапикселей мы видим в каждый отдельный момент времени)

Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.

Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.

Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.

Начнём с общей структуры зрительной системы

1. Сетчатка
2. Зрительный нерв.
3. Таламус.
4. Зрительная кора.

Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Нас интересуют только колбочки и палочки, так как они создают картинку.

• Колбочки воспринимают синий, зелёный, красный цвета.
• Палочки формируют яркостную составляющую с наибольшей чувствительностью в бирюзовом цвете.

Колбочек в среднем 7 млн, а палочек — около 120 млн.

Практически все колбочки расположены в центральной ямке FOVEA (жёлтое пятно в центре сетчатки). Именно fovea отвечает за самую чёткую область зрительного поля.
Для лучшего понимания проясню — fovea покрывает ноготь на мизинце на вытянутой руке, разрешающий угол примерно 1,5 градуса. Чем дальше от центра fovea, тем более размытую картинку мы видим.

Плотность распределения палочек и колбочек в сетчатке.

Палочки отвечают за восприятие яркости/контраста. Наибольшая плотность палочек — примерно по-середине между центральной ямкой и краем сетчатки.

Интересный факт — многие из вас замечали мерцание старых мониторов и телевизоров при взгляде на них «боковым зрением», а когда смотрите прямо, то всё отлично, было, да?)

Это происходит по причине наибольшей плотности палочек в боковой части сетчатки. Чёткость зрения там паршивая, зато чувствительность к изменению яркости — самая высокая.
Как раз эта особенность и помогала нашим предкам быстро реагировать на самые мелкие движения на периферии зрения, чтобы тигры не пооткусывали им задницы)

Итак, что мы имеем — сетчатка содержит суммарно около 130 Мп. Ура, вот и ответ!

Нет… это только начало и цифра далека от верного значения.

Вернёмся снова к центральной ямке 

fovea.

Колбочки в самой центральной части ямки «umbo» имеют каждая свой аксон (нервное волокно).

Т.е. эти рецепторы, можно сказать, самые приоритетные — сигнал от них почти напрямую поступает в зрительную кору мозга.

Колбочки, расположенные дальше от центра, уже собираются в группы по несколько штук — они называются «рецептивные поля».

Например, 5 колбочек соединяются с одним аксоном, и дальше сигнал идёт по зрительному нерву в кору.

На этой схеме как раз показан случай такой группировки нескольких колбочек в рецептивное поле.

Палочки, в свою очередь, собираются в группы по несколько тысяч — для них важна не резкость картинки, а яркость.

Итак, промежуточный вывод:

• каждая колбочка в самом центре сетчатки имеет свой аксон,
• колбочки на границах центральной ямки собираются в рецептивные поля по несколько штук,
• несколько тысяч палочек соединяются с одним аксоном.

Здесь начинается самое интересное — ~130 миллионов рецепторов превращаются за счёт группировки в 1 миллион нервных волокон (аксонов).

Да, всего один миллион!

Но как же так?!

В фотиках матрицы по 100500 мегапикселей, а наши глаза всё равно круче!

Сейчас и до этого доберёмся)

Значит, 130 Мп превратились в 1 Мп, и мы каждый день смотрим на мир вокруг… хорошая графика, не так ли?)

Есть пара инструментов, помогающих нам видеть мир вокруг почти постоянно почти чётким:

1.Наши глаза совершают микро- и макросаккады — что-то типа постоянных перемещений взгляда.

Макросаккады — произвольные движения глаз, когда человек рассматривает что-то. В это время происходит «буферизация» или слияние соседних изображений, поэтому мир вокруг нам кажется чётким.

Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие (несколько угловых минут) движения.

Они необходимы для того, чтобы рецепторы сетчатки банально успевали насинтезировать новых зрительных пигментов — иначе поле зрения просто будет серым.

2.Ретинальная проекция

Начну с примера — когда мы читаем что-то с монитора и постепенно крутим колёсико мышки для перемещения текста, то текст не смазывается… хотя должен) Это очень занятная фишка — здесь в работу подключается зрительная кора.

Она постоянно держит в буфере картинку и при резком смещении объекта/текста перед зрителем быстро смещает эту картинку и накладывает на реальное изображение.

А как же она знает, куда смещать?

Очень просто — Ваше движение пальцем по колёсику уже изучено моторной корой до миллиметров… Зрительная и моторная области работают синхронно, поэтому Вы не видите смаза.

А вот когда кто-то другой крутанёт колёсико….:)

Зрительный нерв

С каждого глаза выходит зрительный нерв плотностью ~1 Мп (от 770 тысяч до 1,6 млн пикселей — кому как повезло), дальше нервы с левого и правого глаз пересекаются в оптической хиазме — это видно на первой картинке — происходит смешение аксонов примерно по 53% с каждого глаза.

Потом два этих пучка попадают в левую и правую части таламуса — это такой «распределитель» сигналов в самом центре мозга.

В таламусе происходит, можно сказать, первичная «ретушь» картинки — повышается контраст.

Далее сигнал из таламуса поступает в зрительную кору.

И здесь происходит невероятное количество процессов, вот основные:

• слияние картинок с двух глаз в одну — происходит что-то типа наложения (1 Мп так и остаётся),
• определение элементарных форм — палочек, кружочков, треугольников,
• определение сложных шаблонов — лица, дома, машины и т. д.,
• обработка движения,
• покраска картинки. Да, именно покраска, до этого в кору просто поступали аналоговые импульсы разной частоты,
• ретушь слепых зон сетчатки — без этого мы бы видели постоянно перед собой два тёмно-серых пятна размером с яблоко,
• ещё уйма «фотошопа»,
• и наконец, вывод финального изображения — то, что вы и называете зрением — феномен зрения.
  

Так почему же, спросите вы, мы не видим отдельных пикселей? Картинка должна быть совсем убогая, как на старой приставке!

В этом и заключается суть феноменологии зрения — у вас ОДНА зрительная система. Вы не можете посмотреть на свою же картинку со стороны.

Если бы человек обладал двумя зрительными системами и по желанию мог переключиться с системы 1 на систему 2 и оценить как работает первая система — тогда да, ситуация была бы печальная 🙂

Но имея одну зрительную систему ВЫ сами и являетесь этой картинкой, которую видите!

Зрительная кора сама осознаёт процесс зрения. Перечитайте это несколько раз.
При травме первичной зрительной коры человек не понимает, что он слеп — это называется анозогнозия, т.е. картинку он совершенно не видит, но при этом может нормально ходить по коридору с препятствиями(первая ссылка в списке).

Завершая эту, надеюсь, краткую и понятную статью, хочу напомнить — мы все имеем картинку в ~1 Мп… живите с этим 🙂

Литература:
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»

Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»

Ссылки:

https://www.cell.com/fulltext/S0960-9822(08)01433-4
https://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2161180
https://en.wikipedia.org/wiki/Fovea_centralis
https://en.wikipedia.org/wiki/Photoreceptor_cell

Статьи

Микроскоп (от микро. .. и греческого  skopeo — смотрю) – это оптический прибор для получения сильно увеличенного изображения изучаемого очень маленького объекта, невидимого невооружённым глазом. При помощи микроскопа можно рассмотреть мелкие детали строения объекта, размеры которых лежат за пределами разрешающей способности глаза.

Человеческий глаз представляет собой естественную оптическую систему. И эта система характеризуется определённым разрешением. Что такое разрешение оптической системы? Это наименьшее расстояние между элементами наблюдаемого объекта, при котором эти элементы ещё могут быть отличены один от другого (под элементами объекта мы понимаем точки или линии).

Если объект удален на так называемое расстояние наилучшего видения, которое составляет 250 мм, то для нормального человеческого глаза минимальное разрешение составляет примерно 0,1 мм, а у многих людей — около 0,20 мм. Примерно это соответствует толщине человеческого волоска. Размеры объектов, таких как микроорганизмы большинства растительных и животных клеток, мелкие кристаллы, детали микроструктуры металлов и сплавов и т. п., значительно меньше 0,1 мм. Такие объекты мы будем называть микрообъекты. Для наблюдения и изучения подобных объектов и предназначены микроскопы различных типов. С помощью микроскопа определяют форму, размеры, строение и многие другие характеристики микрообъектов. Оптический микроскоп даёт возможность различать структуры с расстоянием между элементами до 0,20 мкм, т.е. разрешающая способность такого микроскопа составляет около 0,20 мкм или 200 нм.

Когда мы говорим о разрешающей способности микроскопа, мы подразумеваем, точно также как и под разрешающей способностью человеческого глаза, раздельное изображение двух близко расположенных объектов. Надо помнить, что разрешающая способность и увеличение – это не одно и тоже. Например, если при помощи систем визуализации получить со светового микроскопа фотографии двух линий, расположенных на расстоянии менее 0,20 мкм (т.е. менее разрешающей способности микроскопа), то, как бы мы не увеличивали изображение, линии все равно будут сливаться в одну.

Т.е. мы сможем получить большое увеличение, но не улучшим его разрешение. Общее увеличение микроскопа равно произведению линейного увеличения объектива на угловое увеличение окуляра. Значения увеличений гравируются на оправах объективов и окуляров. Рассмотрим микроскоп плоского поля (не стереоскопический). Это биологические микроскопы, металлографические, поляризационные. Обычно объективы такого микроскопа имеют увеличения от 4 до 100 крат, а окуляры — от 5 до 16. Поэтому общее увеличение оптического микроскопа лежит в пределах от 20 до 1600 крат. Разумеется, технически возможно разработать и применить в микроскопе объективы и окуляры, которые дадут общее увеличение, значительно превышающее 1600 крат (например, существуют окуляры с увеличением 20 крат, которые в паре с объективом 100 крат дадут увеличение 2000 крат). Однако, обычно это нецелесообразно. Большие увеличения не являются самоцелью оптической микроскопии. Назначение микроскопа состоит в том, чтобы обеспечить различение как можно более мелких элементов структуры препарата, т. е. в максимальном использовании разрешающей способности микроскопа. А она имеет предел, обусловленный волновыми свойствами света. Таким образом, различают полезное и неполезное увеличение микроскопа. Полезное увеличение – это когда можно выявить новые детали строения объекта, а неполезное – это увеличение, при котором, увеличивая объект в сотни и более раз, нельзя обнаружить новых деталей строения объекта.

Еще раз остановимся на понятии разрешающей способности. Разрешающая способность оптических приборов (так же ее называют разрешающая сила) характеризует способность этих приборов давать раздельные изображения двух близких друг к другу точек объекта. Наименьшее линейное или угловое расстояние между двумя точками, начиная с которого их изображения сливаются, называется линейным или угловым пределом разрешения. Существование предела разрешающей способности влияет на выбор увеличений, которые мы получаем с помощью микроскопа. Увеличения до 1250 крат называют полезными, т. к. при них мы различаем все элементы структуры объекта. При этом возможности микроскопа по разрешающей способности исчерпываются. Это увеличение получаем при использовании объектива 100 крат, работающего с масляной иммерсией, и окуляра 12,5 крат (полезное увеличение окуляров лежит от 7,5 до 12,5 крат). При увеличениях свыше 1250 крат не выявляются никакие новые детали структуры препарата. Однако иногда такие увеличения используют — в микрофотографии, при проектировании изображений на экран и в некоторых других случаях.

Когда необходимо существенно более высокое полезное увеличение, используют электронный микроскоп. Этот микроскоп обладает существенно более высокой разрешающей способностью, нежели оптический микроскоп. Электронный микроскоп – это прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 10⁶ раз) увеличенного изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30—100 кэв и более) в условиях глубокого вакуума.

Сложность человеческого глаза – от слепого пятна и макулы до сфокусированного и периферийного зрения

Понимание принципов зрения 16 окт. 2017 г.

Как наш мозг корректирует сложные дефекты человеческого глаза.

Наши глаза эволюционировали в течение 500 миллионов лет, начиная с простой светочувствительной точки. Это является очень важным эволюционным шагом, потому что зрячие существа имеют явные преимущества перед слепыми особями. Исследователи никак не могут прийти к единому мнению относительно того, произошли ли эти глаза от одного прото-глаза или же в каждом отдельном случае глаза развивались независимо друг от друга. Потребности разных организмов привели к возникновению разных типов глаз: от плоских глаз, глаз в виде ямочки, глаз в виде отверстия, а также фасеточных или сложных глаз до глаз с хрусталиком у позвоночных, включая людей. Последний тип глаз считается одним из наиболее совершенных органов зрения, созданных природой. Развитие глаз с хрусталиком позволило четко и ясно воспринимать окружающую среду. Несмотря на это, человеческий глаз имеет свои эволюционные слабости…

Работая совместно с глазами, мозг играет важную роль в мире человеческого зрения. Прилагая незаметные минимальные усилия, он компенсирует недостатки наших глаз. Это лучший пример командной игры!

Когда глаз с хрусталиком у позвоночных (и, конечно же, у человека) эволюционировал, произошло нечто необычное. Например, в отличие от каракатицы, имеющей очень сложный пузыреобразный глаз с хрусталиком, появившийся в результате впячивания эпидермиса, человеческий глаз (по-видимому, случайно) формировался совершенно по-другому по мере развития мозга. На первый взгляд, это может показаться незначительным отличием, к тому же, зачастую более предпочтительным является наличие большего количества зрительных рецепторов. Как этом ни странно, наши зрительные рецепторы расположены неправильно вокруг сетчатки и направлены внутрь организма, а нервные клетки – к источнику света. Это означает, что у нас «перевернутый глаз», из-за чего мозгу требуется устанавливать предметы в соответствии с правильной перспективой. Это также означает, что люди и другие позвоночные имеют так называемое слепое пятно.

Слепое пятно (Fovea centralis)

Слепое пятно (скотома) – место в глазах, в котором зрительный нерв проходит через сетчатку в мозг. Сеть нервных клеток, являющаяся частью зрительного нерва, создает некое подобие «отверстия» в сетчатке, т.е. часть поля зрения, которая не воспринимается из-за недостатка светочувствительных зрительных фоторецепторов. Эта неудачная конструкция сетчатки, которая приводит к возникновению слепого пятная в нашем поле зрения, называется у специалистов «перевернутым глазом». Слепое пятно расположено на 15 градусах к носу относительно зрительной линии. Здоровые люди не замечают недостающей зрительной информации, поскольку наш мозг интерполирует слепое пятно на основании информации об окружающей среде, информации от другого глаза и обработки изображений, получаемых в результате движений глаз.

Слепое пятно было впервые описано французским физиком Эдмом Мариоттом в 1660 г.

1. Слепое пятно                    2. Макула
3. Зрительный нерв              4. Конъюнктива
5. Роговица                           6. Камера глаза
7. Зрачок                               8. Радужка
9. Хрусталик                        10. Ресничная мышца
11. Стекловидное тело       12. Склера
13. Сосудистая оболочка    14. Сетчатка

 

Демонстрация слепого пятна

Вот как это делается:
Закройте левый глаз и сфокусируйте правый глаз на точке слева. Расположитесь таким образом, чтобы ваш глаз находился от экрана на расстоянии, примерно в два раза больше расстояния между точкой и центром сетки на экране. Теперь медленно поверните голову назад от экрана. В определенной точке вы заметите, что пустой центр сетки «заполнен». Это и есть слепое пятно – точка, в которой недостающая зрительная информация передается мозгу.

Лучший друг слепого пятна – макула

Так же, как и слепое пятно, каждый человеческий глаз имеет зону на сетчатке, в которой обеспечивается максимально сфокусированное зрение – так называемая макула (macula lutea). Центр макулы содержит наибольшую концентрацию колбочек, одного из двух типов зрительных фоторецепторов глаза. Данная небольшая центральная ямка (fovea centralis) располагается точно в середине макулы и отвечает за четкое центральное зрение.

В темноте все кошки серы

Животные, которым требуется хорошее ночное зрение, обычно имеют большие глаза, например, совы, экзотические животные (долгопяты) и даже кошки. Фактически у кошек тоже есть специальная сетчатка, содержащая отражающий слой, который пропускает больше света к сетчатке. Глаза ночных охотников устроены не так, как у людей. По сравнению с людьми, ведущими дневной образ жизни, ночные животные имеют гораздо больше палочек (отвечающих за восприятие яркости), чем колбочек (отвечающих за цветовосприятие).

Наши колбочки играют ключевую роль в цветном зрении. У нас всего три типа колбочек, которые имеют максимальную чувствительность к красному, синему или зеленому свету, соответствующие определенным длинам волн дневного света. Ночью нет света с данными длинами волн. В результате мы теряем доступ к информации о цветах, активными остаются только палочки, из-за чего все кажется серым.

Почему мы не можем пристально смотреть на предметы

Вы можете сказать, что все существа имеют глаза, которые они заслуживают. Потенциальным жертвам хищников важно иметь отличное круговое поле зрения. Именно поэтому глаза у зайцев, оленей и других травоядных животных глаза расположены на боковых сторонах головы. Однако это усложняет восприятие глубины и расстояния.

Благодаря глазам, направленным вперед, люди могут очень точно оценивать глубину и расстояние, хотя у нас и нет кругового поля зрения, возможно, из-за того, что оно нам не нужно.

Строго говоря, мы не можем пристально смотреть на предмет, когда фокусируемся на нем. Зрительные фоторецепторы на нашей сетчатке реагируют только на изменения условий освещения. Таким образом, если мы начнем пристально смотреть на предмет, то неподвижное изображение начнет расплываться. Природа, как всегда, имеет решение: наши глаза непрерывно совершают небольшие движения, чего мы даже не замечаем, чтобы предмет находился в фокусе и мы могли воспринимать предметы вокруг себя. Даже когда мы фокусируем взгляд в одной точке, наши глаза совершают небольшие и быстрые перемещения, известные как саккада.

Сравнение сфокусированного зрения и периферийного зрения

Периферийное зрение является частью вашего зрения, которое находится за пределами центрального сфокусированного поля зрения. Целью периферийного зрения является формирование первоначального представления или контекста перед тем, как вы сможете сфокусироваться на чем-либо, поэтому оно работает не так, как сфокусированное зрение. Периферийное зрение занимает более 90% поля зрения, используя при этом около 50% зрительных фоторецепторов. Это означает, что в нашем периферийном зрении способность различать мелкие детали отходит на второй план из-за гораздо меньшей остроты зрения или разрешения. Однако наше периферийное зрение гораздо лучше позволяет воспринимать движение, потому что нам нужно быстро распознавать потенциальные риски.

Периферийное зрение и очковые линзы

Когда зрение становится нечетким, нужно надеть очки, чтобы скорректировать соответствующие дефекты. Однако самым сложным в изготовлении линз является конструкция линзы которая не только восстанавливает четкое центральное зрение, но и обеспечивает комфортное ненапряженное периферийное зрение. Именно поэтому расчеты, выполненные при производстве линз, требуют математических и научно-технических знаний в области оптики. В итоге периферийное зрение владельца очков при ношении очков не должно отличаться от периферийного зрения при отсутствии коррекции зрения. Данная задача усложняется, когда речь заходит о производстве прогрессивных очков или очков для занятий спортом с изогнутыми линзами.

Знаете ли вы, что для определения того, сколько нужно времени для привыкания к прогрессивным линзам в зонах близи, дали и промежуточной зоне используется не наше центральное, сфокусированное зрение, а изменения периферийного зрения? Данные изменения могут приводить к искажениям, которые могут быть незаметны в начале. Но беспокоиться не о чем: наш мозг быстро адаптируется к данным изменениям. Мы быстро привыкаем к новому зрению и воспринимаем изображение периферии как нормальное.

Однако существует два важных момента:

1. Обратитесь за профессиональным советом к специалисту, чтобы он помог подобрать прогрессивные линзы, подходящие именно вам.
   
2. Носите новые прогрессивные линзы практически непрерывно с самого начала, особенно когда вы много двигаетесь. Это поможет вашему мозгу гораздо быстрее привыкнуть к новому улучшенному зрению.
   

Мой зрительный профиль Укажите персональные зрительные привычки и подберите индивидуальное решение.

Зайдите в ваш зрительный профиль сейчас!

Найдите оптику рядом с вами

Статьи по теме

Сопутствующие товары

Может ли человеческий глаз видеть 4K?

Человеческие глаза способны на многое, в том числе видеть мелкие или далекие объекты.

Однако могут ли они видеть все пиксели в последних разрешениях? Способны ли человеческие глаза видеть разрешение 4K?

Мы обнаружили, что человеческий глаз может видеть разрешение 4K, когда взгляд неподвижен, но только если острота зрения 20/20 или выше. Если взгляд движется, человеческий глаз может видеть разрешение более 8K.

При сравнении 4K и других разрешений также требуется высокая острота зрения и/или короткое расстояние просмотра.

Быстрая навигация

• Видит ли человеческий глаз 8K?
• Может ли человеческий глаз видеть 4K?
• Какое максимальное разрешение может видеть человеческий глаз?
• В каком разрешении видит человеческий глаз?
  • Видит ли человеческий глаз разницу между 4K и 8K?
  • Видит ли человеческий глаз разницу между 2K и 4K?
  • Видит ли человеческий глаз разницу между 1080p и 4K?
• Каково идеальное разрешение экрана для человеческого глаза?
  • Каков идеальный максимальный размер экрана для моей установки?
• Заключение

Видит ли человеческий глаз 8K?

Технически ваши глаза могли бы видеть все пиксели в разрешении 8K, если бы ваш взгляд двигался, но вы, вероятно, не хотели бы постоянно перемещать свой взгляд, глядя на экран.

Дисплей 8K имеет примерно в восемь раз больше пикселей, чем дисплей 4K. Это составляет удивительные 33 миллиона пикселей или 33 мегапикселя!

Если ваш взгляд неподвижен (что обычно бывает, когда вы смотрите сериал или работаете за компьютером), ваши глаза не смогут увидеть все пиксели.

На самом деле, даже если у вас острота зрения 20/20 или выше, вы все равно будете видеть менее половины пикселей!

Может ли человеческий глаз видеть 4K?

Опять же, ваши глаза могли бы видеть все пиксели в разрешении 4K, если бы ваш взгляд двигался, но это создавало бы странные впечатления от просмотра.

Дисплей 4K имеет примерно в четыре раза больше пикселей, чем дисплей 2K, что в сумме составляет около 8 миллионов пикселей или 8 мегапикселей!

Если ваш взгляд неподвижен, ваши глаза могут видеть все пиксели. Однако это только в том случае, если ваша острота зрения составляет 20/20 или выше, что обычно не так для большинства людей.

Если острота вашего зрения ниже 20/20, вы сможете видеть только около четверти пикселей!

Какое максимальное разрешение может видеть человеческий глаз?

Если предположить идеальные условия, человеческий глаз может видеть с максимальным разрешением 576 миллионов пикселей или 576 мегапикселей, когда вы двигаете взглядом.

Однако это зависит от нескольких факторов, которые сильно различаются от человека к человеку.

Некоторые из факторов включают:

• Ваша острота зрения
• На какой объект вы смотрите
• Какой у вас угол обзора по отношению к объекту
• Как быстро движется ваш взгляд

Таким образом, даже если острота вашего зрения 20/20 или выше, вы не сможете увидеть разрешение 576 мегапикселей.

В каком разрешении видит человеческий глаз?

В среднем человеческий глаз может видеть только 2–15 миллионов пикселей, когда ваш взгляд неподвижен.

Это огромное падение по сравнению с 576 миллионами пикселей, и основная причина в том, что ваш взгляд не двигается.

Это потому, что ваши глаза могут фокусироваться только на небольшой области за раз. Технически вы можете видеть за пределами вашей зоны фокусировки, но все остальное более размыто и не в высоком разрешении.

Таким образом, когда ваш взгляд движется, область фокусировки вашего зрения охватывает все вокруг, занимая до 576 миллионов пикселей.

Но когда ваш взгляд неподвижен, ваш зрительный фокус ограничен тем, что находится прямо перед вами.

Если острота вашего зрения 20/20 или выше, это может быть 5–15 миллионов пикселей.

Но если острота вашего зрения ниже 20/20 (что верно для большинства людей), то вы, вероятно, будете видеть ближе к 2 миллионам пикселей.

Видит ли человеческий глаз разницу между 4K и 8K?

Ответ – неожиданное «да!»

Многие утверждают, что человеческий глаз не видит разницы между 4K и 8K, потому что наш взгляд не может видеть все отдельные пиксели для обоих разрешений.

Однако эксперимент, проведенный в Сеуле, Южная Корея, доказал обратное.

В женском университете Ихва д-р Юнг Кьюнг Парк провела исследование, в ходе которого испытуемые просматривали изображения на телевизорах с разрешением 4K и 8K.

В среднем испытуемые считали изображение с разрешением 8K более четким.

Но, как ни странно, не это было самым важным. Самая большая разница заключалась в том, насколько реалистично выглядело изображение!

С большим количеством пикселей телевизор 8K смог отображать больше оттенков цветов, что позволило получить более детализированные изображения, большую визуальную глубину и более плавные цвета.

Таким образом, несмотря на то, что человеческий глаз обычно не может видеть каждый пиксель, более высокое разрешение создает более плавное, глубокое и реалистичное изображение, которое мы можем воспринимать.

Видит ли человеческий глаз разницу между 2K и 4K?

Технически, да.

Однако вам потребуется либо зрение 20/20, либо очень короткое расстояние просмотра, что совершенно непрактично.

Как мы объяснили выше, типичный человек со зрением менее 20/20 сможет видеть максимальное разрешение 2K или 2 миллиона пикселей.

Между тем, человек со зрением 20/20 или выше сможет видеть разрешение 4K или 4 миллиона пикселей.

Итак, если у вас высокая острота зрения, вы сможете заметить разницу между ними с обычного расстояния просмотра.

Если нет, вам придется сидеть гораздо ближе к экрану, чтобы заметить разницу. Однако это часто нецелесообразно, особенно если вы смотрите по телевизору.

Видит ли человеческий глаз разницу между 1080p и 4K?

Да, ваши глаза видят разницу между разрешением 1080 пикселей и разрешением 4K.

Однако разница не так заметна, если вы смотрите с дивана, на расстоянии трех-четырех футов.

Чтобы увидеть разницу, вам нужно либо иметь остроту зрения 20/20 или выше, либо вам нужен 4K-телевизор с диагональю не менее 42 дюймов.

Каково идеальное разрешение экрана для человеческого глаза?

Ответ: это зависит от того, какая у вас установка!

Человеческий глаз в сочетании с вычислительной мощностью вашего мозга способен на многое.

Но в зависимости от того, как вы настроили свой дисплей, для ваших глаз может не иметь большого значения, если у вас дисплей с невероятно высоким разрешением, в отличие от стандартного дисплея с разрешением 1080 пикселей.

Технически требуется много математических вычислений, чтобы определить идеальное разрешение экрана для ваших глаз и вашей настройки.

Но, к счастью для нас, TechSpot создал таблицу Google, которая автоматически вычисляет, имеет ли экран более высокое разрешение, чем вы можете видеть физически!

Это может помочь вам понять, стоит ли приобретать более высокое разрешение или оно не будет иметь большого значения для ваших глаз.

Google Sheet производит расчеты на основе нескольких ключевых факторов, в том числе:

• Ваша острота зрения
• Расстояние между вами и экраном
• Размер экрана
• Разрешение экрана

Каков идеальный максимальный размер экрана для моей установки?

Используя автоматический калькулятор Google Sheets от TechSpot, мы нашли идеальные максимальные размеры экрана как для мониторов, так и для телевизоров, используя зрение 20/20 в качестве базового уровня.

Однако обратите внимание, что размеры этих дисплеев измеряются в диагоналях, что означает, что они равны √(ширина3 + высота2), так что вам придется выполнить некоторые минимальные расчеты, чтобы увидеть, совпадают ли размеры вашего дисплея.

Предполагая, что вы смотрите на мониторы с расстояния 24 дюйма, вот идеальные максимальные размеры экрана:

• Монитор с разрешением 1080p — 14 дюймов
• Монитор с разрешением 2K — 18,5 дюймов
• Монитор с разрешением 4K — 28 дюймов 

Если вы смотрите телевизор с расстояния 48 дюймов, вот идеальные максимальные размеры экрана:

• Телевизор с разрешением 1080p — 30 дюймов 
• Телевизор с разрешением 2K – 41 дюйм
• Телевизор с разрешением 4K — 61 дюйм

Заключение

Если ваш взгляд неподвижен, вы не сможете увидеть все пиксели на дисплее с разрешением 8K, 

Если ваш взгляд неподвижен и у вас зрение 20/20 или лучше, вы иметь возможность видеть все пиксели на дисплее с разрешением 4K.

Максимальное разрешение, которое может видеть человеческий глаз, составляет 576 миллионов пикселей, но это только при движении взгляда.

Когда ваш взгляд не движется, ваши глаза обычно могут видеть с разрешением 2–15 миллионов пикселей, в зависимости от того, насколько высока ваша острота зрения.

Согласно исследованию, человеческий глаз может определить разницу между разрешением 8K и 4K, при этом 8K кажется более реалистичным.

Ваши глаза могут определить разницу между разрешением 2K и 4K, но только если у вас высокая острота зрения или вы находитесь очень близко к экрану.

Ваши глаза могут определить разницу между разрешением 1080p и 4K, но вам понадобится большой дисплей или высокая острота зрения, если вы хотите увидеть разницу с дивана.

Идеальное разрешение экрана для ваших глаз зависит от остроты вашего зрения, расстояния просмотра и размера диагонали вашего телевизора.

Идеальный максимальный размер дисплея для просмотра с расстояния в два фута: 14 дюймов для 1080p, 18,5 дюймов для 2K и 28 дюймов для 4K.

Идеальные максимальные размеры экрана для просмотра с расстояния 4 фута: 30 дюймов для 1080p, 41 дюйм для 2K и 61 дюйм для 4K.

оптика — Каково разрешение человеческого глаза в пикселях?

Спросил 1 год, 9 месяцев назад

Изменено 1 год, 9 месяцев назад

Просмотрено 367 раз

$\begingroup$

Если бы можно было встроить в человеческий мозг камеру, которая фотографирует то, что мы видим. Каково будет разрешение этих изображений с точки зрения количества пикселей?

Этот вопрос не о числах, а скорее о физическом способе получения ответа. Если мы выберем человека , как мы можем найти разрешение зрения этого конкретного человека? Будет ли это всегда одинаково? Или это зависит от расстояния до предмета, на котором фокусируется этот человек? 9\circ$ — вдвое больше дифракционного предела, что означает всего около 28 миллионов «пикселей».

Я не совсем понимаю, что вы имеете в виду, когда говорите о физическом способе получения ответа. Если вы имеете в виду, что хотите измерить чью-то остроту зрения, то есть наименьшее угловое расстояние, которое они могут разрешить, то окулисты делают это каждый день. Также стоит отметить, что у глаз нет пикселей, и что угловое разрешение зависит от того, где в поле зрения расположены объекты, условий освещения и т. д.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Каково разрешение человеческого глаза в пикселях?

В человеческом глазу нет пикселей; то, как он обрабатывает цвета, сильно отличается от цифровой камеры; то, как он приспосабливается к низким уровням освещенности, также сильно отличается; и то, что мы воспринимаем, когда мы что-то «видим», зависит от сложной обработки в мозгу в такой же (возможно, и в большей) степени, как и от изображения на сетчатке.

Таким образом, на ваш вопрос более или менее невозможно ответить, потому что человеческий глаз и система человеческого зрения почти или совсем не похожи на цифровую камеру. Это все равно, что спросить: «Если бы мы могли попробовать числа, сколько чисел мы могли бы попробовать?».

$\endgroup$

$\begingroup$

Нынешняя технология не выполняет то, о чем вы просили, а наоборот, то есть просфен. Мы можем преобразовывать изображения в электрические сигналы, чтобы обеспечить визуальный протез, это означает, что возможно преобразование электрических сигналов в нейронные импульсы, и если вы слышали о нейронных связях, именно это они и делают.

Таким образом, мы можем преобразовать изображения в нейронные импульсы с помощью электродов и наоборот. Но то, как именно нейронные спайки будут транслироваться в разрешение или пиксели, не было предсказано, насколько мне известно. Дело в том, что у человеческого глаза нет «пикселей», поэтому мы не можем предсказать это без значительного развития биотехнологии. То, что мы знаем о настоящем, является своего рода приблизительным, мы не можем точно воспроизвести изображение, поэтому обратный процесс также является неизвестной территорией.

PS: У меня нет серьезного опыта в области биотехнологий, и мой ответ основан на моих знаниях о зрительных протезах. Я бы посоветовал вам задать этот вопрос на сайте Biology stackexchange, так как там вы можете получить лучший ответ от кого-то, кто работает в этой конкретной области.

$\endgroup$

2

Твой ответ

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Обязательно, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Является ли «разрешение» человеческого глаза «бесконечным»? – Неврологизм

Никакая измеримая физическая величина никогда не бывает бесконечной. Другими словами, только теоретические понятия могут быть окончательно названы бесконечными. Но это, возможно, эпистемологическое утверждение, которое здесь не нужно. Итак, давайте углубимся в мельчайшие детали того, как на самом деле измеряется визуальное «разрешение». Как мы увидим, количество светочувствительных клеток в сетчатке не говорит нам о «разрешении» зрительной системы в целом. В некоторых случаях наше визуальное «разрешение» превосходит разрешение глаза, рассматриваемого изолированно.

Острота зрения [1] – это острота, с которой мы можем различать световые узоры на сетчатке глаза. Это зависит от точного местоположения света, падающего на сетчатку.

Острота зрения измеряется с использованием углов, а не пикселей. Это связано с тем, что пиксели изображения не говорят нам, насколько далеко изображение находится от зрителя во время тестирования. Если мы смотрим на изображение с блочными пикселями, чем дальше оно находится, тем сложнее становится разрешить различия между соседними пикселями. Что остается примерно постоянным, так это наименьший угол, под которым объект находится перед глазом, для которого этот объект распознается. Этот угол измеряется оптометристом с помощью диаграммы, подобной приведенной ниже.

Размер самой маленькой буквы, которую вы можете разобрать, измеренный в дюймах или сантиметрах, не является стабильным измерением. Если вы отодвинете диаграмму, этот размер увеличится. Но угол, образуемый буквой у глаза, остается более или менее постоянным по мере того, как вы отдаляете диаграмму. Это просто еще один способ сказать, что для того, чтобы видеть детали объектов вдали, объекты должны быть намного больше, чем они должны были бы быть, если бы они были прямо перед вами.

На приведенной ниже диаграмме показано, как относительная острота зрения («обратная величина угла зрения в градусах, деленная на фовеальную величину») одного глаза зависит от положения изображения на сетчатке:

«Бесконечное разрешение» означало бы, что относительная острота зрения взлетела бы до бесконечности в центральной ямке — это невозможно, потому что это означало бы, что люди могли бы различать сколь угодно малые промежутки (приближающиеся к нулю градусов) между объектами. Мы знаем, что это неправда.

«Разрешение» центральной ямки, измеряемое как количество колбочек на единицу площади мозаики сетчатки, является ключевым фактором, определяющим остроту зрения. (Число колбочек конечно, и это еще одна причина, по которой зрительная система не имеет бесконечного разрешения.)

Не случайно диаграмма остроты зрения прекрасно коррелирует с графиком плотности колбочек в зависимости от угла зрения от сетчатки — синяя линия на рисунке ниже.

На странице Википедии, посвященной остроте зрения, приведены некоторые соответствующие цифры:

.

«Максимальное угловое разрешение человеческого глаза – 28 угловых секунд или 0,47 угловых минуты, [18] это дает угловое разрешение 0,008 градуса, и на расстоянии 1 км соответствует 136 мм. Это равно 0,94 угловых минуты на пару линий (одна белая и одна черная линия), или 0,016 градуса. Для пары пикселей (один белый и один черный пиксель) это дает плотность пикселей 128 пикселей на градус (PPD)».

Но острота зрения — это еще не все. У людей есть то, что известно как повышенная острота зрения[2] — наша зрительная система в некоторых обстоятельствах может превышать ограничения «разрешения» сетчатки.

Сверхактуальность зависит от типа задачи визуального различения, которую вы выполняете. Один тип задач включает в себя измерение остроты зрения по нониусу[3] — нашей способности определить, выровнены ли два сегмента линии или нет.

Наименьший угол зрения, разделяющий две линии, которые мы оцениваем как «несовмещенные», меньше угла, который вы получаете при измерении нормальной остроты зрения. Удивительно, но этот феномен, несмотря на то, что он известен с конца 1800-х годов, до сих пор не получил адекватного объяснения нейробиологией [4].

Этот отрывок из статьи [5] о сверхостроте зрения показывает, насколько ошеломляющей на самом деле является эта способность:

«В то время как в некоторых задачах (например, при различении двух соседних точек) пороги находятся в диапазоне 30–60 угловых секунд, в других задачах, таких как нониус, порог может быть всего 5 угловых секунд. Пороговое значение в 5 угловых секунд означает, что наблюдатель надежно различает детали размером менее 0,02 мм на расстоянии 1 м или размером с монету в четверть доллара на расстоянии 17 км! Можно лучше оценить поразительную точность этого представления, рассмотрев оптические свойства глаза. В пространственно наиболее чувствительной области сетчатки — фовеа — диаметр фоторецепторов находится в пределах 30—60 угловых секунд, а размеры рецептивных полей ганглиозных клеток сетчатки могут быть еще больше. Таким образом, люди могут различать детали с точностью лучше, чем одна пятая размера самого чувствительного фоторецептора. Г. Вестгеймер ввел термин сверхострота зрения для описания таких показателей (Westheimer, 19).81)». [курсив добавлен]

Таким образом, угловое разрешение зрительной системы человека (в отличие от глаза) лучше, чем можно было бы ожидать, если бы мы просто измерили чувствительность светочувствительных клеток глаза. Это разрешение не бесконечно, но, тем не менее, оно довольно удивительно.

---

Примечание

В статье, которую я только что процитировал, есть очень интересный абзац, который лежит в основе моей проблемы с концепцией «разрешения», когда речь идет о зрительной системе (или любой сенсорной системе):

«Сверхострота зрения изучается экспериментаторами уже более ста лет, первое сообщение о верньерной сверхостроте относится к 1892 году. К настоящему времени, вероятно, наиболее интересным моментом в отношении сверхостроты является то, что это не должно вызывать удивления, если рассматривать его в контекст вычислительной нейробиологии зрительной системы. Во-первых, благодаря функции точечного рассеяния оптики глаза очень маленькая световая точка, проецируемая на сетчатку, может активировать до 40 различных фоторецепторов. Таким образом, нет никаких априорных оснований ожидать простой связи между остротой зрения, проявляемой системой, и расстоянием между соседними фоторецепторами. Во-вторых, нет оснований ожидать одинаковых порогов для разных задач, если только не предположить, что первая стадия видения, общая для всех последующих процессов обработки, сводится к внутренней реконструкции внешнего мира каким-то уникальным и достоверным образом». [курсив добавлен]

Последний пункт, который я выделил, имеет решающее значение: человеческое зрение — это не какая-то обработка информации уже «данного» изображения на сетчатке. В отличие от камеры, визуальная информация активно конструируется зрительной системой, в значительной степени на основе того, что делает организм. С этой точки зрения термин «ретинальное изображение» несколько вводит в заблуждение. Свет, падающий на отсоединенную сетчатку, не создает «внутреннего» изображения. И если глаз не совершает постоянно крошечных движений (называемых микросаккадами) по отношению к внешнему образу, внутренний образ в конечном итоге исчезает из-за нейронной адаптации[6] . Зрение — это гораздо больше, чем просто передача изображения от глаза к мозгу. Строго говоря, изображения «в» глазу нет.

Сноски

[1] Острота зрения – Википедия

[2] Сверхострота зрения (научный термин) – Википедия

[3] Вернье острота – Википедия

2 [4] Как человеческий глаз обрабатывает ] Повышенная острота зрения [pdf]

[6] Микросаккады противодействуют угасанию зрения во время фиксации

Первоначально этот пост был опубликован 17 декабря 2019 г.