Разрешение человеческого глаза: Сколько мегапикселей в человеческом глазу? Разбор
BSP Security — Тестирование разрешения человеческого глаза
Существует много оценок разрешающей способности человеческого глаза, однако все они колеблются в пределах 5, 6 или 7 мегапикселей.
Однако, насколько нам известно, еще никто точно это не тестировал… до сих пор.
В этом отчете мы поделимся результатами тестирования различных разрешений IP-камер по сравнению с человеческим глазом.
Итоговые результаты.
Вот итоговая таблица наших тестов, которые будут объяснены далее.
Основа тестов
В качестве основы наших тестов мы использовали таблицу Снеллена.
Предполагается, что человеческий глаз имеет остроту зрения 20/20, если он может прочитать восьмую строку таблицы с расстояния 20 футов (примерно 6 метров).
Наша цель — найти с каким разрешением камера сможет «прочитать» / «увидеть» одну и ту же строку на одной и той же таблице так же хорошо, как и человеческий глаз.
Тесты
Мы взяли набор IP-камер различного разрешения (720p, 1080p, 5MP и 10MP) и установили угол обзора 60 градусов.
Люди имеют гораздо более широкое периферийное зрение, так что в нашем случае угол обзора в 60 градусов представляет собой «взгляд прямо».
Подобно человеку мы разместили камеры в 20 футах (примерно 6 метров) от таблицы Снеллена, чтобы выяснить когда и какая камера сможет сравниться или превзойти человеческий глаз.
Результаты
Мы начали с хорошо освещенной комнаты (освещенность 160 люксов). Снимок ниже показывает общий вид места.
60 градусов — 160 люксов
Первая камера с разрешением 720p смогла распознать только 4 строку таблицы, поэтому «острота зрения» ей была поставлена 20/50
Камера с разрешением 1080p смогла прочитать всего на одну строку больше, и ей
была поставлена «острота» 20/40
Перейдя на разрешение 5MP мы продвинулись еще на одну строку и «острота» была
оценена как 20/30, хотя кое-кто считал, что и следующая строчка тоже различима
и можно поставить 20/25.
И, наконец, камера с разрешением 10MP обеспечила возможность прочитать 8-ю строку,
что дает ей остроту зрения человеческого глаза 20/20.
Таким образом в идеале даже при хорошей освещенности 10МP камера может соответствовать и даже немного превосходить человеческий глаз.
3 люкса
Снизив освещенность комнаты до 3-х люксов мы повторили наши тесты. Обычно, при
такой освещенности человек с остротой зрения 20/20 сможет различить 6-ю строку
(EDFCZP), 20/30, две следующие строки становятся неразличимыми из-за снижения
освещенности.
Камера с разрешением 720p смогла распознать только три строки (острота 20/70)
из-за сильных шумов и затемненного изображения.
Камера с разрешением 1080p показала себя не лучше, шумов и артефактов ниже
третьей строки очень много, поэтому буквы выглядят даже менее различимыми, чем
у камеры на 720p.
С разрешением 5MP мы смогли распознать 4 строки (20/50). Заметьте, что некоторые
буквы на 5-й строке тоже видны, однако шумы и артефакты не дают полностью
распознать строку.
Наконец, камера с разрешением 10MP смогла продвинуться до 5-й строки, 20/40.
И
опять некоторые буквы на 6-й строке вполне различимы, но строка в целом — нет.
1 люкс
Для нашего финального теста мы снизили освещенность до одного люкса (очень темная
комната). На этом этапе только камеры с разрешением 720p и 1080p смогли что-то
различить, в то время, как человеческий глаз при такой освещенности способен
различить 5 строку (PECFD) с оценкой 20/40.
Камера на 720p смогла распознать две строки с «остротой» 20/100. Прочие строчки
были неразличимы.
С разрешением 1080p мы смогли распознать и третью строку. Оценка 20/70.
Камеры на 5MP и 10MP показывали полную черноту, поэтому мы признали их слепыми.
Иcточник: https://ipvm.com/
Переведена: BSP Security
Разрешение человеческого глаза становится равным 1280х1024
компьютер
Разрешение человеческого глаза становится равным 1280х1024
Alexander Antipov
компьютер
По сообщению японского института мозга новое поколение людей обладает меньшими возможностями по обработке зрительной информации, чем наши предки.
По сообщению японского института мозга новое поколение людей обладает меньшими возможностями по обработке зрительной информации, чем наши предки. В связи с тем, что большинство людей проводит весь день за компьютером и видит реальную действительность только в виде фотографий или, что еще хуже, видео, то зрительный нерв адаптируется обрабатывать информацию в том разрешении которое установлено на экране. У большинства пользователей разрешение экрана составляет 1280х1024, в результате именно таким размером картинок начинает оперировать мозг. Если такой человек выходит на природу и пытается смотреть на реальный мир, то мозг не справляется. Например, лежащие в парках осенние листья или растущая весной трава вызывают переполнение канала зрительного нерва. В результате люди при выходе на улицу страдают все чаще головной болью. Это приводит к тому, что человек все реже выходит на улицу и проводит времени за компьютером все больше.
Известно, что у телевизионного сигнала еще меньшее число линий, поэтому просмотр фильмов еще более усугубляет деградацию зрительного нерва. Японские ученые считают, что если люди не начнут изменять свой образ жизни, то в скором будущем человечество будет способно видеть картины природы только через мониторы и экраны телевизоров.
Но есть в их докладе и оптимистические факты. Они считают, что появление телевидения HDTV не даст сильно деградировать зрению. Кроме того, все уменьшающаяся цена на мониторы позволит людям покупать мониторы с более высоким разрешением, давая возможность тренировать свой мозг и готовить его к более мощным нагрузкам, таким как поездка в горы, походы в лес или хотя бы музей.
Защитите свою цифровую жизнь — подписывайтесь на наш канал и узнавайте, как выжить в цифровом кошмаре!
Поделиться новостью:
Новости по теме
Precision Neuroscience создает мозговой имплантат тоньше человеческого волоса
Квантовые компьютеры могут в любой момент взломать RSA-шифрование
Исследователи обнаружили способы улучшить время хранения квантовой информации
В США создали технологию, которая позволяет набирать текст силой мысли
Суперкомпьютер спрогнозировал длительную засуху в США через 27 лет
В Японии запустят суперкомпьютер для прогнозирования штормов на 12 часов вперед
Стартапы всё чаще используют GPT-4, чтобы сэкономить на разработчиках
“Нет, просто нет”: американский ученый опроверг статью китайских исследователей о возможности взлома ключа RSA-2048
Microsoft построила дорогостоящий суперкомпьютер для OpenAI на тысячах процессоров
Подпишитесь на email рассылку
Подпишитесь на получение последних материалов по безопасности от SecurityLab.
ru —
новости, статьи, обзоры уязвимостей и мнения аналитиков.
Ежедневный выпуск от SecurityLab.Ru
Еженедельный выпуск от SecurityLab.Ru
Нажимая на кнопку, я принимаю условия соглашения.
Фотография Clarkvision — Разрешение человеческого глаза
Фотография Clarkvision — Разрешение человеческого глаза
| Дом | Галереи | Артикул | отзывов | Лучшее снаряжение | Наука | Новый | О | Контакт |
Содержание
Примечания о разрешении человеческого глаза
Острота зрения и детали разрешения на отпечатках
Сколько мегапикселей эквивалентно глазу?
Чувствительность человеческого глаза (эквивалент ISO)
Динамический диапазон глаза
Фокусное расстояние глаза
См.
также серию статей о цвете ночного неба
Примечания о разрешении человеческого глаза
Каково разрешение человеческого глаза, или глаз плюс мозг сочетание у людей? Там вроде много разных указаны цифры.
Их нельзя использовать, кроме как с письменного разрешения Роджера Н. Кларка.
Все права защищены.
Острота зрения определяется как 1/а, где а — ответ в х/угл.минут. Проблема в том, что различные исследователи определили x как разные вещи. Однако, когда разные определения нормализованы к одному и тому же, результаты совпадают. Вот проблема:
Обычно используется решетчатый тестовый образец, поэтому x определяется как
циклы в узоре. Разные исследователи использовали линию,
пара строк и полный цикл как определение x.
Таким образом, они сообщают, казалось бы, разные значения визуального
резкость и разрешение. Легко пересчитать остроту
к общему стандарту, когда исследование определяет, что было использовано.
Поэтому, когда мы определяем x как пару прямых, как это обычно делается в современной оптики значение 1/а составляет 1,7 при хорошем освещении. Впервые это определил Кениг (1897 [да, это 1897] в «Die Abhangigkeit der Sehscharfe von der Beleuchtungsintensitat», С. Б. акад. Висс. Берлин, 559–575. Также в: Hecht (1931, «Процессы сетчатки, связанные со зрительным восприятием»). Острота и цветовое зрение», Бюллетень № 4 лаборатории Хоу. офтальмологии, Гарвардская медицинская школа, Кембридж, Массачусетс.) Сводный график многочисленных субъектов остроты зрения как функции яркости появляется Пиренн (1967, «Видение и око». Чепмен и Холл, Лондон, стр. 132).
Острота = 1,7, когда уровень освещенности превышает примерно 0,1 Ламберта.
Ламберт — это единица измерения яркости, равная 1/пи канделы на квадратный сантиметр.
Острота 1,7 соответствует 0,59 угловой минуты НА ПАРУ ЛИНИЙ. Я не могу найти никаких других исследований, которые каким-либо образом противоречат этому.
Таким образом, на пару строк нужно два пикселя, а это означает, что пиксель интервал 0,3 угловой минуты!
Блэквелл (1946) получил разрешение глаза, которое он
называют критическим углом зрения в зависимости от яркости и
контраст. При ярком свете (например, при обычном офисном освещении до полного
солнечного света), критический угол зрения равен 0,7 угловой минуты (см. Кларк, 1990,
для дополнительного анализа данных Блэквелла).
Приведенное выше число, 0,7 угловой минуты, соответствует разрешению
пятно как неточечный источник. Снова вам нужно два пикселя, чтобы сказать
это не точка, поэтому пиксели должны быть 0,35 угловой минуты (или меньше)
на пределе остроты зрения, в точном соответствии с парами линий.
В современных исследованиях, таких как Curcio et al. (1990), измеряется острота в циклах на градус. Курсио и др. выведено 77 циклов на градус, или 0,78 угловой минуты/цикл. Опять же, вам нужно как минимум 2 пикселя для определения цикла, поэтому пиксель интервал составляет 0,78/2 = 0,39 угловой минуты, что близко к приведенным выше числам.
Острота зрения и разрешение деталей на отпечатках
Сколько пикселей необходимо для соответствия разрешению человеческий глаз? Размер каждого пикселя не должен превышать 0,3 угловой минуты. Рассмотрим распечатку размером 20 x 13,3 дюйма, просмотренную на 20 дюймов. Печать образует угол 53 х 35,3 градуса, таким образом требуется 53*60/.3 = 10600 x 35*60/.3 = 7000 пикселей, в общей сложности ~ 74 мегапикселя, чтобы показать детали в пределах острота зрения человека.
10600 пикселей на 20 дюймов соответствуют 530 пикселям на дюйм,
который действительно казался бы очень резким.
Примечание в недавнем тесте принтера
Я показал, что отпечаток с разрешением 600 пикселей на дюйм имеет больше деталей, чем отпечаток с разрешением 300 пикселей на дюйм.
на принтере HP1220C (1200×2400 точек печати). я провел несколько
слепые тесты, в которых зритель должен был отсортировать 4 фотографии (150, 300, 600 и 600
отпечатки ppi). Два 600 ppi были напечатаны с разрешением 1200×1200 и 1200×2400 dpi.
До сих пор все получили правильный порядок от самого высокого до самого низкого ppi
(включая людей до 50 лет).
Видеть: http://www.clarkvision.com/articles/printer-ppi
Сколько мегапикселей эквивалентно глазу?
Глаз — это не единичный кадр фотоаппарата. Это
больше похоже на видеопоток. Глаз быстро перемещается в мелких
угловые величины и постоянно обновляет изображение в своем
мозг, чтобы «нарисовать» деталь. У нас также есть два глаза, и наши
мозг комбинирует сигналы для дальнейшего увеличения разрешения.
Мы также обычно перемещаем взгляд по сцене, чтобы собрать
Дополнительная информация.
Из-за этих факторов глаз плюс мозг
собирает изображение с более высоким разрешением, чем это возможно с
количество фоторецепторов в сетчатке. Итак, мегапиксель
эквивалентные числа ниже относятся к пространственным деталям изображения.
это было бы необходимо, чтобы показать то, что может видеть человеческий глаз
при просмотре сцены.
На основании приведенных выше данных для разрешающей способности человеческого глаза примем
сначала попробуйте «маленький» пример. Рассмотрите вид перед собой, который
90 градусов на 90 градусов, как если бы вы смотрели сквозь
открытое окно на сцене. Количество пикселей будет
90 градусов * 60 угловых минут/градус * 1/0,3 * 90 * 60 * 1/0,3 = 324 000 000 пикселей.
(324 мегапикселя).
В любой момент вы на самом деле не замечаете, что
много пикселей, но ваш взгляд перемещается по сцене, чтобы увидеть все детали, которые вы
хотеть. Но человеческий глаз действительно видит большее поле зрения, близкое к 180.
градусов. Давайте будем консервативны и используем 120 градусов для поля зрения.
Тогда мы увидим
120*120*60*60/(0,3*0,3) = 576 мегапикселей.
Для полного угла человеческого зрения потребуется еще больше мегапикселей.
Для записи таких деталей изображения требуется камера большого формата.
Чувствительность человеческого глаза (эквивалент ISO)
При низком уровне освещенности, человеческий глаз интегрирует примерно до 15 секунд (Блэквелл, Дж. опт. Society America, v 36, p624-643, 1946). ИСО изменяется с уровнем освещенности за счет увеличения родопсина в сетчатке. Этот процесс занимает у нас полчаса, и это предполагает, что вы не подвергались воздействию яркого солнечного света во время день. Предполагая, что вы носите солнцезащитные очки и хорошо адаптируетесь к темноте, Вы можете увидеть довольно слабые звезды вдали от города. Исходя из этого можно сделать разумную оценку глаза, адаптированного к темноте.
В тестовой экспозиции я использовал Canon 10D и 5-дюймовую диафрагму.
объектив, цифровая зеркальная фотокамера может записывать звезды 14 звездной величины за 12 секунд.
при ISO 400. Вы можете увидеть звезды 14-й величины за несколько секунд
с такой же светосилой объектива.
(Кларк, Р. Н., Визуальная астрономия глубокого неба, Кембриджский университет.
Press and Sky Publishing, 355 страниц, Кембридж, 1990 г.)
Таким образом, я бы оценил светочувствительность глаза, адаптированного к темноте, примерно в 800 единиц ISO.
Обратите внимание, что при ISO 800 на 10D коэффициент усиления составляет 2,7 электрона/пиксель. (ссылка: http://clarkvision.com/articles/digital.signal.to.noise) что было бы подобно глазу, способному увидеть пару фотоны для обнаружения.
Днем чувствительность глаза значительно ниже, более чем в 600 раз. меньше (Middleton, Vision Through the Atmosphere, U. Toronto Press, Торонто, 1958), что соответствует эквиваленту ISO примерно 1.
Динамический диапазон глаза
Человеческий глаз способен функционировать при ярком солнечном свете и
увидеть слабый звездный свет, диапазон более 100 миллионов к одному.
Данные Блэквелла (1946) охватывают диапазон яркости 10 млн.
и не включал интенсивности ярче, чем при полной Луне.
Полный диапазон приспособляемости составляет порядка миллиарда к 1.
Но это все равно, что сказать, что камера может работать в аналогичном диапазоне.
путем регулировки усиления ISO, диафрагмы и времени экспозиции.
В любом ракурсе глаз может видеть более 10 000 единиц в обнаружение контраста, но это зависит от яркости сцены, с уменьшением диапазона с более низкими контрастными целями. Глаз — это детектор контраста, а не абсолютный детектор. как датчик в цифровой камере, отсюда и различие. (См. рис. 2.6 у Кларка, 1990 г.; Blackwell, 1946, и ссылки там). Диапазон человеческого глаза больше, чем у любой пленки или потребительского цифровая камера.
Вот простой эксперимент, который вы можете провести. Выйдите со звездной картой на
ясная ночь при полной луне. Подождите несколько минут, пока глаза привыкнут.
Теперь найдите самые тусклые звезды, которые вы можете обнаружить, когда вы можете видеть их полностью.
Луна в поле твоего зрения. Попробуйте ограничить луну и звезды внутри
около 45 градусов вертикально вверх (зенит). Если у вас чистое небо
вдали от городских огней вы, вероятно, сможете увидеть звезды величиной 3.
Полная Луна имеет звездную величину -12,5. Если вы можете видеть величину
2,5 звезды, диапазон величин, которые вы видите, составляет 15. Каждые 5 звездных величин
является коэффициентом 100, поэтому 15 равно 100 * 100 * 100 = 1 000 000. Таким образом, динамика
диапазон в этих условиях относительно низкой освещенности составляет примерно 1 миллион к одному,
(20 остановок) возможно и выше!
Другой тест — использовать телескоп, чтобы увидеть самую яркую звезду в
ночное небо, Сириус А и его близкий компаньон, Сириус Б. Расстояние
от Сириуса А до Сириуса В варьируется по своей орбите, но варьируется примерно от
от 3 до 12 угловых секунд, поэтому всегда близко, даже в большие телескопы.
Тем не менее, с хорошей (с низким уровнем бликов) оптикой и чистой атмосферой можно увидеть и то, и другое.
Сириус А имеет яркость -1,47 звездной величины, а Сириус В 8,44 звездной величины.
величины, для диапазона яркости 10,28 величины или яркости
диапазон 12,900, или 13,7 стопа. Обнаружение слабых звезд вблизи ярких
звезда может быть ограничена бликом объектива/телескопа. Но на больших расстояниях
чем Сириус A и B, более слабые звезды могут быть обнаружены в том же виде, что и
яркие звезды, при этом динамический диапазон составляет более 13,7 ступеней. Использовать
звездная карта (например, стеллариум) и телескоп и посмотрите, какие тусклые звезды
вы можете видеть вокруг Сириуса.
Мое собственное тестирование Я провел эксперимент, в котором было видно яркое облако за окном, а детали в темной комнате измерялись с помощью светового метр и оказались на 14 ступеней слабее. Несколько человек могли видеть детализация как в облаке, так и в темной комнате на одном и том же виде.
Фокусное расстояние глаза
Что такое фокусное расстояние глаза? я сделал гугл
поискал и нашел много «ответов» от 17мм до 50мм
(50 это вообще абсурд).
Для правильного ответа есть
Ссылка: Light, Color and Vision, Hunt et al., Chapman and Hall, Ltd.
Лондон, 1968 г., стр. 49 для «стандартного европейского взрослого»:
Фокусное расстояние объекта глаза = 16,7 мм
Фокусное расстояние изображения глаза = 22,3 мм
Фокусное расстояние объекта указано для лучей, выходящих ИЗ ГЛАЗА. Но для изображения на сетчатке фокусное расстояние изображения — это то, что один хочет. Например. видеть: http://galileo.phys.virginia.edu/classes/531.cas8m.fall04/l11.pdf.
Таким образом, это объясняет часто упоминаемое фокусное расстояние ~ 17 мм, но правильное значение фокусного расстояния ~ 22 мм
Тогда это имеет больше смысла для f/ratio: с апертурой 7 мм, f/ratio = 22,3/7 = 3,2.
Конечно, эти значения варьируются, с указанными значениями от 22 до 24 мм, то же самое с диафрагмой. Максимальная диафрагма также уменьшается с возрастом.
Максимум диафрагмы в астрономическом сообществе указан на
f/3.5 для человеческого глаза, адаптированного к темноте.
С максимальной апертурой 7 мм,
это подразумевает фокусное расстояние около 25 мм. Астрономический телескоп
минимальное увеличение обычно называют световым конусом f / 3,5,
это означает, что если вы смотрите через более быструю систему, глаз f / 3,5
оптика не может собрать весь свет.
Спектральный отклик глаза
Также смотрите сериал «Цвет ночного неба»:
Да, вы можете видеть цвет в ночном небе.
- 2а) Цвет ночного неба
- 2b) Цвет звезд
- 2c) Цвет туманностей и межзвездной пыли в ночном небе
- 2d) Проверка естественных цветов на изображениях ночного неба и понимание хорошей и плохой постобработки
- 2e) Проверка рабочего процесса обработки астрофотографических изображений в естественных цветах с учетом светового загрязнения
- 2f) Истинный цвет трапеции в M42, Большая туманность в Орионе
- 6b) Цветовое зрение ночью
Ссылки
Блэквелл, Дж.
Оптическое общество Америки, т. 36, стр. 624-643, 1946 г.
Курсио, К.А., Слоан, К.Р., Калина, Р.Е. и Хендриксон, А.Е., Топография фоторецепторов человека. Журнал сравнительного Неврология 292, 497-523, 1990.
Кларк, Р. Н., Визуальная астрономия глубокого неба , Издательство Кембриджского университета и Sky Publishing, 355 страниц, Кембридж, 1990.
Острота зрения, http://webvision.med.utah.edu/KallSpatial.html
Глаз и камера, http://www.luminous-landscape.com/columns/eye-camera.shtml. (Интересная статья о сравнении изображения камеры и глаза.)
Их нельзя использовать, кроме как с письменного разрешения Роджера Н. Кларка.
Все права защищены.
| Дом | Галереи | Артикул | отзывов | Лучшее снаряжение | Наука | Новый | О | Контакт |
http://www.
clarkvision.com/articles/human-eye/
Впервые опубликовано в январе 2005 г.
Последнее обновление: 28 декабря 2018 г.
Разрешение человеческого глаза 576 мегапикселей
2 декабря 2020 г.
Сетчатка среднего человека имеет пять миллионов колбочковых рецепторов. Поскольку колбочки отвечают за цветовое зрение, можно предположить, что это эквивалентно пяти мегапикселям для человеческого глаза.
Но есть еще сто миллионов стержней, определяющих монохромный контраст, который играет важную роль в четкости изображения, которое вы видите. И даже эти 105 МП занижены, потому что глаз — это не фотокамера.
У вас есть два глаза (без шуток!), и они постоянно перемещаются, охватывая гораздо большую площадь, чем ваше поле зрения, а составное изображение собирается в мозгу — мало чем отличается от склеивания панорамной фотографии.
При хорошем освещении вы можете различить две тонкие линии, если они отделены друг от друга не менее чем на 0,6 угловой минуты (0,01 градуса).
Это дает эквивалентный размер пикселя 0,3 угловых минуты. Если вы возьмете консервативные 120 градусов в качестве горизонтального поля зрения и 60 градусов в вертикальной плоскости, это будет равно …
.576 мегапикселей доступных данных изображения.
Любопытно — в противовес этому — большинство людей не могут различить разницу в качестве между фотографиями с разрешением 300 и 150 точек на дюйм при печати с разрешением 6×4″ при просмотре с нормального расстояния просмотра.
Итак: несмотря на то, что человеческий глаз и мозг в сочетании могут обрабатывать огромные объемы данных, для целей визуализации выходного сигнала 150 dpi более чем достаточно, чтобы предоставить адекватные данные, чтобы мы могли принять результат фотографического качества.
Но не забывайте, что у женщин больше колбочек, а у мужчин больше палочек – я не шучу. Поэтому дамы видят цвета ярче, чем мужчины, но хуже видят, когда становится темно.
Камера нового iPhone имеет разрешение 8 мегапикселей. Тем временем, как сообщается, Canon тестирует новую цифровую зеркальную камеру с разрешением 75 мегапикселей. Но сколько мегапикселей у человеческого глаза? То есть, сколько мегапикселей должно быть у изображения размером с поле вашего зрения, чтобы оно выглядело нормально?
Что ж, как объясняет Vsauce в своем последнем видео, на самом деле лучше спросить: каково разрешение человеческого глаза?
Это сложный вопрос, который должен учитывать своеобразную анатомию глаза, которая отличается от менее своеобразной конструкции цифровой камеры. Таким образом, стоит посмотреть все десять минут видео, объясняя не только то, как мы видим, но и то, насколько хорошо.
