Нужны ли нашим глазам 8К экраны — Александр Навагин — Хайп

© InAVate

Рынок потихоньку наполняют телевизоры с разрешением 8К. Пока что они – весьма дорогое удовольствие, но с каждым месяцем моделей становится больше, а цены ниже. Среди смартфонов и планшетов 4К уже давно не в новинку (Sony Z5 Premium вышел в 2015), но 8К пока нет. Почему так? Способен ли человеческий глаз улавливать разницу между 4К и 8К? Попробуем разобраться, может, 8К экраны вообще не нужны людям?

Какое разрешение у глаза человека

Абсолютное разрешение экранов измеряется в пикселях или мегапикселях, например, 3840х2160 пикселей или 8 Мп. Относительное (плотность) – в точках на дюйм, например, 400 PPI. Но экран – это дискретная система, а человеческий глаз – аналоговая, поэтому измерять зрение в пикселях нельзя.

Разрешение зрения измеряется в угловых градусах и минутах. В норме оно составляет 1-2′ (угловых минуты или 1/60 градуса).

Человек, который обладает здоровым (100%) зрением, должен видеть буквы в 10 ряду таблицы Сивцева (знаменитые «ШБМНК…») с 5 метров. Чтобы видеть их, нужно иметь разрешение глаза порядка 1′.

Если представить мир как сферу, ограниченную горизонтом (а именно так мы его видим), то такое разрешение означает, что два объекта на горизонте, расстояние между которыми составляет меньше 1-2 угловых минут, сольются в один, больше – будут видны как отдельные.

Объекты на горизонте, размером менее 1′, глаз разделить не может © Horizon Strategies

Угловые минуты – величина не абсолютная, а относительная. Если человек находится в чистом поле – горизонт расположен далеко, и в одну угловую минуту помещается большой кусок пространства. Из-за этого даже два дерева вдали могут сливаться в одну точку.

Если поместить глаз человека в центр шара, окружностью 20 метров, то в одной угловой минуте (1/21600 доля окружности) помещается всего отрезок менее 1 мм. Поэтому, если нанести на поверхность такой сферы две параллельные линии, расстояние между которыми составляет меньше угловой минуты (1 мм в данном случае), глаз воспримет их как одну линию.

1 угловая минута соответствует объекту, размером с мяч, расположенном на расстоянии 750 метров…… или блохе – на расстоянии 7,5 метров

Таким образом, чем ближе к глазу находятся соседние объекты – тем лучше человек видит промежуток между ними, и наоборот, чем они дальше, тем больше должен быть этот промежуток, чтобы предметы не сливались в один. То есть, чем выше у экрана PPI (плотность точек) – тем меньше нужно расстояние для того, чтобы увидеть разницу. От этого и будем отталкиваться при расчетах.

Нужно ли 8К в смартфонах?

Презентуя когда-то iPhone 4 с экраном Retina, Стив Джобс заявил:

300 PPI – это предел, выше которого человеческая сетчатка уже не может различать отдельные пиксели при просмотре с 10-12 дюймов (31-36 см).

Давайте проверим, насколько соответствуют истине эти слова.

Зрение человека – структура сферическая, а экраны – плоские или почти плоские. Однако для упрощения расчетов можно пренебречь этим фактором и считать, что дисплей повторяет поверхность сферы, на которую изнутри смотрит человек.

Используя смартфон, человек смотрит на него с расстояния около 40 см. Вспомнив про «два-пи-эр» из школьного учебника по геометрии, получаем 40*2*π=251. То есть, при таком расстоянии экран соответствует поверхности сферы с окружностью 251 см, если глаза находятся в ее центре.

Окружность содержит 21600 угловых минут, значит, в одной минуте 251-сантиметровой окружности поместится около 0,0116 см, 0,116 мм или около 116 мкм. Тесно расположенные предметы, размером меньше этого значения, будут сливаться в один.

При плотности картинки 300 PPI размеры пикселя (2,54(см)/300) составят около 0,00847 см или 84,7 мкм. Это меньше, чем 116, а значит, маркетологи Apple не соврали: Retina экран у Айфона действительно имеет пиксели меньше, чем их может различить здоровый среднестатистический человеческий глаз с расстояния 40 см.

Стив Джобс не соврал про 300 PPI, а ведь разрешение iPhone 4 было всего лишь 1К © CBS News

Раз 300 PPI в смартфоне – это больше, чем разрешение глаз человека, сильно превышать эту цифру нет смысла. Все равно, разница между 300, 400 и 600 PPI будет бросаться в глаза лишь людям, у которых острота зрения намного выше среднестатистической.8К-экран с разрешением 8640х4320 (2:1) и диагональю 6″ будет иметь плотность пикселей около 1600 PPI, при их размере 15 мкм. Это примерно в 5-10 раз больше, чем нужно среднестатистическому глазу.

Какой вывод? В смартфонах разрешение 8К абсолютно не нужно при нормальном использовании. Чтобы человек хорошо видел разницу между 4К и 8К, он должен обладать зрением с остротой порядка 500%. Такие уникумы бывают, но очень редко. Поэтому и таблица Сивцева позволяет оценивать остроту зрения только до 200% (видны все буквы в самом нижнем ряду с 5 метров).

Смысл от 8К в смартфоне может быть только для использования его в VR-гарнитуре. В обычном использовании такой экран будет сильно нагружать железо, но толку от этого не будет.

8К нужно в VR-гарнитурах, так как в них экран располагается прямо перед глазами © Howtoshtab

Нужно ли 8К в кинотеатрах и телевизорах?

Покупая большой телевизор, человек обычно смотрит его с расстояния до 10 метров. Снова вспоминаем формулу окружности, перемножаем: 2*1000*π=6283 см. Именно в такую сферу вписывается телевизор, на который смотрят с 10 метров. Делим 6283 см на 21600 минут: 6283/21600=0,29 см в угловой минуте. 0,29 см – это 2,9 мм. Именно при таких размерах соседние пиксели начинают сливаться воедино для глаза.

Разрешение 4К телевизора составляет 3240х2160 пикселей. Если умножить 3240 на 2,9 мм – получаем 9396 мм, 2160 на 2,9 – 6264 мм. То есть, чтобы человек различал пиксели в 8К с 10 метров, телевизор должен иметь размеры больше 9,4 на 6,3 метра, диагональ больше 11,3 метров или 440 дюймов. Это уже не ТВ, а настоящий кинотеатр.

Сравнение размеров человека и экрана, на котором разница между 4К и 8К видна невооруженным глазом с 10 метров

В современных кинотеатрах IMAX используются экраны с размерами в среднем около 22х12 метров. Это больше, чем полученные цифры, следовательно, с расстояния 10 метров и ближе человек будет отличать пиксели на 4К. Поэтому в кинотеатрах смысл от внедрения 8К однозначно есть.

Ведь при таком разрешении линейные размеры пикселя уменьшатся вдвое, следовательно, и различимы они будут с расстояния не 10 метров, а 5.

А теперь «приблизимся» к экрану впятеро, на расстояние двух метров. Соответственно, линейные размеры различимого пикселя уменьшатся тоже впятеро, с 2,9 до 0,58 мм. Размеры 4К экрана в таком случае составят 1879х1252 мм или 1,9х1,3 метра, диагональ – 2,25 метра или 88 дюймов. Именно при такой (или большей) диагонали человек с нормальным зрением начинает ощущать разницу между 4К и 8К, смотря на экран с 2 метров.

Сравнение размеров человека и экрана, на котором разница между 4К и 8К видна невооруженным глазом с 2 метров

Если идти дальше в сторону уменьшения, и взять телевизор с диагональю 43″ (примерно вдвое меньше 88″), то минимально различимые линейные размеры пикселей тоже уменьшаются вдвое. Это значит, что с двух метров человек увидит разницу между 2К (FullHD) и 4К, а чтобы отличить 4К и 8К, понадобится приблизиться на метр.

А теперь признавайтесь: как часто вы смотрите телевизор с метрового расстояния? Кажется, я могу ответить за вас: почти никогда. То есть, используя 43-дюймовый телевизор, на практике вы не столкнетесь с ситуацией, в которой разрешения 4К будет недостаточно для глаз. Следовательно, относительно небольшие телевизоры, с диагональю около 50″, «плюс-минус трамвайная остановка», не нуждаются в 8К.

---

Конечно, повышение разрешения – это и в плане маркетинга выгодно, и позволяет охватить более широкую аудиторию. Ведь люди с «орлиным зрением» будут рады повышению четкости картинки, даже если другие ее уже не ощущают. Но расчеты показывают, что внедрение экранов с разрешением 8К имеет выраженный смысл только в кинотеатрах и больших ТВ. На «обычных» телевизорах это не так нужно, а на смартфонах вообще не имеет смысла, ибо 8К на 5-6 дюймах намного превышает разрешение глаза.

Учитывая, что даже с 4К нехватка разрешения экрана в большинстве случаев не стоит, гораздо полезнее будет работать над другими аспектами качества картинки. Вместо наращивания «кукурузных» пикселей, инженерам стоит работать над улучшением однородности подсветки (привет, черно-серые углы на IPS), повышением яркости и контрастности, расширением динамического диапазона картинки. К счастью, именно этим они сейчас и занимаются, разрабатывая новые OLED дисплеи, внедряя технологии HDR, HDR+, и т.д.

Разрешение человеческого глаза становится равным 1280х1024

Разрешение человеческого глаза становится равным 1280х1024

23:01 / 31 Марта, 20082008-04-01T00:01:00+04:00

Alexander Antipov

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.

«Опасное будущее» наступает очень быстро, поэтому мы решили еженедельно мониторить поток новостей. Cмотрите 3й обзор в нашем Youtube ролике. Поделиться новостью:

В каком разрешении видит глаз человека | С другого угла

Разрешающая способность определяет способность воспринимать или передавать мелкие детали изображения. В современных устройствах, будь то экран компьютера или камера фотоаппарата, мы привыкли мерить разрешение в пикселях, то есть в точках. Отсюда разрешение — это величина, определяющая количество точек на единицу площади. И чем больше точек на единицу площади, тем четче изображение.

Однако, изображение окружающего мира в наших глазах предстает не в виде прямоугольника, где картинка разбита на отдельные точки, а в виде полусферы шириной в 120°.

Разрешающая способность нашего глаза измеряется не в пикселях. Поскольку пространство вокруг нас предстает в форме сферы, то расстояние между двумя предметами измеряется в углах.

Вся наблюдаемая окружность вокруг нас — это 360°. Мизинец на вытянутой руке составляет 1°. То есть 360 мизинцев на вытянутой руке вокруг нас как раз составят окружность. Кулак на вытянутой руке составляет 10°, то есть вокруг нас можно насчитать 36 кулаков. Если на ночном небе расстояние между двумя звездами такое же, как ширина кулака на вытянутой руке, то тогда можно сказать, что расстояние между этими звездами равно 10°.

Один градус можно разделить на 60 частей. Так мы получим одну угловую минуту, которая обозначается, как 1′. Угловую минуту также можно разделить на 60 частей и получить одну угловую секунду или 1″.

Луна на ночном небе для наблюдателя с Земли составляет 30′ или пол мизинца. Размер МКС на ночном небе составляет 1′. Размер футбольного мяча с расстояния 13 метров составляет 1°. С расстояния 800 метров футбольный мяч составит 1′. А с расстояния 5 километров футбольный мяч будет размером 1″, но мы его не увидим, поскольку разрешающая способность у нашего глаза составляет всего 1′.

Делитесь этой статьей в своих социальных сетях, а также не забывайте поставить палец вверх, подписаться на наш канал и оставить комментарий, если вам понравилась данная публикация!

Telegram: https://t.me/different_angle

Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/different_angle

Канал не позиционирует себя, как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.

Предложить свою статью, замечание или просто написать автору: @different_angle_bot

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

Разрешение человеческого глаза

Физика > Разрешение человеческого глаза

 

Читайте, какое разрешение у глаза человека: работа линзы глаза, статическая и динамическая контрастность, диапазон поля зрения глаза, особенности восприятия.

Глаз – орган чувств, обеспечивающий умение видеть. Способен отличить примерно 10 миллионов цветов.

Задача обучения

• Охарактеризовать поле зрения и цветовую чувствительность глаза.

Основные пункты

• Статическая контрастность глаза составляет 100 : 1, а коэффициент динамической контрастности – 1000000 : 1.
• В глазе есть линза, принцип работы которой совпадает с оптическими приборами.
• Примерное поле человеческого зрения: 95° от носа, 75° вниз, 60° к носу и 60° вверх, благодаря чему мы обладаем практически 180° горизонтальным видением спереди.

Термины

• Поле зрения – угловая степень того, что можно увидеть при помощи глаз или оптических приборов.
• Коэффициент статической контрастности – соотношение яркости наиболее яркого и темного цветов, которые система способна обработать одновременно.
• Динамическая контрастность – соотношение наиболее яркого и темного цветов, которые система способна обработать со временем.

Глаз – орган, реагирующий на свет. Он обеспечивает человеческую способность видеть. За многие процессы восприятия отвечают стержневые и конусные клетки сетчатки. Глазу удается отличить 10 миллионов цветов.

Структура глаза и крупный план сетчатки

Важно понимать, какое разрешение у глаза человека. Статическая контрастность глаза составляет 100 : 1. При движении он регулирует свои механизмы химически и геометрические через управление диафрагмой. Первая темная адаптация осуществляется спустя 4 секунды глубокой и непрерывной темноты. При полной адаптации подключается химическая корректировка, на что уходит 30 минут. Отсюда появляется возможность динамического коэффициента контрастности – 1000000 : 1. Этот процесс нелинейный и многогранный, поэтому если свет прервет его, то все начнется сначала. Полная адаптация основывается на хорошем кровотоке.

В глазе присутствует линза, которая по своему строению и функциональности напоминает те, что используют в оптических приборах. Зрачок играет роль апертуры. Диафрагма останавливает апертуру. Из-за преломления в роговице эффективная апертура отличается от диаметра физического зрачка. Входной зрачок в диаметре занимает 4 мм, хотя может достигать 2 мм при яркой освещенности и 8 мм в темноте. Последний показатель медленно сокращается при старении. У пожилых людей диапазон – 5-6 мм.

Приблизительное поле зрения глаза: 95° от носа, 75° вниз, 60° к носу и 60° вверх, что обеспечивает практически 180-градусное горизонтальное видение спереди. При вращении глазного яблока на 90°, горизонтальное поле зрения достигает 170°. Примерно 12-15° во времени и на 1.5° ниже горизонтального – зрительный нерв или слепое пятно, охватывающее 7.5° и ширину 5.5°.

---

А глаз как у орла

Ольга Нестеренко,
Московский зоопарк
«Химия и жизнь» №6, 2017

Нам кажется, что животные видят мир примерно так же, как мы. На самом деле их восприятие сильно отличается от человеческого. Даже у птиц — теплокровных наземных позвоночных животных, как и мы, — органы чувств работают иначе, нежели у человека.

Важную роль в жизни птиц играет зрение. Тому, кто умеет летать, необходимо ориентироваться в полете, вовремя замечать пищу, зачастую на большом расстоянии, или хищника (который, возможно, тоже умеет летать и приближается стремительно). Так чем же зрение птиц отличается от человеческого?

Для начала отметим, что глаза у птиц очень крупные. Так, у страуса их осевая длина вдвое больше, чем у человеческого глаза, — 50 мм, почти как теннисные мячи! У растительноядных птиц глаза составляют 0,2–0,6% массы тела, а у хищных, сов и других птиц, высматривающих добычу издали, масса глаз может в два-три раза превышать массу мозга и достигает 3–4% от массы тела, у сов — до 5%. Для сравнения: у взрослого человека масса глаз — примерно 0,02% от массы тела, или 1% от массы головы. А, например, у скворца 15% массы головы приходится на глаза, у сов — до трети.

Острота зрения у птиц гораздо выше, чем у человека, — в 4–5 раз, у некоторых видов, вероятно, до 8. Грифы, питающиеся падалью, видят труп копытного животного в 3–4 км от них. Орлы замечают добычу с расстояния около 3 км, крупные виды соколов — с расстояния до 1 км. А сокол-пустельга, летящий на высоте 10–40 м, видит в траве не только мышей, но даже насекомых.

Какие особенности строения глаз обеспечивают такую остроту зрения? Один из факторов — размер: большие глаза позволяют получить большие изображения на сетчатке. Помимо этого, в сетчатке глаза птицы высока плотность фоторецепторов. У людей в зоне максимальной плотности — 150 000–240 000 фоторецепторов на мм², у домового воробья — 400 000, у обыкновенного канюка — до миллиона. Кроме того, хорошее разрешение изображения определяется соотношением количества нервных ганглиев к рецепторам. (Если несколько рецепторов подсоединено к одному ганглию, разрешение снижается.) У птиц это соотношение намного выше, чем у людей. Например, у белой трясогузки на 120 000 фоторецепторов приходится около 100 000 ганглиозных клеток.

Как и у млекопитающих, у птиц в сетчатке есть область, называемая центральной ямкой, — углубление в середине желтого пятна. В центральной ямке из-за высокой плотности рецепторов острота зрения наивысшая. Но интересно, что у 54% видов птиц — хищных, зимородков, колибри, ласточек и др. — есть еще одна область с наивысшей остротой зрения, для улучшения бокового обзора. Стрижам труднее добывать корм, чем ласточкам, в том числе потому, что у них лишь одна область острого зрения: стрижи хорошо видят только вперед, и способы ловли насекомых на лету у них менее разнообразны.

Глаза у большинства птиц расположены достаточно далеко друг от друга. Поле зрения каждого глаза — 150–170°, но перекрывание полей обоих глаз (поле бинокулярного зрения) составляет у многих птиц лишь 20–30°. Зато летящая птица может видеть то, что делается перед ней, с боков, сзади и даже внизу (рис. 1). Например, крупные и выпуклые глаза американских вальдшнепов Scolopax minor высоко расположены на узкой голове, и у них поле зрения достигает 360° в горизонтальной плоскости и 180° в вертикальной. У вальдшнепа имеется поле бинокулярного зрения не только впереди, но и позади! Очень полезное качество: кормящийся вальдшнеп засовывает клюв в мягкий грунт, разыскивая там дождевых червей, насекомых, их личинок и другую подходящую пищу, при этом видит и то, что творится вокруг. Большие глаза козодоев слегка смещены назад, их поле зрения тоже около 360°. Широкое поле зрения характерно для голубей, уток и многих других птиц.

А у цапель и выпей поле бинокулярного зрения смещено вниз, под клюв: оно узкое в горизонтальной плоскости, но протяженное вертикально, до 170°. Такая птица, когда держит клюв горизонтально, может видеть бинокулярным зрением собственные лапы. И даже поднимая клюв вверх (как делают выпи, поджидая добычу в камышах и маскируясь за счет вертикальных полосок на оперении), она способна смотреть вниз, замечать плавающую в воде мелкую живность и точными бросками ловить ее. Ведь бинокулярное зрение позволяет определять расстояние до предметов.

Для многих птиц важнее иметь не большое поле зрения, а именно хорошее бинокулярное зрение, двумя глазами сразу. Это прежде всего хищные птицы и совы, так как им необходимо оценивать расстояние до добычи. Глаза у них близко посаженные, и пересечение полей зрения достаточно широкое. При этом узкое общее поле зрения компенсируется подвижностью шеи. Из всех видов птиц бинокулярное зрение лучше всего развито у сов, а голову они могут поворачивать на 270°.

Для фокусировки глаз на объекте при быстром движении (собственном, или объекта, или суммарном) нужна хорошая аккомодация хрусталика, то есть способность быстро и сильно быстро менять его кривизну. Глаза птиц снабжены специальной мышцей, изменяющей форму хрусталика эффективнее, чем у млекопитающих. Особенно развита эта способность у птиц, которые ловят добычу под водой, — бакланов, зимородков. У бакланов способность к аккомодации равна 40–50 диоптриям, а у человека 14–15, хотя некоторые виды, например куры и голуби, имеют всего 8–12 диоптрий. Ныряющим птицам помогает еще видеть под водой прозрачное третье веко, закрывающее глаз, — своего рода очки для подводного плавания.

Все, наверное, обращали внимание на то, как ярко окрашены многие птицы. Некоторые виды — чечетки, коноплянки, зарянки, в целом неярко окрашенные, имеют участки яркого оперения. У других во время брачного периода появляются яркие части тела, например фрегаты-самцы надувают красный горловой мешок, у тупиков клюв становится ярко-оранжевым. Таким образом, даже по окраске птиц видно, что у них хорошо развито цветное зрение, в отличие от большинства млекопитающих, среди которых нет таких нарядных созданий. У млекопитающих лучше всех различают цвета приматы, но птицы опережают даже их, и человека в том числе. Это связано с некоторыми особенностями строения глаз.

В сетчатке млекопитающих и птиц есть две основные разновидности фоторецепторов — палочки и колбочки. Палочки обеспечивают ночное зрение, в глазах сов преобладают именно они. Колбочки отвечают за дневное зрение и различение цветов. У приматов три типа (они воспринимают известные всем окулистам и цветокорректорам красный, зеленый и синий цвета), у остальных млекопитающих только два. У птиц четыре типа колбочек с разными зрительными пигментами — красный, зеленый, синий и фиолетовый / ультрафиолетовый. А чем больше разновидностей колбочек, тем больше оттенков различает глаз (рис. 2).

В отличие от млекопитающих, каждая колбочка птиц содержит еще каплю окрашенного масла. Эти капли играют роль фильтров — отрезают часть спектра, воспринимаемого конкретной колбочкой, за счет этого уменьшают перекрытие реакций между колбочками, содержащими разные пигменты, и увеличивают количество цветов, которые могут различать птицы. В колбочках выявлены шесть типов масляных капель; пять из них представляют собой смеси каротиноидов, которые поглощают волны различной длины и интенсивности, а в шестом типе пигменты отсутствуют. Точный состав и окраска капель варьируют от вида к виду: возможно, они обеспечивают тонкую настройку зрения, так, чтобы его возможности наилучшим образом соответствовали среде обитания и пищевому поведению.

Четвертый тип колбочек позволяет многим птицам различать ультрафиолетовый цвет, для людей невидимый. Список видов, для которых эта способность доказана экспериментально, в последние 35 лет сильно вырос. Это, например, бескилевые, кулики, чайки, чистиковые, трогоновые, попугаеобразные и воробьиные. Эксперименты показали, что области оперения, демонстрируемые птицами во время ухаживания, часто имеют ультрафиолетовую окраску. Для человеческого глаза около 60% видов птиц не имеют полового диморфизма, то есть самцы и самки внешне неотличимы, но сами птицы, возможно, так не считают. Конечно, нельзя показать людям, как птицы видят друг друга, но можно примерно представить это по фотографиям, где ультрафиолетовые участки тонированы условным цветом (рис.  3).

Способность видеть ультрафиолетовый цвет помогает птицам отыскивать корм. Показано, что плоды и ягоды отражают ультрафиолетовые лучи, что делает их более заметными для многих птиц. А пустельги, возможно, видят тропинки полевок: они помечены мочой и экскрементами, которые отражают ультрафиолет и за счет этого становятся видимыми для хищной птицы.

Однако, обладая самым лучшим восприятием цвета среди наземных позвоночных, птицы лишаются его с наступлением сумерек. Чтобы различать цвета, птицам нужно в 5–20 раз больше света, чем людям.

Но это еще не все. У птиц есть и другие недоступные нам способности. Так, они видят быстрые движения значительно лучше людей. Мы не замечаем мерцание со скоростью больше 50 Гц (например, свечение люминесцентной лампы нам кажется непрерывным). Временное разрешение зрения у птиц значительно выше: они могут заметить более 100 изменений в секунду, например у мухоловки-пеструшки — 146 Гц (Jannika E. Boström et al. Ultra-Rapid Vision in Birds // PLoS ONE, 2016, 11(3): e0151099, doi: 10. 1371/journal.pone.0151099). Это упрощает мелким птицам охоту на насекомых, но, возможно, делает невыносимой жизнь в неволе: лампы в помещении, по мнению человека, нормально светящие, для птицы противно мигают. Птицы способны видеть и очень медленное движение — например, перемещение солнца и звезд по небу, недоступное нашему невооруженному глазу. Предполагается, что это помогает им ориентироваться во время перелетов.

Цвета и оттенки, неизвестные нам; круговой обзор; переключение режимов от «бинокля» до «лупы»; самые быстрые движения видны четко, как в замедленной съемке… Нам трудно даже представить, как воспринимают мир птицы. Можно только восхищаться их возможностями!

Ветеринарный офтальмолог о зрении животных | Диагностика | Терапия | Микрохирургия | Стационар | Анестезиология | Цены | Специалисты | Дипломы и сертификаты | Отзывы | Видео | Фото | Советы | Записаться | Москва | Свиблово | Коньково

Пост восхищения и благодарности. Или… Если бы мы все так работали… Началось с неприятного. Заподозрила я необходимость хирургического лечения глаза у собаки.

Подозрение гинеколога требует подтверждения офтальмологом. И потащились мы по врачам. Не то чтобы отдавались первому встречному, статусные места посещали, но готовности положить питомца на операционный стол всё не возникало. Обратились к любимому сарафанному радио. И послало оно нас в Клинику доктора Шилкина. Сказать, что я в восторге, а особенно в такой ситуации, — это ничего не сказать. Такое оборудование в операционной, как там, есть только у пары — тройки очень крутых «человеческих» офтальмологических клиник. Уровень образования докторов и оснащения кабинетов просто зашкаливает. Забота… Ну хотя бы то, что осмотр, проводимый врачом всяческими «-скопами», наблюдают и ассистент, и хозяин животного, причём на разных, расположенных под нужным углом мониторах, дорогого стоит. Всё увиденное комментируется. Причём дополнительные мониторы есть даже у «банального» микроскопа, с помощью которого мазок смотрят. Общение… Думаю, если бы все «человеческие» доктора так разговаривали, судебных исков у нас бы не было. Во-первых, это нужно слышать. Такая эмпатия нечасто встречается. А во-вторых, для примера… «После операции возможны…осложнения. Для снижения их риска мы назначим… Но у этих препаратов есть побочные эффекты…. Чаще всего они проявляются на…. день. Но если Вы заметите…раньше, звоните — пишите — приезжайте.» Проговаривается всё чётко сначала врачом, потом ассистентом и записывается в рекомендациях. Меня, кстати, быстро «вычислили». На второй минуте осмотра собаки в режиме монолога доктор поинтересовался, какой я врач. На лбу, видимо, написано. Общих знакомых, безусловно, нашли. Эмпатия, про которую я писала выше, не связана с тем, что я «своя». Так получилось, что я вынужденно очень долго и внимательно наблюдала за разными животными, их хозяевами, докторами и другими сотрудниками клиники, поэтому со всей ответственностью могу это заявить. P. S. Через 8 месяцев оперированный глаз «понравился» доктору даже больше, чем второй, абсолютно здоровый. Не реклама. Собаку оперировал Ротанов Д. А.

Может ли человеческий глаз видеть в формате 8K?

Технологии, кажется, в наши дни развиваются угрожающими темпами, и это, безусловно, верно, когда речь идет о бытовой электронике. Когда было объявлено, что в этом году Большая игра будет транслироваться в 8K, мы начали задаваться вопросом: могут ли наши глаза видеть даже в 8K?

Итак, вот краткое изложение того, что на самом деле означает 8K, и пришло ли вам время инвестировать в новый телевизор.

Разница между пикселями и разрешением

Важно понимать, что существует разница между пикселями и разрешением.Когда вы смотрите на телевизоры HD, 4K, а теперь и 8K, чем выше вы поднимаетесь, тем выше разрешение или общее количество пикселей. Пиксели — это отдельные точки света, составляющие цифровое изображение. Например, телевизор 8K имеет 33, 177, 600 пикселей. Отметим, что термин 8K относится к количеству пикселей (около 8000), отображаемых по горизонтали в строке.

Однако для человеческого зрения глаза не содержат пикселей. Самое близкое сравнение — это палочки и колбочки в ваших глазах, которые помогают вам видеть. Более того, разрешает картинку, которую вы можете составить своими глазами и мозгом, а не то, что обязательно существует в реальности.

Какое разрешение человеческого глаза?

Поскольку человеческий глаз вообще не видит в пикселях, довольно сложно сравнить их с цифровым дисплеем.

Но любопытные умы хотят знать, если бы вы, , могли сравнить , сколько пикселей, вероятно, было бы в человеческом глазу? Оказывается, кто-то умный использовал довольно сложную математику и (при условии зрения 20/20) получил 576 мегапикселей. 576 мегапикселей — это примерно 576000000 отдельных пикселей, поэтому на первый взгляд может показаться, что мы можем увидеть намного больше, чем может предложить телевизор 8K. Но не все так просто. Например, мы видим разрешение 576 мегапикселей, когда наши глаза движутся, но один взгляд будет иметь только около 5-15 мегапикселей.

Более того, у ваших глаз есть много недостатков, которых нет у фотоаппарата или цифрового экрана. Например, у вас есть встроенное слепое пятно, в котором зрительный нерв встречается с сетчаткой. У вас также может быть нарушение рефракции, такое как близорукость или дальнозоркость. Возможно, вы также родились с (казалось бы) сверхмощными глазами, как у тетрахроматов: люди с четырьмя колбочками в глазах вместо трех.Это означает, что они могут видеть гораздо больше цветовых вариаций и, следовательно, глядя в телевизор, потенциально могут различать гораздо больше, чем средний человек.

Стоит ли покупать новый 8K телевизор или подождать?

Возможно, первый вопрос, который мы должны задать: есть ли что смотреть в 8K? Ответ небольшой. Голливудские режиссеры использовали камеры 8K, и даже было выпущено несколько фильмов в формате 8K, которые можно было смотреть в кинотеатрах, например, Guardians of the Galaxy Vol. 2 . В Японии сеть NHK TV иногда транслирует в формате 8K, но их можно увидеть только в некоторых кинотеатрах по всей стране.

На выставке Consumer Electronics Show (CES) 2018 бренды с телевизорами 8K должны были отображать статические изображения или очень короткие циклические видеоролики, чтобы продемонстрировать полный эффект 8K, поскольку готового контента для показа не так много.

Можем ли мы увидеть последние 8K?

Итак, если вам интересно, могут ли ваши глаза с потенциально экстремально высокой четкостью 576 мегапикселей видеть больше, чем может предложить телевизор 8K, рассмотрите этот эксперимент: подумайте о том, когда вы находитесь на пляже. Если вы посмотрите на ближайший к вам песок, вы легко сможете сосчитать отдельные песчинки, верно? Но чем дальше смотришь, тем труднее или невозможнее становится.Это потому, что расстояние играет огромную роль в нашем решении.

Поскольку в игру вступает очень много переменных, нет однозначного ответа «да» или «нет» на вопрос «можем ли мы видеть в 8K?» Теоретически на некотором расстоянии это возможно, да. Если вы хотите получить общее представление о том, какое это может быть расстояние, вы можете подключить размер экрана вашего телевизора к калькулятору домашнего кинотеатра Карлтона Бейла. Например, для 50-дюймового телевизора 8K вам нужно будет сесть на два фута или меньше от него, чтобы полностью оценить его воздействие.

Хотя то, что технологии продолжают совершенствоваться, впечатляет, есть много вещей, которые следует учитывать, прежде чем тратиться на этот новый телевизор, огромная цена (более 15 000 долларов!), Возможно, одна из них!

Если вы в настоящее время носите очки или контактные линзы, вы можете получить встроенную четкость HD всего за 490 долларов за глаз. Узнайте, забронировав бесплатную консультацию у нас.

Какое разрешение человеческого глаза?

В математически сбивающем с толку, научно отклоняющемся 10-минутном видео профессиональные компьютерщики-компьютерщики Vsauce углубляются в сравнение вселенных кино и реальной жизни, чтобы ответить на один, казалось бы, простой вопрос: каково разрешение человеческого глаза? Смотрите, как ведущий Майкл Стивенс делает длительный удар по этому поводу ниже:

Первый: что такое разрешение?

Стивенс начинает с определения мегапикселей как не равных разрешению камеры.Хотя мы часто думаем о разрешении изображения как о чем-то вроде, например, 1920 × 1080, на самом деле разрешение определяется освещением, размером сенсора, тем, что кодируется, и близостью объекта к объективу. Плотность пикселей не имеет значения даже на определенном расстоянии.

Итак, Стивенс переопределяет вопрос следующим образом: «Сколько пикселей вам нужно, чтобы заполнить поле зрения, чтобы убедить вас, что вы смотрите на реальную жизнь?»

Проблемы с вопросом

Есть несколько проблем с переводом зрения в технологические термины:

1. Наше зрение включает в себя — и автоматически игнорирует — такие вещи, как наш нос или очки, которые трудно воспроизвести на экране.
2. У всех нас есть слепые пятна в каждом глазу. (Если вы этого не знали, закройте правый глаз и медленно переместите большой палец из центрального поля зрения влево — он исчезнет, ​​и это странно.)
3. Наша ямка : это относится к двум центральным градусам нашего поля зрения, которые являются единственными объектами, находящимися в полном фокусе в любой момент времени.

Наши глаза размывают носы и очки и фокусируются в середине поля зрения.

Тем не менее, Роджер М.Кларк из Clark Vision провел вычисления несколько лет назад и обнаружил, что ответ, если вы найдете экран, достаточно большой, чтобы охватить все ваше поле зрения, должен был бы иметь плотность 576 мегапикселей.

Но это число вводит в заблуждение, пишет автор, потому что наши глаза не работают как камеры.

«Глаз — это не однокадровая фотокамера. Это больше похоже на видеопоток. Глаз быстро перемещается на небольшие углы и постоянно обновляет изображение в мозгу, чтобы «раскрасить» детали.У нас также есть два глаза, и наш мозг объединяет сигналы для дальнейшего увеличения разрешения. Мы также обычно перемещаем глаза по сцене, чтобы собрать больше информации. Из-за этих факторов глаз и мозг формируют изображение с более высоким разрешением, чем это возможно с количеством фоторецепторов в сетчатке ». — Роджер М. Кларк

Это означает, что 576-мегапиксельный экран предполагает, что наши глаза одинаково переваривают всю визуальную информацию — что, если учесть, что мы полностью перевариваем только то, что находится в нашей центральной ямке, мы понимаем, что это неправда.Изображение на 576-мегапиксельном экране будет слишком детализированным, тогда как большая часть того, что мы видим, на самом деле размыта.

То, что мы видим в пределах нашего обзора фовеа, на самом деле больше похоже на семь мегапикселей.

Даже когда мы можем видеть полное поле зрения, мы фокусируемся только на центре, включая слепое пятно, отмеченное здесь черным кружком.

Если не считать семимегапиксельного диапазона фовеа, нам нужно всего на один мегапиксель больше, чтобы обмануть нас. Это звучит очень мало — пока мы не вспомним, что у нас просто нет технологии, чтобы точно запустить механизм, который мог бы обмануть наши глаза подобным образом, и весь вопрос построен на глупой и невозможной предпосылке.

Жизнь — это не фильм

В конечном счете, заключает Стивенс, эти двое несравнимы. В трогательно философском финале он отдает дань уважения различию между реальной жизнью и миром кино:

«Подобно цензору камеры, у нас есть только конечное и дискретное количество клеток в нашей сетчатке. Но мозг подстраивает наши первоначальные ощущения к окончательному восприятию, которое представляет собой бессвязный, обработанный сверху вниз сгусток опыта. Он не состоит из пикселей и, более того, в отличие от фотоаппарата, он не сохраняется в памяти с такой достоверностью, как файл цифровой камеры….

«Мы играем роли в фильме о жизни. Но это особенный фильм. Кинематографические победы и битвы часто бывают дискретными, решенными, как пиксели, с невероятно совершенными началом и концом. В то время как реальный мир — это все о нерешительности … Жизнь не проявляется ни в каком конкретном разрешении пикселей или разрешении повествования. Вещи непрерывны. Мир бежал до того, как вы пришли, и он продолжит бегать после того, как вы уйдете ». — Майкл Стивенс

И Nvidia, и AMD готовятся к 8K: «для человеческого глаза это разрешение близко к совершенству»

4K — это модное слово в красивых играх.3840 x 2160. Более 8 миллионов пикселей. В два раза больше, чем в 1080p, в четыре раза больше, поэтому старый стандарт выглядит так, как будто вы играете в игры по эскизу, а не на компьютере. Прямо сейчас производители видеокарт создают карты, способные выдавать такое количество пикселей, производители мониторов делают их экраны, а разработчики игр создают игры, которые требуют их.

4K для придурков, я хочу знать про 8K.

Я поговорил с AMD и Nvidia, чтобы узнать, что они делают, чтобы это произошло.

Я не прошу просто бросить вызов отраслевым тенденциям. Что-то удивительное происходит с 8K, как сказал мне Ричард Хадди, главный специалист по игровой индустрии AMD: «Если мы добьемся разрешения экрана около 8k по горизонтали и около 6k по вертикали, то для игрока с зрением 20/20 у них будет то, что близки к идеальным для их зрительной системы ».

Помимо этого, человеческий глаз не смог бы воспринимать больше деталей на своем экране. Не будет отличной гонки на 16 или 32 км.

«Это около 48 миллионов пикселей для заполнения поля зрения», — объясняет Хадди. Так что потребуется карта в шесть раз более мощная, чем карта, способная воспроизводить графику 4K.

И, по правде говоря, они должны были быть даже более могущественными. Из-за того, как видеокарты выводят информацию на экран, им обычно требуется в два раза больше данных, чем требуется монитору, иначе вы получите визуальные артефакты. Таким образом, монитор 8K фактически будет получать данные с разрешением 16K.«Если бы у вас было 16K, вы бы предложили идеальный опыт, никто бы не увидел артефакты, если бы у них было зрение 20/20», — сказал Хадди. «Орел может быть разочарован тем, что для них это низкое разрешение, но для человеческого глаза это разрешение близко к совершенству».

«8K или что-либо выше 4K потребует нескольких графических процессоров», — сказал мне Скотт Херкельман, глава Nvidia по GeForce GTX, когда я спросил, что потребуется для 8K. «4K для большинства графических процессоров — это довольно сложно, 980 справляется с этим хорошо, но это все же одна из тех вещей, что чем больше у вас графических процессоров, тем лучше он выглядит.”

Следующая задача — иметь монитор, который может отображать все эти данные с частотой обновления, на которой вы можете играть. Хадди считает, что 8K начнет свою жизнь как многоэкранная установка с тремя или пятью экранами, работающими от стопки карт, работающих в Crossfire. Даже сейчас компании, производящие мониторы, изо всех сил пытаются создать экран, способный отображать графику 4K с частотой 144 Гц, что является максимальной игровой скоростью.

Последний вызов — это наши ожидания. Мы не примем увеличения разрешения, если это означает шаг назад в другом месте.«Многое из того, с чем мы миримся в графике, мы миримся, потому что мы к этому привыкли», — говорит Хадди. «Раньше у нас были низкие тени, а потом люди обнаружили, что у них достаточно графической мощности, чтобы накладывать тени; мы говорили: «Работайте с одним или двумя ближайшими источниками света, это очень близкое приближение», и мы мирились с этим. По мере того, как видеокарты становятся более мощными, они могут заполнить больше этих пробелов, и вы действительно не хотите когда-либо возвращаться ».

AMD могла бы достичь 8K карт, но если бы они не смогли также поддерживать текущий стандарт визуальных эффектов в играх, мы были бы разочарованы.Кроме того, с такими компаниями, как Crytek и DICE, изучающими графические усовершенствования, помимо более детализированных моделей, требования к графической карте постоянно растут.

Это будет титаническая задача для AMD и Nvidia создать карты, которые могут запускать игры в пределах того, что может воспринимать наш глаз. Но они туда доберутся.

Как человеческий глаз обрабатывает пиксели

Этот рекламный контент был подготовлен в сотрудничестве между Vox Creative и нашим спонсором, без участия редакции Vox Media.

При четырехкратном увеличении разрешения по горизонтали и вертикали 1080p и в шестнадцать раз от общего числа пикселей изображения 8K — названные в честь приблизительного количества пикселей вдоль горизонтальной оси — вероятно, являются самыми четкими цифровыми изображениями, которые когда-либо видел человеческий глаз. А когда дело касается телевидения и визуального повествования, разрешение определенно имеет значение. Независимо от того, загипнотизированы ли вы великолепным воздушным снимком стада диких слонов или пускаете слюни над крупным планом на тарелке, по-настоящему яркое цифровое изображение может выскочить за пределы экрана и проникнуть в сознание зрителя.

Но некоторые ставят под сомнение полезность такого высокого разрешения для зрителей, у которых, в конце концов, есть глаза только определенного размера. Имеет ли 8K какое-либо значение для обработки изображений человеком, зависит от системы, в которой задействованы одни из самых сложных и загадочных структур человеческого тела. Комбинированные функции этих структур создают мысленный опыт, который ученые все еще пытаются отобразить, но каждый эксперимент приближает нас к захватывающей истине.

От пикселя к картинке: как наши глаза превращают свет в образы

Свет — сконцентрированный в пикселях или нефильтрованный в виде потока крошечных фотонов из трехмерного, физического мира — попадает в глаз рассеянным, неразборчивым беспорядком.Прежде чем мозг сможет начать сортировать информацию, свет улавливается и преломляется внутренними структурами глаза, в частности, естественным хрусталиком и набором «юморов». Однако здесь нет шуток: по словам доктора Линн Хуанг, офтальмолога и хирурга сетчатки, именно жидкие вещества защищают хрусталик водянистой подушкой и придают глазу его сферическую форму.

Если видимые структуры глаза похожи на объектив камеры, то «сетчатка похожа на пленку внутри камеры», — говорит д-р. Хуанг. Этот тонкий, нежный орган — консистенции «как влажная туалетная бумага» — содержит три слоя специализированных нейронов, которые выполняют первый цикл обработки визуальной информации. Светочувствительные клетки сетчатки, называемые фоторецепторами, поглощают фотоны, когда они фокусируются на задней части глаза.

Центральная ямка, расположенная в центре сетчатки.

Фоторецепторы каждого глаза включают около 120 миллионов палочек, которые реагируют на интенсивность света, и от 6 до 7 миллионов цветочувствительных колбочек.«Палочки занимают большую часть сетчатки глаза, но самый центр — это крошечная, высококонцентрированная популяция колбочек, называемая фовеа», — объясняет доктор Хуанг. Как единственные светочувствительные клетки в организме человека, палочки и колбочки необходимы для преобразования визуальных данных в электрохимические сигналы.

Нейроны сетчатки могут затем начать анализировать поле зрения, регистрируя контрасты в данных фоторецепторов. По словам Сюзаны Мартинес-Конде и Стивена Макника, профессоров офтальмологии и неврологии и соавторов книги Чемпионы иллюзий : Наука, скрывающаяся за разумом, контрасты — или «края» — являются основными единицами всей визуальной обработки. Потрясающие образы и загадочные головоломки .«Край — это разница между двумя точками в пространстве какого-либо цвета, будь то цвет или свет», — объясняет доктор Макник. Как только их сигналы поступают в мозг, эти края образуют контурные линии вокруг форм объектов в поле зрения.

Подобно фотоаппарату, глаз должен быть направлен прямо на что-то, чтобы видеть это с максимальной четкостью; даже самые мощные объективы не могут запечатлеть детали всего изображения с максимальным разрешением. Ваши глаза могут видеть только в самом резком разрешении или со 100-процентной остротой в центральной ямке, очень малой части вашего поля зрения.«Около 0,1 процента вашего поля зрения в любой момент времени — это единственное место, где у вас когда-либо было зрение 20/20», — говорит доктор Макник; остальная часть поля — «просто визуальный мусор».

Тот факт, что каждый раз, когда вы смотрите на часы, вы не замечаете, что остальной мир превращается в размытый мир снов, является свидетельством безупречной инженерии зрительной коры. Когда вы смотрите на комнату, ваш мозг видит не только картинку перед вами, но и образы ваших последних непроизвольных отрывистых подергиваний, называемых саккадами.Эти образы, плюс ваша зрительная память, вместе образуют мысленную модель пространства вокруг вас, которая обновляется с каждым взглядом. Таким образом, даже если в любой момент в фокусе находится лишь крошечная часть поля зрения, вся панорама кажется одинаково четкой, независимо от того, куда вы смотрите.

Саккады или непроизвольные подергивания помогают сформировать ментальную модель того, что вы видите перед собой.

Этот акт нейронной акробатики основан на способности глаза перенаправлять фокусирующую силу в любом направлении.Глазам с недостаточной остротой требуется помощь внешних линз. Контакты, как у фотографа-наведчика, перемещаются вместе с центром глаза, чтобы поддерживать идеальную силу преломления света там, где он будет иметь наибольшее влияние, в то время как более статичные очки покрывают большую часть поля зрения с тем же увеличением. чтобы обеспечить четкость под любым углом.

Мы действительно можем видеть в 8K?

Острота зрения — то, что измеряет ваш оптометрист, когда дает вам рецепт, — это версия разрешения глаза.Добавление очков или контактных линз к фокусирующей способности глаза сродни обновлению до экрана с более высоким разрешением — своего рода. Более высокое разрешение означает не просто больше пикселей, то есть больше битов световых данных, но меньших пикселей, потому что разрешение — это измерение данных, распределенных по заданной области. При постоянном количестве пикселей большее поле зрения, то есть больший экран, фактически привело бы к худшему разрешению, поскольку данные размываются по большей площади. Поскольку верхний предел того, что может воспринимать человеческий глаз, определяется расстоянием между пикселями, а не числом пикселей, нет оснований предполагать, что экраны 8K выходят за рамки того, что зрители могут оценить.

Но преимущества 8K заключаются не только в увеличении размеров экрана. Технические обозреватели утверждали, что увеличенное разрешение экранов 8K позволяет отображать изображения с более мягкими и реалистичными краями, что имеет решающее значение для восприятия зрителем глубины — или, другими словами, для зрителей, которые прыгают с экрана с реализмом. жаждать нативного контента. Некоторые даже отметили, что «изображения настолько резкие, что выглядят как движущиеся отпечатанные фотографии; нет абсолютно никаких признаков пикселизации, даже если ваше лицо находится в дюйме от кадра.”

Тогда есть странный вопрос гиперактивности, один из самых загадочных оставшихся вопросов о человеческой визуальной обработке. «Наша острота зрения на самом деле значительно выше, чем можно было бы ожидать, как по оптике, так и по схемам глаза», — говорит доктор Мартинес-Конде. Другими словами, подобно сыщику из полицейского процесса по телевидению, который выдвигает абсурдное требование, чтобы какой-нибудь плохой техник «улучшил» размытые кадры с места преступления, визуальная кора головного мозга использует неизвестные средства для создания визуальной информации из воздуха.Дэн Сасаки, вице-президент по оптической инженерии Panavision, в своей презентации в 2017 году обсудил, что более крупные субпиксели в изображении «предоставляют зрителю гораздо больше информации для визуализации изображений в его мозгу, и это дает ощущение большего. глубина и больше реализма ».

Таким образом, теоретический предел того, сколько деталей может фактически обработать человеческий глаз, может быть скорее рекомендацией, чем правилом. Доктор Мартинес-Конде указывает, что загадка охватывает все типы восприятия.«По сути, — добавляет она, — мы не понимаем нейронную основу опыта». Однако ясно одно: 33 миллиона пикселей, которые могут отображать телевизоры 8K, меняют способ просмотра телевидения и делают его по-настоящему захватывающим.

Источники предназначены только для информационных и справочных целей. Они не являются одобрением Рекламодателя или продуктов Рекламодателя.

Какое разрешение человеческого глаза в мегапикселях?

(Изображение: Creative Commons)

Какое разрешение человеческого глаза в мегапикселях? изначально появился на Quora: , сети обмена знаниями, где на интересные вопросы отвечают люди с уникальным пониманием .

Ответ Дэйва Хейни, инженера, музыканта, фото / видеооператора, на Quora:

Какое разрешение человеческого глаза в мегапикселях? Ну, это не будет напрямую соответствовать реальной камере … но читайте дальше.

На большинстве цифровых камер у вас есть ортогональные пиксели: они одинаково распределены по сенсору (фактически, почти идеальная сетка), и есть фильтр (обычно фильтр «Байера», названный в честь Брайса Байера, ученого который придумал обычный цветовой массив), который обеспечивает красные, зеленые и синие пиксели.

Итак, для глаза представьте сенсор с огромным количеством пикселей, около 120 миллионов. В центре датчика плотность пикселей выше, и только около 6 миллионов из этих датчиков отфильтрованы для обеспечения цветовой чувствительности. Ну и конечно толку всего около 100000 на синий! Да, кстати, этот сенсор сделан не плоским, а фактически полусферическим, так что очень простой объектив можно использовать без искажений; Объективы реальных фотоаппаратов должны выступать на плоскую поверхность, что менее естественно, учитывая сферический характер простого объектива (на самом деле, лучшие объективы обычно содержат несколько асферических элементов).2.

Так вот железо. Но это не ограничивающий фактор для эффективного разрешения. Кажется, что глаз видит «непрерывно», но это циклично, есть очень высокая частота кадров, но это не главное. Глаз находится в постоянном движении из-за микротремор, возникающих при частоте около 70–110 Гц. Ваш мозг постоянно интегрирует выходной сигнал вашего глаза, когда он движется, в изображение, которое вы действительно воспринимаете, и в результате, если что-то не движется слишком быстро, вы получаете эффективное повышение разрешения со 120 МП до примерно 480 МП, поскольку изображение построен из нескольких образцов.

Что имеет смысл — наш мозг может решать такую ​​задачу как параллельный процессор с производительностью, сопоставимой с самыми быстрыми суперкомпьютерами, которые у нас есть сегодня. Когда мы воспринимаем изображение, есть обработка изображения низкого уровня, а также специализированные процессы, которые работают с абстракциями более высокого уровня. Например, мы, люди, действительно хорошо распознаем горизонтальные и вертикальные линии, в то время как наши дружелюбные соседи-лягушки имеют специализированную обработку в своем относительно простом мозгу, ищущую небольшой объект, летящий через поле зрения: ту муху, которую он только что съел.Мы также постоянно сопоставляем то, что видим, с нашими воспоминаниями о вещах. Таким образом, мы не просто видим объект, мы мгновенно распознаем объект и вызываем целую библиотеку информации о том, что мы только что видели.

Еще один интересный аспект нашей обработки изображений в мозгу заключается в том, что мы не требуем какого-либо определенного разрешения. По мере того, как наши глаза стареют, и мы не можем видеть, наше эффективное разрешение падает, но мы все же адаптируемся. За относительно короткий срок мы адаптируемся к тому, что действительно видит глаз, и вы можете испытать это дома.Если вы достаточно взрослые, чтобы проводить много времени перед телевизором стандартной четкости, вы уже испытали это. Ваш мозг адаптировался к довольно ужасному качеству телевидения NTSC (или немного менее ужасному, но все же плохому качеству телевидения PAL), а затем, возможно, перескочил на VHS, что было даже хуже, чем то, что вы могли получить через трансляцию. Когда началось цифровое воспроизведение, между VideoCD и ранними DVR, такими как TiVo, качество было действительно ужасным, но если вы смотрели его много, вы перестали замечать качество с течением времени, если не зацикливались на нем.Сегодняшний зритель HDTV, вернувшись к тем старым средствам массовой информации, будет по-настоящему разочарован, в основном потому, что их мозг переключился на лучшее видео и со временем отказался от этих плохих адаптаций ТВ.

Вернуться к мультисэмплированному изображению на секунду; камеры делают это. При слабом освещении многие камеры сегодня имеют возможность «на лету» усреднять несколько разных фотографий, что усиливает сигнал и снижает шум; ваш мозг тоже делает это в темноте. Мы даже делаем «микротремор» в камерах.Недавний Olympus OM-D E-M5 Mark II имеет режим «наем», который делает восемь снимков с настройкой 1/2 пикселя, чтобы доставить, по сути, два 16-мегапиксельных изображения в полном RGB (поскольку полные пиксельные шаги обеспечивают выборку каждого пикселя в R , G, B, G), одно смещение на 1/2 пикселя относительно другого. Интерполяция этих межстраничных изображений как обычной пиксельной сетки дает 64 МП, но эффективное разрешение больше похоже на 40 МП, что по-прежнему является большим скачком по сравнению с 16 МП. Hasselblad продемонстрировал аналогичную вещь в 2013 году, обеспечив захват 200 МП, и Pentax также выпускает камеру с чем-то вроде этой встроенной.

Мы также выполняем простые версии функций мозга более высокого уровня в наших камерах. Все виды камер текущих моделей могут распознавать и отслеживать лица, следить за фокусировкой и т. Д. Они далеко не так хороши, как наша комбинация глаз / мозг, но они подходят для такого слабого оборудования.

Они опоздали всего на несколько сотен миллионов лет …

Этот вопрос изначально появился на Quora. Задайте вопрос, получите отличный ответ. Учитесь у экспертов и получайте доступ к инсайдерским знаниям.Вы можете подписаться на Quora в Twitter, Facebook и Google+. Еще вопросы:

Может ли человеческий глаз видеть 8K?

Благодаря самому высокому разрешению, которое когда-либо было на домашнем телевизоре, серия телевизоров Samsung QLED 8K 2019 года знаменует собой новый стандарт качества изображения — и является первым в своем роде.

На экране новейших телевизоров Samsung QLED 8K 33 миллиона пикселей, что в четыре раза больше, чем у стандартного телевизора 4K. Поэтому кажется вполне разумным спросить: «Может ли человеческий глаз действительно видеть такое количество пикселей?»

Скептики задают тот же вопрос о том, действительно ли возможно увидеть разницу в новых разрешениях экрана с момента запуска экранов HD. Мало кто сейчас станет утверждать, что нет разницы между экраном стандартной четкости (SD) и Full HD. Но разве 8K слишком хорош для обнаружения?

Человеческий глаз не похож на экран, а наш мозг не имеет подсчета пикселей, поэтому прямого сравнения нет, но некоторые научные оценки предполагают, что вам понадобится камера с 576 миллионами пикселей, чтобы воссоздать эффективное разрешение человеческого глаз. Глаза — штука довольно чувствительная. Исследования показали, что зрители действительно замечают разницу с телевизорами 8K, говорит Дин Кинг, менеджер по продукту Smart TV в Samsung UK.

Наборы позволяют отображать на экране до миллиарда цветов и оттенков, создавая захватывающий дух кинематографический опыт

«Исследование, проведенное доктором Юнг Гён Пак из Женского университета Ихва в Сеуле, Южная Корея, показало, что клиенты видят более реалистичное изображение с большей глубиной и разделением объектов на телевизоре 8K по сравнению с телевизором 4K», — говорит Кинг.

Новейшие телевизоры Samsung QLED 8K (см. Вставку) имеют разрешение 7680 на 4320 пикселей при отображении на экране 33 мегапикселей. По словам Кинга, эффект заключается не просто в том, что изображение получается «сверхчетким».Вместо этого потребители чувствуют, что изображение кажется более реальным: «Это более реалистичное изображение благодаря большей глубине, более мелким деталям, более плавным переходам в цвете и более ярким бликам, благодаря которым хром выделяется, когда он сияет на солнце».

Больше экранов, лучше разрешение

Телевизоры Samsung QLED 8K предлагают размеры экрана до 98 дюймов по диагонали, и при таком размере каждый пиксель имеет значение — не только для контента, снятого в формате 8K.

Кинематографический опыт: посмотрите контент так, как задумал режиссер Кредит: Samsung

Квантовый процессор Samsung QLED 8K преобразует любой просматриваемый контент в QLED 8K, а система Samsung с расширенным динамическим диапазоном HDR 4000 также обеспечивает непревзойденную яркость и контрастность, с четкими черными и яркими цветами. За экраном скрывается массив светодиодов, которые подсвечивают изображение с абсолютной точностью, секунду за секундой, улучшая контрастность и заставляя яркие изображения действительно петь на экране. Наборы предлагают до миллиарда цветов и оттенков на экране, а то, что Samsung называет «100-процентным объемом цвета», создает захватывающее кино. Samsung QLED 8K позволяет наблюдать за контентом так, как задумал режиссер.

Телевизоры Samsung 8K QLED — это лучшие телевизионные экраны, которые вы можете купить сегодня, поскольку Samsung является первым производителем телевизоров, который вывел на рынок 8K.И да, вы обязательно заметите разницу.

Samsung QLED 8K

Эта статья, предоставленная вам Samsung и Telegraph Spark, посвящена телевизионному диапазону QLED 8K 2019 года.

Благодаря четырехкратному увеличению разрешения по сравнению с 4K и апскейлингу AI для постоянной оптимизации всего, что вы видите и слышите, телевизор Samsung QLED 8K — это будущее совершенства изображения — уже сейчас.

Чтобы узнать больше о непревзойденных впечатлениях от телевизора, посетите сайт samsung.com

Разрешение дисплея

и человеческий глаз

Задумывались ли вы, как числа разрешения видео соответствуют тому, что мы действительно видим? Есть простой математический ответ.Человеческий глаз имеет собственное «разрешение», при котором детали изображения, находящиеся ниже нижних границ остроты зрения, теряются.

Оптометристы используют таблицу Снеллена для оценки «разрешения» зрения. Все знают о видении 20/20; на самом деле это означает, что объект может прочитать линию, определяющую среднее зрение, с расстояния двадцати футов. Элементы на диаграмме Снеллена аналогичны измерению угловых границ человеческого зрения.

В старших классах школы все знают, что круг равен 360 градусам.Для углов меньше 1 ° мы используем угловые минуты (MOA) в качестве единицы измерения. «Нормальной» остротой зрения считается способность распознавать оптотип (буква на карте Снеллена), когда он составляет 5 МОА. Наш фактический порог «визуального разрешения» чуть меньше половины предела остроты зрения. Другими словами, средний человек не может различить два пикселя как дискретные элементы, если их угловой размер составляет 1 МОА или меньше. Разрешение дисплея ниже этого порога незаметно.

Разрешение устройства отображения частично ограничено размером пикселя устройства.Чтобы определить размер элемента изображения на дисплее, разделите размер изображения по горизонтали на разрешение по горизонтали. На типичной 50-дюймовой панели 16: 9 будет горизонтальное изображение шириной около 43,5 дюйма. Для дисплея с разрешением 720p разделите 43,5 на 1280 (720p = 1280 x 720), и вы получите размер элемента изображения 0,034 дюйма. Для дисплея с разрешением 1080 разделите 44 на 1920, чтобы получить размер элемента 0,022 дюйма.

Чтобы определить расстояние просмотра, на котором увеличенное разрешение дисплея не добавляет впечатлений от просмотра, все, что мы делаем, это решаем простую задачу тригонометрии. Вот формула, которая даст вам хорошую отправную точку: D = S / TanV, где S — элемент изображения в дюймах, TanV — тангенс 0,016667 градуса (1 MOA), а D — расстояние просмотра в дюймах. Используя наш пример 1080 выше (D = .022 / Tan.01667), мы вычисляем критическое расстояние 75,6 дюйма или около 6 футов 4 дюйма. Другими словами, обычный зритель на расстоянии более 6½ футов от 50-дюймового дисплея 1080 не увидит никакой разницы между 1080 и 720 в плане детализации. Однако другие параметры производительности будут влиять на качество просмотра.

Попробуйте этот простой расчет в своем следующем проекте, и вы будете знать, что получаете все разрешение, которое аудитория может видеть за ваш доллар за установку.

Этот технический документ предназначен только для информационных целей и может быть изменен без предварительного уведомления. C2G не дает никаких гарантий, явных или подразумеваемых, относительно точности, полноты или надежности информации, содержащейся в этом документе.