Какое разрешение у человеческого глаза в пикселях
Обновлено: 07.07.2024
Когда речь заходит о пикселях, в голове у человека возникают образы различной техники, например смартфона или цифрового фотоаппарата. Но задумывался ли ты о том, что разрешение, подобное пиксельному последнего, имеется и у нашего зрения? На сегодняшний день еще нет фотоаппарата, который можно сравнивать с нашими глазами – он не может пока создавать настолько высококачественные изображения. Несмотря на это, профессионалы всего мира очень ждут такого момента, когда разрешение фотокамеры приблизится к разрешению сетчатки. Сравнение цифровой матрицы и человеческого глаза не совсем корректно из-за получения изображения с помощью разных механизмов. В первом случае речь идет о фотодиодах, а, во втором, о светочувствительных элементах – палочках и колбочках. Возникает вполне логичный вопрос – сколько мегапикселей содержится в глазу человека? Восприятие глазами объектов осуществляется благодаря всем клетками одновременно – одни контролируют цвет, а вторые – освещенность.
Если опираться на лабораторный отчет медицинской школы Гарварда, то коэффициент остроты зрения достигает 1,7, а радиус различения пикселей – 0,39 аркминуты. Данные были рассчитаны по специальным формулам. При угле обзора, равном девяносто градусов, считается, что разрешение глаза равно 324 Мп, а в дополнении периферическим – 576 Мп.
Определение пикселя
Термин возник тогда, когда появилась цифра, и стал обозначать элемент изображения. Речь идет о точке, образовывающей с прочими такими же единую картинку. Каждый из кадров единого формата состоит из миллионов точек-пикселей. Любой из последних считается пятью информационными элементами. Два из них будут вертикальными и горизонтальными координатами. Остальные используют, что определять яркость трех базовых тонов – речь о красном, синем и зеленом. В комбинации элементы позволяют устройству правильно определиться с оттенком точки и местом ее размещения.
Об особенностях кошачьего зрения можно прочитать здесь.
Строение глаза
Зрительный нерв получает изображение от глаза. Это главная задача последнего. В его состав входит большое количество элементов, каждый из которых играет важную роль.
Роговица представлена прозрачной оболочкой. На ней отсутствуют кровеносные сосуды. Она имеет преломляющую силу и играет ведущую роль в «оптике», а также граничит со склерой. Между ней и радужкой имеется пространство, названной передней камерой с внутриглазной жидкостью.
Радужка имеет цветную округлую форму и отверстие внутри, то есть зрачок. Речь идет о мышцах, выполняющих функции сужения и расширения последнего. Другими словами, регулирует световой поток – это можно сравнить с устройством фотоаппарата. Из-за большого света зрачок уменьшается.
Хрусталик считается своеобразной линзой, которую отличает ее прозрачность и эластичность. Форма меняется во время фокуса на определенном объекте. Благодаря хрусталику ты видишь предметы, которые находятся близко или далеко.
Сетчатка образована из фоторецепторов и нервных окончаний. У них повышена чувствительность. Как уже говорилось, есть колбочки и палочки. Их основная задача – трансформировать фотоны в электроэнергию нашей нервной системы. Речь о сложной фотохимической реакции.
Оболочка, которая находится снаружи и постепенно переходит в роговицу, называется склерой. Движения глаз происходят за счет мышц, прикрепленных к последней. Сзади находится сосудистая оболочка, которая посылает кровь ко всей структуре глазного яблока. Нервы посылают сигнал в мозг, и мы видим изображения.
Сколько мегапикселей видит человеческий глаз
Сетчатка содержит около пяти миллионов рецепторов всевозможных цветов. Если перевести на пиксельный язык, то получится всего пять единиц – не самый оптимальный вариант, с учетом того, как далеко ушли нынешние устройства. Несмотря на это в глазу есть еще сто миллионов рецепторов монохромного плана. Они определяют любую информацию, которая поступает.
О наличии полноценных пикселей в сетчатке говорить невозможно – зато есть субпиксели. Они расположены неравномерно и имеют разную чувствительность. Так сколько мегапикселей в глазу человека? Пикселями в глазу человека считаются клетки фоторецепторов, количество которых достигает сто двадцать шесть миллионов.
Человеческий глаз по строению во многом напоминает фотоаппарат. Смотрите сами: роговица – это защитный фильтр, зрачок – объектив с находящимся внутри хрусталиком (линзой). Радужная оболочка – это диафрагма, а сетчатка – матрица. Как и в фотоаппарате, изображение на сетчатке формируется перевернутым; таковы уж законы оптики. А обратно изображение переворачивает наш мозг (процессор в фотокамере).
О матрице мы и поговорим. Погоня за мегапикселями хоть и поутихла в последнее время, но всё же идет своим чередом: каждая новая камера или смартфон имеют всё большее количество пикселей. Есть ли предел этому росту? Когда, наконец, разрешение матриц сравняется с разрешением человеческого глаза, и вообще – какое оно?
На самом деле, впрямую сравнивать разрешение цифровой матрицы и человеческого глаза несколько некорректно из-за принципиально разного механизма получения изображения. Матрицы состоят из пикселей, каждый из которых представляет собой светочувствительный элемент – фотодиод. При попадании на него света он формирует электрический сигнал, величина которого зависит от яркости света. Для получения цветного изображения соседние пиксели имеют светофильтры (RGB – красный, зеленый и синий), воспринимающие свет определенной длины волны.
Сетчатка глаза формирует изображение по-другому. Ее светочувствительные клетки имеют отростки, называемые колбочками и палочками. Колбочки отвечают за цветное восприятие и форму объектов, но имеют небольшую чувствительность. Палочки имеют очень высокую чувствительность, но менее восприимчивы к цвету; они отвечают за сумеречное освещение (поэтому ночью нам всё кажется в серых тонах). При попадании на колбочки и палочки света, они производят нервные возбуждения, передающиеся в мозг, где и формируется окончательная картина.
Но всё же по косвенным признакам определить «мегапиксельность» и другие характеристики человеческого глаза возможно. И такие исследования были давно проведены. Давайте ознакомимся с результатами.
Разрешение глаза: 576 мегапикселей
Чувствительность (ISO) глаза работает в "автоматическом режиме": 800 в темных условиях и около 1 при ярком свете.
Диафрагма: f/3.5
Фокусное расстояние : 22 мм (нужно учитывать, что площадь сетчатки меньше площади 35-миллиметрового кадра); эквивалентное фокусное расстояние будет в районе 50 мм
Динамический диапазон: 1/10 000 000 (фотокамеры и рядом не стояли даже со своим HDR)
В общем, фотокамерам есть куда развиваться, и производители еще много лет будут радовать нас всё возрастающими показателями.
Вопрос и правда не коректен, ведь давние заблуждения по поводу устройства глаза, фоторецепторов и нервов, передающих "изображение" в моСк не очень и верны:
"Глаз вместе с мозгом - это "компьютер", обрабатывающий спектры пространственных частот и их функции корреляции, а не аналог фотоаппарата. "
Читайте далее.. .
А вот ещё одна статья, там интересное мнение про "разрешение" человееского глаза (100 Мпикселей типа) :
Источник: ПАРАДОКСЫ ЗРЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА И ИХ УСТРАНЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ ЗАКОНОВ ФИЗИКИ. и собственное желание докопаться до иСтинЫ Оптическое разрешение человеческого глаза при остроте зрения в 1 единицу - 1 угловая минута. В некоторых случаях глаз человека имеет остроту зрения 1,5 единицы, в таком случае оптическое разрешение его глаза составляет 40 угловых секунд. Острота зрения в 1 единицу соответствует 100 мегапикселям на один глаз, если сравнивать в цифровой фотокамерой, соответственно нормальное разрешения зрения человека около 200 мегапикселей.Разрешение взято по количеству светочуствительных клеток - палочек, которые не различают цветов. За цветоопределение отвечают колбочки, которых в несколько раз меньше, поэтому по цвету у человека разрешение тоже меньше, и цвет очень удаленного или мелкого предмета вы скорее всего не различите. Но на остроту зрения это не влияет.
Следует заметить, что разрешение глаза человека несмотря на значительное по сравнению с большинством животных количество "пикселей" невелико. В отличие, например, от глаза орла, человеческий глаз не имеет зума, и на расстоянии километра может не заметить диск диаметром 25 см. Глаз орла (и некоторых других птиц) может приближать и удалять объекты, как зум фото- или видеокамеры, но он гораздо проще по устройству. При повороте его зрачка вперёд сетчатка в глубине глаза максимально удалена от хрусталика, когда же птица смотрит вбок, сетчатка на боковой поверхности глазного яблока намного ближе к хрусталику и обеспечивает глазу широкий обзор. Разрешение сетчатки орла тоже в 4 раза выше человеческого. Перемножаясь с зумом, эти показатели дают большое преимущество, заменяя мощный бинокль. [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
Современная техника позволяет с орбиты планеты читать заголовки газет и различать звёздочки на погонах. В системах ближайших звёзд, находящихся от нас на расстоянии нескольких световых лет, были обнаружены крупнейшие планеты (газовые гиганты, похожие на наши Сатурн и Юпитер).
Изображение на сетчатке глаза и изображение на фотографии принципиально отличаются друг от друга.
Изображение на фотографии должно покрывать широкое пространственное поле и обеспечивать одинаково качественное изображение всех элементов этого поля.
Глаз должен обеспечить мозгу быстрое общее впечатление от видимой сцены и качественное изображение в небольшой области в центре поля зрения. В случае, если необходима более поддробная информация об объекте, глаза, подобно узкому лучу прожектора, сканирует объект, замечая и распознавая более мелкие детали.
Вследстве этого, область чёткого (фотографического) изображения имеет у глаза угловой размер не более 3 градусов. Поскольку разрешающая способность глаза около 1 угловой минуты, что условно примем за размер «пикселя» , то область фотографической чёткости имеет размер примерно 180х180 пискелей или 0.03 мегапикселя.
За пределами области наибольшей чёткости разрешающая способность глаза уменьшается, и на периферии зрительного поля (боковое зрение) глаз воспринимает только движущиеся/статичные цветные пятна неопределённой формы, которые могут быть распознаны только как типовые объекты заложеной в память «библиотеки» наиболее часто встречающихся изображений.
Таким образом, количество «пикселей» в глазу примерно на два порядка меньше, чем количество светочувствительных клеток.
Цветовая чувствительность глаза на порядок меньше яркостной.
И еще есть диапазон яркостей ок 250 Дб, лучшая Пленка дает ок 150 Дб.
А у голубя еще выше.. . И не надо забывать про мозг. Так называемые Оптические Обманы связаны с обработкой изображения мозгом.
В общем — сплошные нюансы. Короче человекческий глаз может воспринимать разрешение 7к. То есть телевизоры 8к это предел потому что дальше разницы в качестве картинки мы не заметим. Получается не вооруженным глазом мы можем видеть порядка 7000 точек на дюйм, если их будет больше разницы не заметим что 7000 что 15000 будет нам одинаково (не вооруженным глазом) а некоторые с просевшим зрением и 4к от 8к не отличат.
Очень много смешного текста в ответах, типа "Человеческий же мозг воспринимает и сохраняет картинку "как есть""
Исходя из разрозненной информации в интернете человек не увидит больше, чем 500 мегапикселей одновременно (по некоторым данным больше чем 105 мегапикселей). Т. е. если смотреть в телевизор, который показывает 500 мп, то с учетом того, что картинка помещается вся в угол зрения, отдельных пикселей увидеть не удастся.
Но как уже сказали, матрица в сетачтке не одна - есть матрица для различия цветов, есть для реагирования на интенсивность и т. п. Если бы в быту использовали такую технику (и на ней соответственно писали бы не просто 5Mp, на, например 5mp-color,10 mp gray), тогда можно было бы и сравнить.
Вы когда-нибудь задумывались над тем, какое же разрешение, эквивалентное пиксельному на фотоаппарате, имеет наше с вами зрение? Может ли конкурировать самая мощная фотокамера в мире со строением человеческого глаза? И почему же камера и наши глаза видят мир совершенно по-разному? Давайте попробуем вместе во всем этом разобраться в данной статье.
Что круче: человеческий глаз или самый мощный фотоаппарат в мире?
Сколько мегапикселей имеет человеческий глаз?
Человеческая сетчатка глаза обладает примерно 5 миллионами цветных рецепторов, что в переводе на пиксельный язык равняется всего лишь 5 мегапикселям. Не самый продвинутый показатель, по сравнению с современными устройствами, не так ли?
У каких животных самое лучшее зрение?
Несмотря на сложную систему устройства человеческого зрения, позволяющую добиться впечатляющего результата в 576 мегапикселей, в природе этот показатель не считается пределом. Самой сложной зрительной системой среди всех обитающих на планете Земля существ, обладают так называемые павлиновые креветки-богомолы (lysiosquillina glabriuscula), которые обитают у берегов Австралии. Согласно исследованиям, эти удивительные существа обладают сверхмощных зрением, который во многом превосходит все известные человеку оптические системы.
Уникальная креветка, обитающая в районе Большого Барьерного Рифа, обладает самым совершенным в природе зрением
Lysiosquillina glabriuscula имеет уникальную способность видеть мир в поляризованном свете. Иными словами, креветки способны неосознанно пользоваться теми же продвинутыми 3D технологиями, которыми пользуются современные голливудские специалисты во время создания спецэффектов для блокбастеров. Зоологи считают, что функция подобного зрения может использоваться во время проведения брачного периода или же просто при общении между креветками-богомолами.
Креветки могут видеть окружающий их мир в ослепительно ярком свете
Что же именно могут видеть своими уникальными глазами эти морские существа? Исследователи считают, что зрение павлиновых креветок может воспринимать невидимый человеческому глазу циркулярно поляризованный свет, который можно пронаблюдать в лабораторных условиях при использовании специальных очков с поляризаторами.
Помимо креветок, одним из самых совершенных видов зрения в природе обладают мухи. Считается, что скорость частоты смены кадров в глазах у этих насекомых во много раз превосходит человеческие показатели. Так, частота смены изображений у мух составляет около 300 кадров минуту, в то время как у человека этот показатель равен всего лишь 24 кадрам.
Канадский музей насекомых Victoria Bug Zoo разработал необычную концепцию стенда, который позволяет прохожим взглянуть на мир глазами насекомых
Уникальная зрительная система мухи обладает приблизительно 3,5 тысячами мелких шестигранных фасеток, каждая из которых способна улавливать лишь самую мизерную деталь изображения. Благодаря такому устройству глаза, муха способна мгновенно ориентироваться в пространстве, что, по сути, и делает ее столь неуловимой для запущенного тапка.
Как выглядит самый мощный фотоаппарат в мире?
Как вы считаете, возможно ли когда-нибудь создать устройство, которое сможет превзойти человеческий глаз по всем параметрам? Давайте попробуем обсудить этот вопрос в нашем Telegram-чате или на канале Hi-News в Яндекс.Дзен.
Читайте также: