30
Учёные измеряют предел разрешения человеческого глаза.
Действительно ли ваш телевизор сверхвысокой чёткости стоит своих денег? Какой экран вам нужен — 4K или 8K — для наилучшего просмотра дома?
По словам исследователей из Кембриджского университета и Meta Reality Labs, у человеческого глаза есть предел разрешения : другими словами, глаз способен видеть лишь ограниченное количество пикселей. При превышении этого предела экран даёт нашим глазам больше информации, чем они способны воспринять.
Чтобы вычислить предел разрешения, исследователи провели исследование, в котором измерялась способность участников обнаруживать определенные особенности на цветных и серых изображениях на экране, независимо от того, смотрели ли они на изображения прямо или периферическим зрением , а также когда экран находился близко или дальше от них.
Точный предел разрешения зависит от ряда факторов, включая размер экрана, затемнённость помещения и расстояние между зрителем и экраном. Однако для гостиной среднего размера в Великобритании, где расстояние между телевизором и диваном составляет 2,5 метра, 44-дюймовый телевизор с разрешением 4K или 8K не даст никаких дополнительных преимуществ по сравнению с телевизором с более низким разрешением Quad HD (QHD) того же размера.
Исследователи также разработали бесплатный онлайн-калькулятор , с помощью которого пользователи могут ввести размер своей комнаты, а также габариты и разрешение своего телевизора, чтобы определить наиболее подходящий экран для своего дома.
Их результаты опубликованы в журнале Nature Communications .
Любой потребитель, покупающий новый телевизор, сталкивается с потоком технической информации от производителей, которые пытаются убедить его в том, что разрешение их экранов — будь то Full HD, 4K или 8K — обеспечивает наилучшие впечатления от просмотра.
Разрешение экрана считается столь же важным и для множества других экранов, которые мы используем, будь то на телефонах или компьютерах, независимо от того, используем ли мы их для фотосъемки, просмотра фильмов или видеоигр, включая игры в виртуальной или дополненной реальности. Даже автопроизводители предлагают всё более высокие разрешения для автомобильных информационных дисплеев и экранов спутниковой навигации.
«Поскольку значительные инженерные усилия направлены на улучшение разрешения дисплеев мобильных устройств, дополненной и виртуальной реальности, важно знать максимальное разрешение, при котором дальнейшие улучшения не принесут заметного эффекта», — сказала первый автор, доктор Малиха Ашраф с кафедры компьютерных наук и технологий Кембриджа.
«Но не было никаких исследований, которые бы реально измеряли, что именно может видеть человеческий глаз и каковы ограничения его восприятия».
«Чем больше пикселей на вашем дисплее, тем он менее эффективен, стоит дороже и требует больше вычислительной мощности для работы», — сказал соавтор исследования, профессор Рафал Мантюк, также работающий на кафедре компьютерных наук и технологий Кембриджа.
«Поэтому мы хотели узнать момент, когда дальнейшее улучшение разрешения дисплея уже не имеет смысла».
Исследователи создали экспериментальную установку с выдвижным дисплеем, которая позволила им точно измерить то, что видит человеческий глаз, глядя на узоры на экране. Вместо измерения характеристик конкретного экрана они измеряли количество пикселей на градус (PPD): количество отдельных пикселей, помещающихся в один градус поля зрения.
Измерение PPD помогает ответить на более полезный вопрос, чем «какое разрешение у этого экрана?». Вместо этого оно отвечает на вопрос «как выглядит этот экран с того места, где я сижу?»
Общепринятый стандарт зрения 20/20, основанный на таблице Снеллена, которая знакома каждому, кто когда-либо проверял зрение, предполагает, что человеческий глаз способен различать детали с разрешением 60 пикселей на градус.
«Это измерение широко принято, но никто на самом деле не садился и не измерял его для современных дисплеев, в отличие от настенной таблицы с буквами, которая была впервые разработана в XIX веке», — сказал Ашраф.
Участники исследования рассматривали узоры с очень мелкими градациями, в оттенках серого и цветных тонах, и их спрашивали, видят ли они линии на изображении. Экран перемещался к зрителю и от него для измерения PPD на разных расстояниях. PPD также измерялся для центрального и периферического зрения.
Исследователи обнаружили, что предел разрешения глаза выше, чем считалось ранее, но существуют важные различия в пределах разрешения между цветными и черно-белыми изображениями. Для изображений в оттенках серого, рассматриваемых прямо, среднее значение составило 94 PPD. Для красных и зеленых узоров этот показатель составил 89 PPD, а для желтого и фиолетового — 53 PPD.
«На самом деле наш мозг не очень хорошо воспринимает детали в цвете, поэтому мы увидели значительное снижение четкости цветных изображений, особенно при просмотре периферическим зрением», — сказал Мантюк.
«Наши глаза, по сути, являются датчиками, которые не так уж хороши, но наш мозг обрабатывает эти данные и преобразует их в то, что, по его мнению, мы должны видеть».
Исследователи смоделировали свои результаты, чтобы рассчитать, как предел разрешения варьируется в зависимости от популяции. Это поможет производителям принимать решения, которые будут актуальны для большей части населения: например, разработать дисплей, который будет иметь ретинальное разрешение для 95% людей, а не для среднестатистического наблюдателя.
На основе этого моделирования исследователи разработали свой онлайн-калькулятор, который позволяет людям тестировать свои экраны или помогает принимать обоснованные решения о будущих покупках.
«Наши результаты задают ориентиры для разработки дисплеев , что имеет значение для будущих технологий обработки изображений, рендеринга и кодирования видео», — заявил соавтор исследования доктор Алекс Чапиро из Meta Reality Labs.
via
yaplakal.com