Mắt người có thể nhìn thấy bao nhiêu con Mega MegaPixels?


28

Rõ ràng có một giới hạn cho những gì cơ thể con người có thể xử lý, chẳng hạn như khung hình mỗi giây. Câu hỏi của tôi là cần bao nhiêu MegaPixels trước khi mắt người không còn có thể phân biệt nó với cuộc sống?

Tiền thưởng cho bao gồm một câu trả lời cho các loài khác.


5
'Giới hạn' mà bạn nghĩ là rõ ràng thậm chí không rõ ràng. Đối với một, đôi mắt và bộ não của chúng ta không có khung hình mỗi giây. Thứ hai, cuối cùng chúng ta nhìn thấy bằng bộ não của chúng ta, không phải bằng mắt, làm phức tạp thêm vấn đề.
whatsisname

1
Đôi khi bạn phải cung cấp một sự tương tự với một nguồn định lượng đã biết để hiểu đầy đủ câu hỏi.
Spechal

1
@whatsisname Chúng ta thấy với bộ não của mình? Chắc chắn điều đó khiến OP muốn biết liệu anh ta có hack ống kính vào mắt và mắt vào máy tính hay không, giới hạn trên của thông tin là gì anh ta có thể nhận được.
James

1
Có những điều kỳ quặc của bộ não con người khiến cho câu hỏi này trở nên khó hiểu như màu sắc và những thứ sai.
James

Câu trả lời:


28

Câu hỏi về những thứ như tốc độ khung hình, độ phân giải hoặc phạm vi động của mắt người và cách chúng so sánh với máy ảnh luôn có cùng một vấn đề:

  1. "Hình ảnh" bạn thấy không phải là "một lần phơi sáng", mắt liên tục chuyển động và điều chỉnh.

  2. Một phần của bộ não tee xử lý tầm nhìn thực sự tốt (và khá lớn), nó liên tục kết hợp các "khung" được lấy từ mắt và điền vào chỗ trống.

Về cơ bản, mọi hình ảnh bạn nhìn thấy bằng mắt đều là ảnh toàn cảnh HDR được cố định bằng chức năng nhận biết nội dung (và giống như với máy ảnh, khi bạn vào ảnh toàn cảnh HDR, bạn có thể tạo chúng ở bất kỳ độ phân giải cao và DR tùy ý)

Ngoài ra, mắt / não thực sự chỉ hoạt động trên một phần của cảnh bạn đang tập trung, bạn có độ phân giải cao đáng kinh ngạc cho phần nhỏ bé của thế giới bạn đang nghĩ về ngay bây giờ - cho phần còn lại của cảnh bạn không thực sự "Nhìn thấy" tất cả, bạn chỉ thực sự phải chú ý mọi thứ nếu có bất cứ điều gì nguy hiểm đang cản đường bạn (đó là lý do tại sao chuyển động ở hai bên rất mất tập trung).


Về cơ bản, đó là lý do tại sao những gì chúng ta 'nhìn thấy' có độ phân giải cao hơn nhiều so với các tính chất vật lý của mắt cho phép chúng ta thực sự đăng ký. Phần sắc nét nhất cũng chính xác nằm ở trung tâm của trường nhìn của chúng tôi, gần với độ phân giải các cạnh nhanh chóng xấu đi.
Emiel

2
@Emiel - không chính xác là trung tâm - xung quanh trung tâm chính xác, ở chính xác trung tâm chúng tôi có một điểm mù nằm ở vị trí thuận tiện
Nir

3
Cả hố mắt và điểm đều không chính xác trên trục quang học, nhưng hố mắt gần hơn điểm mù.
coneslayer

Một điều khác cần lưu ý: đôi mắt là một thứ khá lỏng lẻo, nếu bạn nhìn vào một đôi mắt chuyển động chậm, bạn có thể nhận thấy nó bị rung lắc xung quanh. Sử dụng jitter đó bộ não của chúng ta nội suy các hình ảnh mà nó có được để tăng độ phân giải nhìn thấy.
SinisterMJ

13

Nếu bạn nhìn vào các thông số kỹ thuật của mắt người như thể đó là một chiếc máy ảnh, bạn sẽ thấy nó khá thấp.

  • Độ phân giải rất thấp về pixel - rất ít megapixel - với hầu hết các pixel tập trung ở một khu vực rất nhỏ ở trung tâm. Hầu như không có khả năng phân biệt chi tiết tốt bên ngoài một khu vực nhỏ ở trung tâm của khung.

  • Khủng bố cực kỳ khủng khiếp, quang sai hình cầu và tiếng ồn.

  • Khoảng cách lấy nét tối thiểu và tối đa xấu đi theo tuổi tác, và rất nhiều mô hình có khuyết điểm từ nhà máy.

Tuy nhiên, lý do không ai trong số này là vì đo mắt như thể máy ảnh không có ý nghĩa: Hình ảnh chúng ta nhìn thấy được tạo ra bởi bộ não của chúng ta, nó hoàn hảo và liên tục ghép lại vô số hình ảnh được chụp bởi mắt chúng ta và xử lý chúng.

Trong khi mắt chỉ có một vùng rất nhỏ ở trung tâm thị giác của chúng ta có bất kỳ khả năng thực sự nào để phân biệt chi tiết, não có một cơ chế vận động xoay quanh mắt để lần lượt lấy hàng trăm mẫu hình ảnh nhanh chóng , sau đó lắp ráp nó thành một bức tranh lớn (với ba chiều và chuyển động!).

Bạn sẽ cần hàng trăm megapixel độ phân giải và một ống kính gần như hoàn hảo để tái tạo hình ảnh tổng hợp mà não lắp ráp, mặc dù mắt cô lập không có khả năng tốt như vậy.


Bạn đã nhận được <1MP từ đâu?
James

Chỉ là một phỏng đoán - tôi chủ yếu chỉ cố gắng minh họa một điểm, rằng mắt chúng ta thực sự không thể nhìn thấy nhiều chi tiết ngoại trừ trong một khu vực nhỏ ở trung tâm của tầm nhìn.
thomasrutter

2
Mắt của chúng ta có khoảng 6-7 triệu hình nón trong mắt, do đó sẽ là độ phân giải tối đa tuyệt đối. Vì các khu vực bên ngoài khá thưa thớt (xem hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/rodcone.html ), tôi nghĩ rằng một dự đoán tốt sẽ là khoảng 6 triệu hình nón -> pixel pixel. Các pixel trên cảm biến máy ảnh được che bởi bộ lọc bay giống như hình nón của mắt chúng ta chỉ có thể nhận dạng được với một số màu nhất định. Tôi cảm thấy <1M là quá ít.
SinisterMJ

1
hoàn hảo có thể là quá mạnh Nó có vẻ hoàn hảo bởi vì bộ não cũng được kể câu chuyện.
Caleb

5

Có bao nhiêu "pixel" mà mắt người chụp không thực sự trả lời được câu hỏi. Nó chỉ tương đương khi hình ảnh bạn chụp bằng máy ảnh được thổi đủ lớn để tiêu thụ toàn bộ trường nhìn của người xem. Ở kích thước đó, ảnh gốc sẽ cần khoảng 576 Mp.

Chi tiết cho một bức ảnh thường được đo bằng DPI (số chấm trên mỗi inch) và thậm chí sau đó, kích thước và khoảng cách từ người xem phải được cố định để xác định mức độ đậm đặc của mắt người đối với mắt người không còn nữa có thể nói chúng là dấu chấm.

Bản in chất lượng cao được thực hiện cho khoảng cách đọc trung bình (18-24 in.) Theo thứ tự 5-10K DPI. Đối với hình ảnh vuông 1 inch (@ 10K) là 100 Mp ngay tại đó ... cho hình ảnh 1x1 inch.

Vấn đề là mặc dù một cảnh chung có thể chỉ cần 576 Mp, khi mắt thực sự tập trung vào một khu vực cụ thể, tất cả sự nhạy bén của nó đều tập trung vào khu vực đó. Do đó, một hình ảnh 1x1 inch cần có mật độ cao hơn nhiều để "đánh lừa" mắt.

Để làm cho một bức tranh đủ lớn và đủ chi tiết để tập trung vào, tốt, số lượng MegaPixels là rất lớn. Đó là lý do tại sao bạn thấy kính được sử dụng. Màn hình gần với mắt hơn, do đó làm cho hình ảnh dày hơn và có vẻ lớn hơn.

Giả sử bạn có camera 5 MP. Đó là khoảng 2.200 x 2.200 pixel. Nếu cảm biến (CCD) có kích thước khoảng 1 trong x 1 in, nghĩa là ... bạn đã đoán được 2.200 DPI.

Bây giờ hãy thổi nó lên tới 8 in x 8 trong ảnh và nó chỉ là 275 DPI. Không nơi nào gần 5000 DPI bạn cần cho một bản in chất lượng cao. (tuy nhiên, nếu bạn nhìn nó từ xa gấp 8 lần ...)

Thành thật mà nói, 2K DPI có thể qua được đối với một bản in tiêu chuẩn (khoảng cách đọc @) và khi xem ảnh trên màn hình nhỏ (hoặc in), nó trông "thật" hơn nhiều.

Để có được DPI 4x5 @ 5K, bạn cần 500 Mp. @ 2K bạn vẫn sẽ cần 80 Mp. Nói một cách đơn giản, máy ảnh 24 Mp (CCD) tương đương với chất lượng phim 35mm.

Tất nhiên, có rất nhiều kỹ thuật nâng cao bạn có thể sử dụng để "điền" mật độ còn thiếu khi bạn có một hình ảnh kỹ thuật số.

Nhưng nếu bạn cần hình ảnh lớn, phim thời trang cũ có thể được tạo ở kích thước lớn hơn nhiều so với CCD (phim 8in X 10in chẳng hạn: http://answers.yahoo.com/question ) / index? Qid = 20061123192628AANDiGx)


6
Nguồn trên số 576 mp đó?
Tên giả

Tôi thực sự phải QUASH việc sử dụng DPI trong các tình huống như thế này. DPI là viết tắt của DOTS mỗi inch. Dấu chấm là một biện pháp tùy ý ... và nó có nghĩa là những thứ khác nhau trong các bối cảnh khác nhau. Thuật ngữ thích hợp duy nhất là PPI, pixel trên mỗi inch, vì đó là yếu tố hoàn chỉnh nhỏ nhất của HÌNH ẢNH mà như một nhiếp ảnh gia bạn có khả năng làm việc.
jrista

Tôi cũng cần phải hỏi rằng các định đề trong câu trả lời này được tham chiếu. Tôi biết số 576mp đến từ đâu, tuy nhiên nó là một số không được ước tính cho bất kỳ độc giả bình thường nào. Một số số của bạn hoàn toàn sai, trừ khi bạn đang sử dụng các nghĩa hỗn hợp cho cụm từ "DPI" (mà tôi đã lưu ý là một thuật ngữ khủng khiếp để sử dụng trong ngữ cảnh này.) SỰ THẬT ở đây là khi xem khoảng cách TĂNG CƯỜNG, độ phân giải in không gian tối thiểu yêu cầu KHAI THÁC. Giả sử cao hơn một chút so với thị lực trung bình (giả sử 20/18), một bản in ở 18 "sẽ chỉ cần 230PPI. Giả sử ai đó có thị lực cao ...
jrista

1
... chẳng hạn như 20/10, người ta sẽ cần 280ppi. Ở mức 24 ", con số đó giảm xuống còn 210ppi! (Trong trường hợp của hầu hết các máy in phun mực, DPI là một yếu tố cố định ... số chấm mặc định trên mỗi inch trong Canon luôn là 4800x2400; trong Epson là 5760x1440 ... bất kể độ phân giải hình ảnh in thực tế.) Vì vậy, tôi xin lỗi, nhưng sự thật của bạn bị sai lệch, nhầm lẫn, và trong một số trường hợp chỉ sai. Xin vui lòng xem câu trả lời của tôi ở đây .
jrista

4

Số 576MP, trong đó có nguồn gốc tại trang web Roger Clark ở đây , là một cực kỳ thô xấp xỉ. Đối với một người, đó là một ước tính thận trọng được đưa ra với FOV 120º, khi tầm nhìn của con người gần hơn 180 độ (mà thực tế là ở mức 1.3 GIGAPIXELS !!!) Nó cũng bỏ qua thực tế là chúng ta có một điểm "2 foveal" gần trung tâm đôi mắt của chúng ta nơi sự nhạy bén của chúng ta cao nhất, và một vùng 10º rộng hơn, nơi tầm nhìn của chúng ta rất tốt, nhưng không thực sự "tốt" và chắc chắn không xuất sắc (như một bài kiểm tra nhanh ... xem bao nhiêu văn bản trong câu trả lời này thực sự rõ ràng hoàn toàn và bao nhiêu là thực sự không rõ ràng và không thể đọc được khi nhìn vào cùng một vị trí trong một khoảng thời gian ... bạn có thể ngạc nhiên về số lượng màn hình của bạn mà bạn thực sự không thể phân tích trong bất kỳ chi tiết có ý nghĩa thực sự nào.) Tầm nhìn, thị lực khá thấp, thiếu độ trung thực màu sắc, v.v.

Theo ý kiến ​​của tôi, tôi không tin rằng việc mô tả tầm nhìn của con người dưới dạng megapixel là hợp lệ. Tôi rất tôn trọng Roger Clark, tuy nhiên bài viết của anh ấy cần được đưa ra ánh sáng phù hợp: Nó giả định thị lực tối đa trên toàn bộ tầm nhìn! Một thực tế quan trọng ở đây là thị lực tối đa của chúng ta chỉ ảnh hưởng đến một vùng nhỏ của phần trung tâm của tầm nhìn. Một khu vực thậm chí có thể không bao gồm một bản in 8x10 "nhìn cách xa một bước chân ... cần ít hơn 9 megapixel (3330x2664 pixel) để in ở 333ppi ( độ phân giải cần thiết cho khoảng cách xem một chân. )

Về mặt lý thuyết, người ta sẽ yêu cầu ít hơn và ít megapixel hơn để tiếp tục in các vòng in 8x10 "bao quanh một trung tâm để lấp đầy toàn bộ tầm nhìn của con người. bản in (đoán sơ bộ) và có thể bốn vòng in để hoàn toàn lấp đầy trường nhìn "góc tới góc". Đồng hồ đó ở mức dưới 85 megapixel tất cả đã nói!

Điều đó nói rằng ... Tôi vẫn không tin rằng nó là chính xác hay hữu ích để thử và mô tả thị lực của con người về mặt megapixel. Chúng tôi có sự nhạy bén khác nhau từ trung tâm đến rìa của tầm nhìn thị giác của chúng tôi, với sự sụt giảm nhanh chóng bên ngoài có lẽ là một khu vực có độ nhạy cao trung tâm 4-5 độ.


4

Tổng quan.

Một câu hỏi rất khó, nhưng thú vị. Có một điều quan trọng trước khi chúng tôi bắt đầu. Bộ não ngay lập tức xóa thông tin không cần thiết trong quá trình xử lý siêu chuyên sâu khác và tập trung vào những thứ đáng để ghi nhớ. Những gì bạn 'thấy' không chính xác về khả năng kỹ thuật của mắt. Nhưng về khả năng kỹ thuật của nó; có một loạt các ước tính, từ 5 đến hơn 500 megapixel.

Lưu ý: Không có tính toán nào trong số này được chấp nhận một cách khoa học.

Mắt người.

Một người có tầm nhìn 20/20, có thể phân giải tương đương với máy ảnh khoảng 52 megapixel (giả sử góc nhìn 60 °). Điều này dựa trên mỗi thanh và tế bào hình nón có thể biểu thị một megapixel. Có khoảng 7 triệu hình nón (cần mức ánh sáng cao và cung cấp màu sắc) và 120 triệu que (hoạt động trong điều kiện ánh sáng yếu, không tạo màu, không phải lúc nào cũng được kích hoạt). Cùng nhau làm việc để tạo ra một nơi nào đó giữa 50-500MP . (THẬT SỰ THẬT!). Ước tính ít bảo thủ hơn yêu cầu hơn 500 triệu megapixel.

Không có bài viết nào trong số này đã được xem xét ngang hàng, vì vậy không có khả năng khoa học cho bất kỳ ý tưởng nào trong số này. Ước tính 567MP không giả sử ảnh tĩnh. Nó tính đến các rung động góc nhỏ mà mắt làm để thu thập thêm thông tin. Ước tính cũng tính đến một trường nhìn rộng hơn (120˚) (do đó nó có nhiều MP hơn so với các bộ cảm biến quang).

Bài viết này tranh chấp những ước tính cao đó và nói rằng "những tính toán như vậy là sai lệch". Trong số những thứ như ánh sáng yếu và không có tốc độ màn trập, sự khác biệt đáng chú ý nhất trong ảnh so với thị lực của bạn bắt nguồn từ cách mắt bạn tập trung vào thứ gì đó.

Chỉ có tầm nhìn trung tâm là 20/20. Hình ảnh tổng thể là quần đẹp cách xa trung tâm. Chỉ cần 20 ° ngoài trung tâm, đôi mắt của chúng tôi chỉ giải quyết được một phần mười chi tiết. Ở ngoại vi, chúng tôi chỉ phát hiện độ tương phản quy mô lớn và màu tối thiểu. Do đó, dựa vào điều này, một cái liếc mắt chỉ có khả năng cảm nhận chi tiết tương đương với máy ảnh 5-15 megapixel (tùy thuộc vào thị lực của một người). Mắt cần phải nhìn lướt qua nhiều lần và thậm chí sau đó chỉ những họa tiết, màu sắc và hình dạng đáng nhớ sẽ được ghi nhớ.

Những con thú khác.

Chim ưng. Đây có lẽ là những gì mọi người sẽ quen thuộc nhất với tư cách là một con chim săn mồi mắt đại bàng. Chúng có mật độ tế bào cảm quang lớn hơn khoảng 5 lần so với chúng ta, vì vậy giả sử chúng có một phần tư gigapixel ( 250 MP-5.5GP ). Điều tốt hơn về những kẻ này hơn chúng ta là chúng có nhiều dây thần kinh đi đến não hơn chúng ta. Không có cách nói chắc chắn nào cho thấy độ phân giải tốt hơn, nhưng nó cho thấy nhiều thông tin đang được chuyển đến não từ mắt của họ.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hawk#Eyesight

Tôm bọ ngựa. Chúng tôi có 3 loại tế bào cảm quang màu (tế bào hình nón). Các nhà khoa học đã xác định được 16 thụ thể màu trong tôm bọ ngựa. Rõ ràng điều này là vượt quá tầm hiểu biết của chúng tôi. Hơn nữa, điều này không liên quan gì đến độ phân giải, nhưng độ sâu màu sắc mà những kẻ đó có là phi thường.



2

Từ những gì tôi đọc được, tôi tin rằng khi thảo luận về khả năng phân giải cuối cùng của mắt, bạn cần xem xét rằng fovea là phần duy nhất của võng mạc có thể phân biệt chi tiết tốt. Kích thước của vùng này trên võng mạc của chúng ta khá nhỏ đòi hỏi chúng ta phải liên tục điều chỉnh mắt để cho phép đối tượng của LỚN rơi vào khu vực này. Trên thực tế, nó nhỏ đến mức ngay cả khi tập trung vào một vật thể nhỏ, chúng ta phải quét qua nó, chúng ta không thể giải quyết các chi tiết của ngay cả một vật thể nhỏ cùng một lúc. Làm thế nào lớn một khu vực chúng ta có thể giải quyết với sự rõ ràng tối đa mà không cần đảo mắt về? Vùng đó có đường kính khoảng khoảng giữa hai điểm của dấu hai chấm đọc ở khoảng cách đọc bình thường.

Về khung hình mỗi giây, tôi tin rằng sự tương đương cho con người là 1/10 giây. Hãy thử một thí nghiệm - trong khi dừng lại ở một ánh sáng, hãy chú ý làm thế nào các chi tiết của bánh xe hợp kim trên những chiếc xe băng qua đường của bạn là một vệt mờ. Trong khi nhìn theo một cái bằng mắt, hãy gõ (không đánh) bên cạnh đầu của bạn tại ngôi đền. Điều này sẽ làm rối mắt bạn và đôi khi, trong một thời gian ngắn nhất, đôi mắt của bạn sẽ có mặt pan pan với một phần của bánh xe sẽ tiết lộ chi tiết của nó.


2

Câu trả lời đơn giản cho câu hỏi này sẽ là 2 megapixel. Ý tôi là thế Đây là một lời giải thích khoa học cho MindLabs đó .

Mắt người không nhìn rõ chút nào. Khi tập trung gần, chúng tôi thực sự chọn lọc rằng nó có thể bằng F1. 99% cảnh quá mờ.

Chúng tôi cũng có một điểm mù được giải thích trong liên kết ở trên.

Ngoài ra, chúng tôi không thể đóng băng bất kỳ cảnh nào, không thể so sánh với một máy ảnh rẻ nhất.

Tóm lại, chúng ta hút mắt, nhưng bộ não của chúng ta bù đắp quá tốt đến nỗi tất cả chúng ta tin rằng chúng ta tốt hơn khi mọi máy ảnh ra khỏi thị trường.


2
Hoặc để đặt các bản tóm tắt một cách khác nhau: chúng tôi tốt hơn so với tất cả các máy ảnh ra trên thị trường, vì kinh ngạc sau xử lý của chúng tôi.
mattdm

0

576 megapixel - đó là theo một bài báo của nhà khoa học và nhiếp ảnh gia Roger Clark , cũng nói thêm về mắt người và sự tương đương của nó với công nghệ kỹ thuật số ...


1
Bài viết chứa câu trả lời đúng nhưng vui lòng tóm tắt các phần quan trọng trong câu trả lời của bạn.
Itai

2
Câu hỏi đặc biệt hỏi "Có bao nhiêu MegaPixels". Câu trả lời này cung cấp một câu trả lời đơn giản, ngắn gọn cho câu hỏi đó và trích dẫn một tài liệu tham khảo. Phần quan trọng số - 576 MP.
Michael C

1
Có, nhưng tôi muốn có một lời giải thích về lý do tại sao những megapixel đó không so sánh trực tiếp với hình ảnh kỹ thuật số.
Itai

0

Có khoảng 120 triệu que và khoảng 6 triệu nón, vì vậy độ phân giải mắt người theo lý thuyết tối đa (xem xét truyền ánh sáng quang học hoàn hảo ở võng mạc) phải ở khoảng 2 megapixel (phải mất 3 nón cho một bộ ba RGB) thực sự dải động cao trong các khu vực ngoại vi (đó là những gì các thanh được dùng cho).


Bạn có gợi ý rằng các que không đóng góp vào sức mạnh giải quyết của chúng ta không?
mattdm

Và đối với vấn đề đó, bộ não của chúng ta không thực hiện phép nội suy / tích hợp tương tự như việc khử màu của Bayer?
mattdm

Chà, hãy xem chúng được phân phối như thế nào và chúng dùng để làm gì (ở ngoại vi của mắt, tầm nhìn ban đêm đơn sắc) ... Tôi không dám nói chúng đóng góp nhiều cho những thứ đòi hỏi tầm nhìn chính xác như đọc sách ( nhưng tất nhiên chúng rất hữu ích khi nhìn thấy những kẻ săn mồi đến gần!). Và độ phân giải không gian thực sự cho một mô hình của Bayern bị phá hủy ít hơn MPx đã báo cáo (hãy hỏi những người Foveon: p).
fortran
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.