Учёные измерили предел разрешения человеческого глаза: стоит ли гнаться за 8K?
Исследователи из Кембриджского университета и лаборатории Reality Labs определили, где проходит реальный предел разрешающей способности человеческого глаза, и подготовили рекомендации для владельцев телевизоров. Учёные попытались понять, в каких случаях высокая чёткость действительно имеет смысл, а когда покупка телевизора 8K не даст заметного преимущества перед 4K или даже 2K.
Чтобы установить предел зрительного восприятия, участникам эксперимента предлагали рассматривать изображения с мелкими деталями и цветными градациями на разном расстоянии до экрана. Когда плотность пикселей превышала возможности глаза, различить дополнительные детали становилось невозможно — дальнейшее увеличение разрешения теряло смысл.
«Сегодня огромное количество ресурсов направлено на повышение разрешения экранов смартфонов, телевизоров и гарнитур AR/VR. Однако до сих пор не было исследований, которые бы точно определяли, сколько деталей способен воспринять человеческий глаз в реальных условиях», — объяснила руководитель проекта доктор Малиха Ашраф (Maliha Ashraf).
Для эксперимента команда создала установку, измеряющую количество пикселей, которые помещаются в один градус поля зрения — так называемый показатель PPD (pixels per degree). В отличие от привычного понятия «разрешения экрана», этот параметр отвечает на вопрос: насколько чётко экран выглядит с определённого расстояния.
Испытуемые рассматривали чёрно-белые и цветные узоры с тонкими линиями и переходами оттенков. Экран постепенно приближали и отдаляли, измеряя PPD при разном расстоянии и угле взгляда — как в центральном, так и в периферическом зрении.
По традиционным оценкам, основанным на таблице Снеллена (аналог в России — таблица Головина–Сивцева), человеческий глаз различает детали с разрешением около 60 пикселей на градус. Однако исследование показало, что этот предел занижен.
Для чёрно-белых изображений среднее значение составило 94 PPD, для красных и зелёных — около 89 PPD, а для жёлтых и фиолетовых — примерно 53 PPD. Таким образом, глаз хуже различает мелкие детали в цвете, особенно при периферическом зрении.
«Наш мозг не идеально обрабатывает цветовые детали — поэтому в цветных изображениях разрешение зрения оказывается ниже, — пояснил профессор кафедры компьютерных наук Кембриджского университета Рафал Мантюк (Rafal Mantiuk). — Глаза — это не идеальные сенсоры, а мозг лишь реконструирует картину мира на основе ограниченных данных».
Учёные также отметили, что восприятие чёткости зависит от множества факторов: размера экрана, освещённости комнаты и расстояния до зрителя. Так, для типичной гостиной в Великобритании, где телевизор стоит в 2,5 метрах от дивана, 44-дюймовый экран 4K или 8K не даст заметных преимуществ перед 2K-моделью.
Команда разработала статистическую модель, показывающую, как предел разрешения распределён среди людей, и создала онлайн-калькулятор: с его помощью можно ввести размеры комнаты и телевизора, чтобы рассчитать оптимальное разрешение для комфортного просмотра.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
«Чем выше разрешение, тем больше вычислительная нагрузка и стоимость устройства, — добавил Мантюк. — Поэтому важно понимать, где проходит граница, после которой дополнительные пиксели уже не приносят пользы».
С уважением, ООО "Компания "База Электроники"
Вернуться на главную