Quantos "MegaPixels" o olho humano pode ver?

Obviamente, há um limite para o que o corpo humano pode processar, como quadros por segundo. Minha pergunta é quantos MegaPixels seriam necessários antes que o olho humano não pudesse mais diferenciá-lo da vida?

Bônus por incluir uma resposta para outras espécies.

Perguntas sobre taxas de quadros, resolução ou alcance dinâmico do olho humano e como elas se comparam às câmeras sempre têm os mesmos problemas:

1. A "imagem" que você vê não é uma "exposição única", o olho está em constante movimento e ajuste.

2. A parte do cérebro que cuida da visão é realmente boa (e bastante grande), que combina constantemente os "quadros" que recebe dos olhos e preenche os espaços em branco.

Basicamente, toda imagem que você vê com seus olhos é um panorama HDR que foi corrigido com preenchimento com reconhecimento de conteúdo (e, assim como em uma câmera, quando você entra em panoramas HDR, pode fazê-las em qualquer resolução e DR arbitrariamente alta)

Além disso, o olho / cérebro realmente funciona apenas na parte da cena em que você está se concentrando, você obtém uma resolução incrivelmente alta para a pequena parte do mundo em que está pensando agora - para o resto da cena que você realmente não "veja", você só precisa notar as coisas se houver algo perigoso no seu caminho (é por isso que o movimento dos lados é tão perturbador).

Se você olhar para as especificações do olho humano como se fosse uma câmera, verá que ele é muito pouco especificado.

• Resolução muito baixa em termos de pixels - muito poucos megapixels - com a maioria dos pixels concentrados em uma área muito pequena no centro. Praticamente nenhuma capacidade de distinguir detalhes finos fora de uma pequena área no centro do quadro.

• Horrível aberração cromática extrema, aberração esférica e ruído.

• A distância mínima e máxima de foco deteriora-se com a idade e muitos modelos apresentam defeitos de fábrica.

No entanto, a razão pela qual nada disso conta é que medir os olhos como se fosse uma câmera não faz sentido: a imagem que vemos é criada por nosso cérebro, que une de maneira impecável e contínua inúmeras imagens captadas por nossos olhos e as processa.

Enquanto o olho tem apenas uma área muito pequena no centro da nossa visão que tem alguma capacidade real de discernir detalhes, o cérebro possui um mecanismo motor que gira o olho para coletar centenas de amostras rápidas da imagem, uma após a outra , em seguida, reúne isso em uma imagem grande (com três dimensões e movimento!).

Você precisaria de centenas de megapixels de resolução e uma lente praticamente perfeita para replicar a imagem composta que o cérebro monta, mesmo que o olho isolado não esteja nem perto de ser capaz de algo tão bom.

Quantos "pixels" o olho humano captura realmente não responde à pergunta. Isso equivale apenas quando, digamos, a foto que você tirou com a câmera é ampliada o suficiente para consumir todo o campo visual do espectador. Nesse tamanho, a foto original precisaria ter aproximadamente 576 Mp.

Os detalhes de uma imagem geralmente são medidos em DPI (pontos por polegada) e, mesmo assim, o tamanho e a distância do espectador precisam ser fixados para determinar a densidade dos pontos para que o olho humano não seja mais capaz de dizer que são pontos.

A impressão de alta qualidade feita para a distância média de leitura (18 a 24 pol.) É da ordem de 5 a 10 K DPI. Para uma foto quadrada de 1 polegada (@ 10K) que está a 100 Mp ali ... para uma foto de 1x1 polegada.

O problema é que, embora uma cena geral precise apenas de 576 Mp, quando o olho realmente se concentra em uma região específica, toda a sua acuidade se aplica a essa região. Assim, uma imagem de 1 x 1 polegada precisa ter uma densidade muito maior para "enganar" os olhos.

Para fazer uma imagem grande o suficiente e, no entanto, detalhada o suficiente para focar, bem, o número de MegaPixels é enorme. É por isso que você vê óculos sendo usados. A tela está muito mais próxima do olho, tornando a imagem mais densa e ainda maior.

Digamos que você tenha uma câmera de 5 MP. São aproximadamente 2.200 x 2.200 pixels. Se o sensor (CCD) for aproximadamente 1 em x 1 em, isto é ... você adivinhou 2.200 DPI.

Agora amplie isso para 8 x 8 na foto, e é apenas 275 DPI. Nem perto dos 5000 DPI necessários para uma impressão de alta qualidade. (no entanto, se você olhar para ele 8 vezes mais longe ...)

Para ser sincero, 2K DPI é aceitável para uma impressão padrão (@ distância de leitura) e, ao visualizar uma foto em uma tela pequena (ou impressão), parece muito mais "real".

Para obter um 4x5 a 5K DPI, você precisará de 500 Mp. @ 2K você ainda precisaria de 80 MP. Grosso modo, uma câmera de 24 Mp (CCD) é equivalente a uma qualidade de filme de 35 mm.

Obviamente, existem muitas técnicas de aprimoramento que você pode usar para "preencher" a densidade que falta quando tiver uma imagem digital.

Mas se você precisar de fotos grandes, os filmes antigos podem ser feitos em tamanhos muito maiores do que os CCDs (filmes de 8 polegadas X 10 polegadas, por exemplo: http://answers.yahoo.com/question ) / index? Qid = 20061123192628AANDiGx)

O número 576MP, que é derivado no site de Roger Clark aqui , é uma APROXIMAÇÃO EXTREMAMENTE ÁSPERA. Por um lado, é uma estimativa conservadora dada um FOV de 120º, quando a visão humana está mais próxima de 180º (que na verdade atinge 1,3 GIGAPIXELS !!!). Também ignora o fato de termos um 2º "ponto foveal" próximo ao centro da cidade. nossos olhos onde nossa acuidade é mais alta e uma região 10º mais ampla onde nossa visão é decente, mas não realmente "boa" e certamente não excelente (como um teste rápido ... veja quanto do texto nesta resposta é realmente totalmente claro e quanto é realmente indistinto e ilegível quando se olha exatamente para o mesmo local por um período de tempo ... você pode se surpreender com a quantidade de tela que não consegue analisar com detalhes realmente significativos.) Na periferia de nossa visão, a acuidade é bastante baixa, carece de fidelidade de cores etc.

Na minha opinião, não acredito que seja válido descrever a visão humana em termos de megapixels. Eu tenho um grande respeito por Roger Clark, no entanto, seu artigo precisa ser levado à luz certa: ele assume a máxima acuidade visual em todo o campo de visão! O fato crítico aqui é que nossa acuidade visual máxima afeta apenas uma pequena região da porção central da nossa visão. Uma região que provavelmente nem cobre uma única impressão de 8x10 "vista a um pé de distância ... que exige menos de 9 megapixels (3330x2664 pixels) para imprimir em 333ppi ( a resolução necessária para uma distância de visualização de um pé ) .

Teoricamente, exigiria menos e menos megapixels para continuar imprimindo anéis de impressões de 8x10 "circulando um central para preencher todo o campo de visão humano. Do ponto de vista da acuidade no mundo real, provavelmente é necessário 1/3 menos megapixels por" anel "de impressões (suposição aproximada) e talvez quatro anéis de impressões para preencher completamente o campo de visão "canto a canto", o que resulta em menos de 85 megapixels!

Dito isto ... ainda não acredito que seja preciso ou útil tentar descrever a acuidade visual humana em termos de megapixels. Temos acuidade variada do centro até a borda do nosso campo de visão visual, com queda rápida fora de talvez uma região central de alta acuidade de 4-5º.

Visão global.

Uma pergunta muito difícil, mas interessante. Há uma coisa importante antes de começarmos. O cérebro exclui instantaneamente informações desnecessárias entre outros processos super intensivos e se concentra em coisas que vale a pena lembrar. O que você 'vê' não é preciso quanto à capacidade técnica do olho. Mas quanto à sua capacidade técnica; há várias estimativas, de 5 a mais de 500 megapixels.

Nota: Nenhum desses cálculos é aceito cientificamente.

Olhos humanos.

Um ser humano com visão 20/20 é capaz de resolver o equivalente a uma câmera de 52 megapixels (assumindo um ângulo de visão de 60 °). Isso se baseia em cada célula de haste e cone capaz de representar um megapixel. Existem cerca de 7 milhões de cones (precisam de altos níveis de luz e fornecem cores) e 120 milhões de hastes (trabalham com pouca luz, não produzem cores, nem sempre ativadas). Juntos, eles trabalham para criar algo entre 50-500MP . (REALMENTE APROXIMADAMENTE!). Estimativas menos conservadoras afirmam mais de 500 milhões de megapixels.

Nenhum desses artigos foi revisado por pares, portanto, não há viabilidade científica para nenhuma dessas idéias. A estimativa de 567MP não assume uma imagem estática. Ele leva em consideração pequenas vibrações angulares que os olhos fazem para reunir mais informações. A estimativa também leva em consideração um campo de visão mais amplo (120˚) (portanto, possui mais MP do que fotorreceptores).

Este artigo contesta essas estimativas elevadas e diz que "esses cálculos são enganosos". Entre coisas como pouca luz e não haver velocidade do obturador, a diferença mais notável em uma imagem em relação à sua visão é a maneira como seus olhos se concentram em algo.

Somente a visão central é 20/20. A imagem geral é bastante afastada do centro. Apenas 20 ° fora do centro, nossos olhos resolvem apenas um décimo dos detalhes. Na periferia, detectamos apenas contraste em larga escala e cores mínimas. Com base nisso, um único olhar dos olhos é, portanto, capaz de perceber detalhes comparáveis ​​a uma câmera de 5 a 15 megapixels (dependendo da visão). O olho precisa olhar várias vezes e, mesmo assim, apenas as texturas, cores e formas memoráveis ​​serão lembradas.

Outros animais.

Falcão. Provavelmente é com isso que as pessoas estarão mais familiarizadas como uma ave de rapina de olhos de águia. Eles têm uma densidade de fotorreceptores cerca de 5 vezes maior do que a nossa, então vamos dizer que eles têm um quarto de gigapixel ( 250 MP-5.5GP ). O melhor desses caras do que nós é que eles têm muito mais nervos no cérebro do que nós. Não há como dizer se isso indica uma melhor resolução, mas indica que mais informações estão sendo transmitidas ao cérebro pelos olhos.

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

Camarão mantis. Temos 3 tipos de fotorreceptores coloridos (células cone). Os cientistas identificaram 16 receptores coloridos no camarão mantis. Obviamente, isso está além da compreensão de nossas mentes. Além disso, isso não tem nada a ver com resolução, mas a profundidade de cor desses caras é fenomenal.

Você provavelmente não deve perguntar megapixels, o olho humano é um sistema complexo, não apenas a "matriz". É melhor você perguntar sobre o alcance de angular resolutions.

Procure aqui:

http://en.wikipedia.org/wiki/Naked_eye

http://en.wikipedia.org/wiki/Angular_resolution

Resolução angular: cerca de 4 minutos em arco, ou aproximadamente 0,07 °, [1] que corresponde a 1,2 m a 1 km de distância.

Pelo que li, acredito que, ao discutir o poder de resolução final do olho, é necessário considerar que a fóvea é a única parte da retina capaz de distinguir os detalhes. O tamanho dessa região em nossa retina é muito pequeno, exigindo que ajustemos constantemente os olhos para permitir que o "sujeito" caia nessa área. Na verdade, é tão pequeno que, mesmo quando nos concentramos em um objeto pequeno, precisamos examiná-lo, não conseguimos resolver os detalhes de um objeto pequeno de uma só vez. Qual o tamanho de uma área que podemos resolver com a máxima clareza sem dar uma olhada? Essa área tem um diâmetro de aproximadamente a distância entre os dois pontos de dois pontos lidos a uma distância normal de leitura.

Em relação aos quadros por segundo, acredito que a equivalência para humanos seja 1/10 de segundo. Experimente um experimento - enquanto parado diante de uma luz, observe como os detalhes das rodas de liga leve nos carros que cruzam seu caminho são um borrão. Enquanto segue um com os olhos, toque (não bata) na lateral da cabeça no templo. Isso fará com que seus olhos se entupam e, às vezes, por um breve momento, seus olhos se moverão com uma parte da roda que revelará seus detalhes.

A resposta simples a essa pergunta seria 2 megapixels. Quero dizer. Aqui está uma explicação científica para esse MindLabs .

O olho humano não enxerga bem. Ao focar perto, somos realmente seletivos, que podem ser iguais a f1. Os 99% da cena estão muito desfocados.

Também temos um ponto cego, explicado no link acima.

Também não podemos congelar nenhuma cena, que não pode ser comparável nem a uma câmera mais barata.

Resumindo, nossos olhos são péssimos, mas nosso cérebro compensa muito bem que todos acreditamos que somos melhores que todas as câmeras no mercado.

576 megapixels - de acordo com um artigo do cientista e fotógrafo Roger Clark , que também fala mais sobre o olho humano e suas equivalências à tecnologia digital ...

Como existem cerca de 120 milhões de hastes e cerca de 6 milhões de cones, a resolução máxima teórica do olho humano (considerando a perfeita transmissão ótica de luz na retina) deve rondar os 2 megapixels (são necessários 3 cones para um trigêmeo RGB) com alta faixa dinâmica nas áreas periféricas (é para isso que servem as hastes).