Исследователи из Кембриджа и Meta Reality Labs отмечают, что у человеческого глаза есть предел разрешения , при превышении которого глаз не будет различать дополнительные пиксели.
Чтобы определить эту границу, ученые измеряли способность участников исследования выявлять определенные особенности в цветных и на черно-белых изображениях, независимо от того, смотрели ли они на изображение прямо или периферийным зрением, а также, когда экран находился ближе или дальше от них. Точный предел разрешения человеческого глаза зависит от ряда факторов, включая размер экрана, освещенность помещения и расстояние между экраном и наблюдателем.
Например, для гостиной среднего размера в Великобритании, где расстояние между телевизором и диваном составляет 2,5 м, 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. Кроме этого исследователи разработали онлайн-калькулятор , с помощью которого, используя размер собственной комнаты, а также размеры и разрешение телевизора, можно подобрать наиболее подходящий экран .
Любой потребитель, покупающий телевизор, слышит от маркетологов и производителей, что разрешение их экранов — будь то Full HD, 4K или 8K — обеспечивает наилучшие впечатления от просмотра. Разрешение считается таким же важным и для многих других экранов, которые мы используем, будь то на телефонах или компьютерах, независимо от того, используем ли мы их для фотографирования, просмотра фильмов или видеоигр.
«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. Но не было никаких исследований, которые реально измеряли бы, что именно может видеть человеческий глаз и какие ограничения его восприятия, — объясняет первый автор исследования, доктор с кафедры компьютерных наук и технологий в Кембридже Малиха Ашраф.
Как отмечает соавтор исследования, профессор Рафал Мантюк, чем больше пикселей в дисплее устройства, тем он менее эффективен , более дорогостоящий и требующий больше вычислительных мощностей для работы.
Исследователи создали экспериментальную установку с выдвижным дисплеем, которая позволила точно измерить, что видит человеческий глаз, глядя на узоры на экране. Вместо измерения характеристик отдельного экрана ученые измеряли количество пикселей на каждый градус (PPD) — количество отдельных пикселей, которые помещаются в один градус поля зрения.
Такое измерение позволяет ответить на вопрос, как выглядит экран с того места, с которого на него смотрят. Общепринятый стандарт зрения 20/20, основанный на таблице Снеллена, 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», — отмечает Малиха Ашраф.
Участники исследования рассматривали узоры с очень мелкими градациями в серых и цветных оттенках. Их спрашивали, видят ли они линии на изображениях. Экран перемещался к зрителю и от него для измерения PPD на разных расстояниях. PPD также измерялся для центрального и периферического зрения.
Ученые установили, что предел разрешения глаза выше, чем считалось. Но существуют важные различия в пределах разрешения между цветными и черно-белыми изображениями. Для изображений с серыми оттенками, на которые участники смотрели прямо, среднее значение составляло 94 PPD. Для красных и зеленых узоров этот показатель составлял 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. Наши глаза, по сути, являются датчиками, которые не так уж и хороши, но наш мозг обрабатывает эти данные и превращает их в то, что, по его мнению, мы должны видеть», — подчеркнул Рафал Мантюк.
Исследователи смоделировали свои результаты, чтобы рассчитать, как предел разрешения варьируется в зависимости от популяции. Это поможет производителям принимать решения, которые будут актуальны для большинства 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 относительно будущих покупок.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications
Источник: TechXplore
