Разрешение человеческого глаза в мегапикселях, Сколько мегапикселей в глазу?
Наконец, в фундаментальном справочнике «Физические величины» более страниц! Взглянем на нашу фотографию ещё раз, колбочки имеют в своём составе определённые пигменты, получается 3 типа цветных «пикселей»: красный, синий и зелёный. Приветствую желание автора поглубже раскрыть цветовосприятие.
Правда ли, что светодиодные лампы не привлекают насекомых? Привлекают, хотя и заметно меньше. Британские исследователи Гарет Джонс, Стивен Харрис и их коллеги проверили это, поставив эксперименты с использованием ламп накаливания, флуоресцентных светильников и светодиодов.
После ночи экспонирования в ловушках, установленных у светодиодных ламп, скопилось примерно вчетверо меньше насекомых, чем у ламп с нитью накаливания, и вдвое меньше, чем у флуоресцентных. Движения светового пятна от луча лазера «запускают» у кошек охотничье поведение, напоминая мельтешащие движения потенциальной жертвы, мелкого грызуна. Чем меньше у кошек возможностей удовлетворить эту тягу обычными способами, тем легче их возбуждают такие «посторонние» стимулы.
Надо сказать, что сами кошки практически не различают оттенков красного: по словам Джона Брэдшоу, профессора ветеринарии из Бристольского университета, пятно для них выглядит скорее бело-желтым, ближе к естественной окраске грызунов. А вот крупные животные из семейства кошачьих на лазерное пятно практически не реагируют — видимо, на их жертв оно похоже недостаточно. Всегда ли сутки длились 24 часа? Сегодня сутки продолжаются почти ровно 24 часа, потому что именно за это время Земля совершает полный оборот вокруг своей оси.
В прошлом скорость вращения нашей планеты была выше, и сутки на ней длились меньше. Еще 1,3 млрд лет назад они продолжались каких-то 15 часов, так что за год успевало пройти почти дней.
К юрскому периоду около млн лет назад сутки достигли 22,7 часа, что эквивалентно дням в году, и только пару миллионов лет назад стали привычными для нас часовыми. Только в цвете: ни вкусом, ни составом, ни толщиной скорлупы белые и коричневые яйца не различаются.
Как правило, куры с белыми перьями несут белые яйца, а бурые — коричневые, хотя это не всегда так. Более надежным индикатором может служить окраска пуха возле ушного отверстия птицы, хотя и это не всегда справедливо. Можно заметить, что окрашенные породы кур обычно крупнее белых, едят больше и несут более крупные яйца, что частично объясняет их более высокую стоимость.
Что до особой их пользы или вкуса, то это просто миф, который с успехом используют, продавая коричневые яйца заметно дороже белых.
Покупатели же уверены, что доплатили, получив более «здоровый» продукт, и все остаются довольны. Что означают цветные прямоугольники на тюбиках зубной пасты? Рассказы о том, будто цвет прямоугольника указывает на качество или состав крема или пасты внутри тюбика, — это известная городская легенда. Такие контрастные цветовые метки наносятся при производстве и помогают датчикам автоматизированной упаковочной линии точнее позиционировать тюбики для разрезания, сворачивания или склеивания.
Как действуют смягчители для белья? Такие средства действительно делают ткань мягче — в их состав входят вещества, которые облегчают ее скольжение и повышают подвижность электростатических зарядов.
Вот такая занимательная математика от Droider. Но давайте немного передохнём от этих графиков, мы вернёмся к ним в конце. Займёмся прикладными тестами! Будет интересно. Мы знаем, как устроены пиксели на сетчатке. Мы знаем их плотность в самой продвинутой области, но мы не знаем еще кое-чего.
Вернемся к графику. Возможно вы заметили на графике странную область правее центра? Там нету ни палочек, ни колбочек. Это слепое пятно на наших глазах!
Сейчас расскажу поподробнее. Перед вами фотография, которая выявит несовершенство наших глаз. Откройте наше видео на экране побольше, желательно на компьютере, закройте правый глаз, посмотрите левым глазом на плюсик в кружочке. Правый плюсик исчез! Поздравляю, вы только что обнаружили слепое пятно вашего глаза.
Что происходит? Абсолютно все сигналы воспринимаемые нашими палочками и колбочками отправляются в наш мозг с помощью зрительного нерва. Его соединение находится прямо на сетчатке, поэтому там нет никаких сенсоров. Более того это не единственный конструктивный недостаток.
Наш глаз нуждается в постоянном питании, поэтому всё глазное яблоко покрыто сосудами, которые поставляют энергию нашим глазам. На самом деле, вот так мы видим по настоящему! Большой чёрный кружок, это наше слепое пятно, мы видим сосуды нашего глаза, а краски по окружности серые, так как там преобладают палочки. Обратите внимание, что посередине цветное изображение, это благодаря центральной ямке и концентрации в ней колбочек. Ах да, ещё мы видим наш нос, если смотрим прямо. Но как же в итоге получается это потрясающе четкая и широкоугольная картинка, которой вы наслаждаетесь прямо сейчас?
Я думаю вы уже догадались, что без мощной нейронной сети тут не обошлось. Мозг — наш процессор, который в идеале освоил «фотошоп»! Давайте разберемся, как он с этим справляется. Проблемы слепого пятна, наш процессор решает очень элегантно. У правого глаза пятно находится справа, у левого слева.
Поэтому наш мозг накладывает на правый глаз изображение из левого и наоборот. Происходит взаимозамена и мы не видим никаких чёрных точек. Сосуды, равно как и нос, наш мозг стирает из нашего восприятия. Есть предположения, что когда мы только появляемся на свет, наши глаза видят сосуды. Но со временем мозг учиться их игнорировать. Кстати, тут можно провести прямую параллель с камерами смартфона! У FSI провода, питающие камеру находятся над пикселями, то есть так же как и наши сосуды.
Потому она и устаревшая, так как эти провода препятствовали проходимости света. У BSI уже пиксели находятся над проводами, соответственно уже ничего не препятствует прохождению света. Получается наши глаза сделаны по устаревшей технологии FSI.
Надо не забывать, что изображение которое делают наши глаза плоское.
Мозг сопоставляет их между собой и делает трёхмерными. Что-то похожее мы ощущаем когда смотрим фильм в 3D-очках. Надевая очки обратно, нашему мозгу становится проще объединить эти изображения и картинка становится объёмнее. Так же происходит и у нас. Наконец, изображение переворачивается, становится чётким и цветным! Если с переворотом изображения всё понятно, то почему картинка становится цветной и чёткой? Ежесекундно, глаза делают множество микро-движений, так называемые саккады.
Глаза сканируют окружающее пространство, а мозг объединяет снимки и превращает в видеоряд прекрасного качества. Это похоже на заполнение пустых фрагментов пазла. Объясняю — у нас есть небольшой участок матрицы, который может делать цветное и чёткое фото.
То есть у нашего мозга уже есть представление о том, каким цветом окрашен тот или иной объект благодаря сканированию. Всё что ему остаётся это сопоставить всю полученную информацию, объединить их в единую чёткую и цветную картинку.
Немного напоминает раскрашенную версию 17 мгновений весны, но мозг справляется получше. Забавный факт, для этой обработки и сопоставления результатов сканирования или собирания этого пазла, мозгу необходимо примерно миллисекунд. Во время этого процесса наше зрение отключается.
Мы ничего не видим. Но из-за такого малого промежутка по времени, наше сознание этого не замечает. То есть каждую секунду, мы страдаем временной слепотой!
Сканирование нам нужно из-за того, что в человеческом глазу очень ограниченное пространство. И сделать как в камере, чтобы к каждому пикселю был подключен свой проводок не получается. Эволюция наградила нас зрительной ямкой, в которой, хоть и ограничено, но есть похожая технология как на матрице смартфона. Чтобы каждый участок видимого пространства попал на эту ямку и мы получили хорошую картинку, нам нужны две функции. Первая, это сканер. Нужно захватить каждую точку в пространстве с помощью микродвижений, их как мы помним называют саккады.
Саккады сканируют объект или пространство. Мы получаем кучу мелких пазлов, которые нам нужны для итоговой картинки. Вторая функция, это наш мозг. Он собирает эти пазлы в единую картинку. Придаёт чёткости, дорисовывает объекты, наполняет красками. Создаёт виртуальное пространство в нашем сознании, из фотонов, которое мы воспринимаем как реальность.
Вот как то так мы воспринимаем мир, и вот так устроены глаза. Но все-таки. С какой точностью глаза это делают.
И что там с Retina у Apple? Давайте, наконец, попробуем решить задачку Стива Джобса. Итак, сколько точек на дюйм должно быть у экрана смартфона, лежащего в руке, чтобы мы не замечали на нем пиксели? Мы уже посчитали ,что DPI глаза в самом четком месте центральной ямке примерно 9 точек на дюйм.
Вот здесь находится линза нашего глаза, хрусталик, через который проходит луч. А вот здесь пиксель смартфона в нашей руке. И он должен быть такого размера, чтобы пройдя через хрусталик, он спроектировался ровно в пиксель на сетчатке. Вроде так.
Возможно, тут есть какие то допущения в плане оптики, но на порядок вычислений не повлияет. И теперь у нас получается два подобных треугольника.
Это мы знаем — размер пикселя сетчатки. Фокусное расстояние мы тоже знаем, ведь это диаметр глазного яблока, примерно 22 мм. И это тоже знаем — расстояние до смартфона. Допустим, 30 см, как в школе учили держать книжку. Или мм. Нам надо найти X.
А значит плотность пикселей должна быть DPI. Тогда на расстоянии в 30 см наш глаз такой пиксель не заметит. Получается, что для среднего смартфона, который мы будем держать на расстоянии 30 см, нужна плотность пикселей, аж целых точек на дюйм! За всю историю смартфоностроения, только несколько моделей Сони Экспирия, добирались до таких показателей. Так что iPhone 4 со своими пикселей на дюйм и рядом не стоял. Старина Стив схитрил. Занятно, что из текущих моделей самый высокий показатель у iPhone 13 mini — PPI.
Но почему пиксели в смартфонах, в основном, не режут нам глаза? Apple и прочие компании прячут пиксели другими технологиями. Это уже другая история. Ладно, главный вопрос: сколько все-таки мегапикселей в глазах? Однозначно ответить сложно, так как аналогия не точна: потому что для камеры все области матрицы идентичны, а для глаза нет. Можно считать, что это Мп по количеству клеток сенсоров. Или что 1 Мп по количеству соединений с мозгом. А можно провести мысленный эксперимент и предположить, что мозг заполняет все видимое пространство с точностью центральной ямки?
Можно и так, тогда выйдет около МП на глаз. Для этого мы захватываем каждую видимую точки микродвижениями — саккадами. А получившиеся данные соединяет и обрабатывает мозг.
Так получается единая картинка. Но как, как они посчитали, откуда они знают, сколько пикселей нужно глазу, думал я. Можно даже сказать, что разрешение человеческого глаза — всего 1 мегапиксель… Но зачем же тогда нам фотографические матрицы разрешением мегапикселей и 8K-дисплеи?
Устройство камеры Итак, прежде всего, устройство глаза очень похоже на цифровую камеру. Устройство глаза Теперь посмотрим на устройство глаза. Палочки, это пиксели которые не видят цветов и нужны нам в основном ночью. Более того, палочки и колбочки распределены не равномерно по нашей сетчатке, об этом чуть позже. Пиксели как в камере, так и в глазу, не работают по отдельности. Они собраны в группы. DPI А пока: давайте посчитаем. А давайте сравним посчитаем DPI этой матрицы.
Сейчас будет чутка несложной математики, не пугайтесь, или включите ускорение. Слепое пятно, итоговое качество изображения. Мозг Я думаю вы уже догадались, что без мощной нейронной сети тут не обошлось. Фактически, мозг сам дорисовывает за нас итоговую картинку. Придумывает наше мировосприятие. Что там с ретиной? И теперь давайте решим несложную задачку по геометрии 7 класса.
