Учени измериха границата на разделителната способност на човешкото око и обясниха има ли смисъл от 8K телевизори

Учени от университета Кеймбридж и Meta Reality Labs измериха границата на разделителната способност на човешкото око и изготвиха списък с препоръки за собствениците на телевизори. Експертите са се опитали да разберат в кои ситуации има смисъл да се купува телевизор с висока разделителна способност, в кои случаи ще е достатъчна 4K резолюция и къде е необходима 8K.

За да определят границата на разделителната способност на човешкото око, изследователите са измерили способността на участниците да различават определени детайли в цветни и сиви изображения в зависимост от разстоянието до екрана.

След като границата на разделителната способност бъде надхвърлена, увеличаването на броя на пикселите на телевизионния панел се обезсмисля, тъй като изображението съдържа повече информация, отколкото човешкото око може да възприеме.

„Тъй като значителни инженерни усилия са насочени към подобряване на разделителната способност на мобилните устройства, устройствата за добавена и виртуална реалност (AR и VR), важно е да се знае максималната разделителна способност, при която по-нататъшните подобрения нямат забележим ефект. Досега обаче не са провеждани изследвания, които действително да измерват какво вижда човешкото око и какви са ограниченията на неговото възприятие.“

казва ръководителят на изследването д-р Малиха Ашраф

Изследователите са създали експериментална инсталация, която им е позволила точно да измерят какво вижда човешкото око, когато гледа шарки на екрана. Вместо да измерват характеристиките на конкретен екран, те измерват броя на отделните пиксели, които се побират в една степен от зрителното поле (PPD). Този параметър, вместо да отговори на въпроса „каква разделителна способност има този екран?“, отговаря на въпроса „как изглежда този екран от моята позиция?“.

Участниците в изследването разглеждат черно-бели и цветни модели с много фини детайли и цветови градации. Екранът беше преместван към и от зрителя, за да се измери PPD на различни разстояния. PPD е измерена и за централното и периферното зрение.

Широко разпространеният стандарт за изследване на зрението, основан на таблицата на Снелен, предполага, че човешкото око е способно да различава детайли с разделителна способност 60 пиксела на градус.

„Тази цифра е широко приета, но никой не я е измервал на съвременни дисплеи, а не на стенна таблица с букви, която е разработена за първи път през 19-и век.“

отбелязва Ашраф

Изследователите откриват, че границата на разделителната способност на окото е по-висока, отколкото се е смятало досега, но има съществени разлики между цветните и черно-белите изображения. За сиви изображения, гледани под прав ъгъл, средната стойност е 94 PPD. За червени и зелени изображения този показател е 89 PPD, а за жълти и лилави – 53 PPD.

„Мозъците ни не са много добри във възприемането на детайлите в цвят, затова наблюдавахме значително намаляване на разделителната способност за цветни изображения, особено когато се гледат с периферно зрение. Очите ни по същество са сензори, които не са толкова добри, но мозъкът ни обработва тези данни, за да формира това, което смята, че трябва да видим.“

обяснява Рафал Мантюк, професор в катедрата по компютърни науки и технологии в Кеймбридж

Точната граница на разделителната способност зависи от редица фактори, включително размера на екрана, осветлението в помещението и разстоянието между зрителя и екрана. Например, изследователите са установили, че за средно голяма всекидневна в Обединеното кралство, където разстоянието между телевизора и дивана е 2,5 метра, 44-инчов телевизор с 4K или 8K резолюция не би предложил допълнителна полза в сравнение с 2K телевизор със същия размер.

Изследователите са създали статистически модел, който показва процента на хората с различни граници на разделителна способност на очите. Те смятат, че това ще помогне на производителите да създават устройства, които са подходящи за по-голямата част от населението. Учените са разработили и безплатен онлайн калкулатор, в който потребителите могат да въведат размера на стаята си и размера и разделителната способност на телевизора си, за да определят най-подходящия екран за своя дом. Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature Communications.

„Колкото повече пиксели има в един дисплей, толкова по-малко ефективен е той, толкова по-скъп е и толкова повече изчислителна мощност е необходима за управлението му. Затова искахме да разберем при какво ниво на разделителната способност на дисплея по-нататъшното увеличаване вече няма смисъл.“

допълва Мантюк