Η αληθινή ανώτατη ανάλυση της ανθρώπινης όρασης
Μια νέα μελέτη προσδιορίζει την πραγματική ανώτατη ανάλυση της ανθρώπινης όρασης, αποδεικνύοντας ότι τα μάτια μας φτάνουν ήδη στο μέγιστο επίπεδο λεπτομέρειας πολύ πριν οι τελευταίες οθόνες 8K αξιοποιήσουν πλήρως τις δυνατότητές τους.
Η ανάλυση της ανθρώπινης όρασης
Καθώς οι κινητές οθόνες συνεχίζουν να εξελίσσονται, η μέγιστη ανάλυση των pixel που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο μάτι έχει γίνει το νέο σημείο αναφοράς, καθώς βελτιώσεις πέρα από αυτό το σημείο δεν ενισχύουν την εμπειρία θέασης. Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Nature Communications καθόρισε την ανάλυση του ανθρώπινου οπτικού συστήματος μέσω μιας καινοτόμου πειραματικής προσέγγισης.
Η «αναλυτική ανάλυση» αναφέρεται στο ανώτατο όριο της αντίληψης του ανθρώπινου ματιού. Καθώς η σύγχρονη τεχνολογία οθόνης πλησιάζει αυτό το όριο, η προσθήκη περισσότερης λεπτομέρειας στην εικόνα μπορεί να μην βελτιώνει πλέον την οπτική ποιότητα. Η τρέχουσα μελέτη αποσκοπεί στο να καθορίσει το όριο της ανάλυσης της οθόνης.
Προηγούμενες μελέτες και ολιστική προσέγγιση
Προγενέστερες έρευνες έχουν εντοπίσει διάφορα στοιχεία της αναλυτικής ανάλυσης. Οι προηγούμενες μελέτες επικεντρώθηκαν σε οπτικές ανωμαλίες, κινούμενα αντικείμενα, διάκριση σχημάτων ή οπτική οξύτητα μεμονωμένα. Αντίθετα, αυτή η μελέτη υιοθετεί μια ολιστική προσέγγιση. Εκτός από την εύρεση του ορίου ανάλυσης για μια οθόνη υψηλής ποιότητας, εξετάζει επίσης πώς αλλάζει η ανάλυση σε διάφορες περιοχές της αμφιβληστροειδούς και πώς οι χρωματικές εξαρτήσεις επηρεάζουν την οπτική καθαρότητα υπό ίσες συνθήκες φωτισμού.
Η ανάλυση του ματιού εξαρτάται από νευρικούς και οπτικούς παράγοντες, όπως ο τύπος του ερεθίσματος, το χρώμα, η φωτεινότητα και η κίνηση, καθώς και από το πού πέφτει η εικόνα στον αμφιβληστροειδή. Η αλληλεπίδραση αυτών των παραγόντων είναι τόσο περίπλοκη όσο και απρόβλεπτη.
Για παράδειγμα, οι διάφορες στρώσεις του ματιού διασκορπίζουν το φως που πέφτει πάνω τους. Η παρουσία ατελειών στην επιφάνεια του κερατοειδούς, γνωστές ως οπτικές ανωμαλίες, προκαλεί το φως να εστιάζεται ατελώς στον αμφιβληστροειδή. Η διάθλαση του φωτός μέσω της κόρης περιορίζει επίσης τη μέγιστη συχνότητα ανάλυσης.
Η προσαρμογή είναι μια οπτική διαδικασία στην οποία ο φακός του ματιού ρυθμίζει την καμπυλότητα του για να εστιάσει τις εικόνες στον αμφιβληστροειδή. Σφάλματα σε αυτή τη διαδικασία προκαλούν την αλλαγή του ορίου ανάλυσης σε διαφορετικές αποστάσεις θέασης. Η αναλυτική ανάλυση επηρεάζεται επίσης από την άνιση κατανομή των φωτοϋποδοχέων και των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδούς. Η φovea, που είναι πυκνά γεμάτη με κωνικά κύτταρα που ανιχνεύουν χρώμα και λεπτομέρεια, προσφέρει την πιο καθαρή όραση, ενώ η ανάλυση μειώνεται προς την περιφέρεια, όπου τα κωνικά κύτταρα γίνονται λιγότερο συγκεντρωμένα.
Οποιοδήποτε πείραμα που επιδιώκει να καθορίσει την αναλυτική ανάλυση θα πρέπει να παρέχει συνεχώς και με ακρίβεια ελεγχόμενη ανάλυση του ερεθίσματος που προβάλλεται. Χωρίς αυτό, είναι αδύνατο να προσδιοριστεί το ακριβές σημείο στο οποίο το μάτι μπορεί να αντιληφθεί μια εικόνα καθαρά χωρίς αντιληπτή θόλωση.
Η ανάλυση μιας εικόνας σε μια ηλεκτρονική οθόνη περιορίζεται από την εγγενή ανάλυσή της, η οποία μπορεί να τροποποιηθεί προς τα κάτω μόνο ως ακέραιοι αριθμοί αυτής της τιμής. Ενδιάμεσες αναλύσεις απαιτούν ψηφιακή επαναδειγματοληψία, ωστόσο, αυτό αλλάζει επίσης τη συχνότητα του ερεθίσματος.
Το τρέχον πείραμα χρησιμοποιεί μια κινητή οθόνη για να μετακινήσει την εικόνα προς ή μακριά από τον θεατή, παράγοντας συνεχή έλεγχο ανάλυσης. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν διόφθαλμα, παρέχοντας μια πιο φυσική αναπαράσταση της πραγματικής όρασης και εκμεταλλευόμενες τα αποτελέσματα της διόφθαλμης αθροιστικής. Αυτή είναι μια επανάληψη μιας πολύ παλαιότερης μελέτης του Wertheim (το 1894), η οποία χρησιμοποίησε σύρματα για να προσδιορίσει τις σχετικές μειώσεις στην ανάλυση σε διάφορες παραφωβικές θέσεις.
Η παρούσα ρύθμιση χρησιμοποίησε προηγμένη τεχνολογία για να παρέχει συμπεριφορικές κατώτατες τιμές οπτικής ανάλυσης χρησιμοποιώντας αξιόπιστες ψυχοφυσικές μεθόδους. Οι ερευνητές μέτρησαν την φoveal ανάλυση για ασπρόμαυρες (αχρωματικές) και χρωματικές (κόκκινο-πράσινο και κίτρινο-ιώδες) εικόνες σε εκκεντρότητες 10° και 20° από τη φovea. Εκφράζουν την υψηλότερη ανάλυση που ανιχνεύθηκε από το μάτι σε διάφορες αποστάσεις από τη φovea σε pixels ανά βαθμό εκκεντρότητας (από τη φovea), ή ppd.
