Quelle est la résolution de l'œil humain (ou combien de mégapixels nous voyons à un moment donné)

Très souvent, les photographes, et parfois les gens d'autres spécialités, manifestent de l'intérêt pour leur propre vision.

La question semble simple à première vue ... vous pouvez la rechercher sur Google, et tout deviendra clair. Mais presque tous les articles sur le réseau donnent des nombres "cosmiques" - comme 400-600 mégapixels (mégapixels), ou c'est une sorte de mauvais raisonnement.

Par conséquent, j'essaierai brièvement, mais systématiquement, afin que personne ne manque de rien, de révéler ce sujet.

Commençons par la structure générale du système visuel

1. Rétine
2. Nerf optique.
3. Thalamus ( LKT ).
4. Le cortex visuel.

La rétine se compose de trois types de récepteurs: bâtonnets, cônes, photorécepteurs (ipRGC) .
Nous ne nous intéressons qu'aux cônes et bâtons, car ils créent une image.

• Les cônes perçoivent les couleurs bleues, vertes et rouges.
• Les bâtons forment le composant de luminance avec la sensibilité la plus élevée en couleur turquoise.

Cônes en moyenne 7 millions, et bâtonnets - environ 120 millions.

Presque tous les cônes sont situés dans la fovéa centrale de FOVEA (une tache jaune au centre de la rétine). C'est la fovéa qui est responsable de la zone la plus claire du champ visuel.
Pour une meilleure compréhension, je vais être clair - la fovéa couvre l'ongle du petit doigt sur un bras tendu, permettant un angle d'environ 1,5 degré. Plus le centre de la fovéa est éloigné, plus l'image que nous voyons est floue.

Densité de distribution des bâtonnets et des cônes dans la rétine.



Les bâtons sont responsables de la perception de la luminosité / contraste. La densité de bâtonnets la plus élevée se situe approximativement au milieu entre la fosse centrale et le bord de la rétine.

Un fait intéressant - beaucoup d'entre vous ont remarqué le scintillement des vieux moniteurs et téléviseurs lorsque vous les avez regardés avec une «vision latérale», et quand vous regardez directement, tout va bien, n'est-ce pas, non?)

Cela est dû à la plus forte densité de tiges dans la partie latérale de la rétine. La clarté de la vision y est moche, mais la sensibilité aux changements de luminosité est la plus élevée.
Juste cette caractéristique a aidé nos ancêtres à répondre rapidement aux plus petits mouvements à la périphérie de la vision, afin que les tigres ne se mordent pas les ânes)

Alors, qu'est-ce que nous avons - la rétine contient un total d'environ 130 mégapixels. Hourra, voici la réponse!

Non ... ce n'est qu'un début et le chiffre est loin d'être vrai.



Revenons à la fosse centrale de la fovéa.



Les cônes dans la partie très centrale de la fosse umbo ont chacun leur propre axone (fibre nerveuse).

C'est-à-dire on pourrait dire que ces récepteurs sont de la plus haute priorité - le signal en provenance d'eux pénètre presque directement dans le cortex visuel.

Les cônes situés plus loin du centre se rassemblent déjà en groupes de plusieurs morceaux - ils sont appelés «champs récepteurs» .

Par exemple, 5 cônes se connectent à un axone, puis le signal passe le long du nerf optique dans le cortex.

Ce diagramme montre juste le cas d'un tel regroupement de plusieurs cônes dans un champ récepteur.



Les bâtons, à leur tour, sont collectés par groupes de plusieurs milliers - pour eux, il est important non pas la netteté de l'image, mais la luminosité .

Ainsi, la sortie intermédiaire:

• chaque cône au centre même de la rétine a son propre axone,
• les cônes aux bords de la fosse centrale sont collectés dans des champs récepteurs de plusieurs morceaux,
• plusieurs milliers de bâtons se connectent à un axone.

Ici, le plaisir commence - ~ 130 millions de récepteurs sont transformés en raison du regroupement de 1 million de fibres nerveuses (axones).

Oui, juste un million!



Mais comment ça?!

Il y a 100500 mégapixels sur les photos de la matrice, et nos yeux sont encore plus frais!

Maintenant et allez-y)

Donc, 130 mégapixels transformés en 1 mégapixels, et chaque jour nous regardons le monde autour ... de bons graphismes, non?)

Il existe quelques outils qui nous aident à voir le monde autour de nous presque toujours presque clair:

1.Nos yeux font des étapes micro et macro - quelque chose comme des mouvements oculaires constants.

Les macrosaccades sont des mouvements oculaires volontaires lorsqu'une personne considère quelque chose. À ce moment, la «mise en mémoire tampon» ou la fusion d'images voisines se produit, donc le monde qui nous entoure semble clair.

Les microsaccades sont des mouvements involontaires, très rapides et petits (quelques minutes d'arc).

Ils sont nécessaires pour que les récepteurs rétiniens aient le temps de synthétiser de nouveaux pigments visuels - sinon le champ de vision sera simplement gris.

2. projection rétinienne

Je vais commencer par un exemple - lorsque nous lisons quelque chose sur le moniteur et tournons progressivement la molette de la souris pour déplacer le texte, le texte ne devient pas flou ... bien que cela doive) C'est une astuce très intéressante - ici, le cortex visuel est connecté au travail.

Elle tient constamment l'image dans le tampon et avec un décalage brusque de l'objet / texte devant le spectateur, elle décale rapidement l'image et superpose l'image réelle.

Mais comment sait-elle où passer?

C'est très simple - le mouvement de vos doigts sur la roue a déjà été étudié par le cortex moteur au millimètre ... Les zones visuelles et motrices fonctionnent de manière synchrone, vous ne pouvez donc pas voir la graisse.
Mais quand quelqu'un d'autre fait tourner la roue .... :)

Nerf optique

Un nerf optique avec une densité de ~ 1 mégapixels sort de chaque œil (de 770 000 à 1,6 million de pixels - quelqu'un a de la chance) , puis les nerfs des yeux gauche et droit se coupent en chiasme optique - cela peut être vu dans la première image - les axones sont mélangés dans environ 53 % de chaque œil.

Ensuite, ces deux faisceaux tombent dans les parties gauche et droite du thalamus - c'est un tel «distributeur» de signaux au centre même du cerveau.

Dans le thalamus, on peut dire que la «retouche» primaire de l'image - le contraste augmente.

Ensuite, le signal du thalamus pénètre dans le cortex visuel .

Et ici, un nombre incroyable de processus ont lieu, voici les principaux:

• fusionner des images de deux yeux en un - quelque chose comme des superpositions se produit (1 Mp reste inchangé),
• définition des formes élémentaires - bâtons, cercles, triangles,
• définition de motifs complexes - visages, maisons, voitures, etc.,
• traitement de mouvement
• peindre des images. Oui, c'est de la peinture , avant cela, l'écorce a simplement reçu des impulsions analogiques de fréquences différentes,
• retouche des zones aveugles de la rétine - sans cela, nous verrions constamment deux taches gris foncé de la taille d'une pomme devant nous,
• beaucoup de photoshop,
• et enfin, la conclusion de l'image finale - ce que vous appelez la vision - est un phénomène de vision.
  

Alors pourquoi, demandez-vous, nous ne voyons pas de pixels individuels? L'image doit être complètement misérable, comme sur une vieille console!

C'est l'essence de la phénoménologie de la vision - vous avez UN système visuel. Vous ne pouvez pas regarder votre photo de côté.

Si une personne possédait deux systèmes visuels et, si elle le souhaitait, pouvait passer du système 1 au système 2 et évaluer le fonctionnement du premier système, alors oui, la situation serait triste :)

Mais ayant un seul système visuel, VOUS êtes vous-même l'image que vous voyez!



Le cortex visuel lui-même est conscient du processus de vision. Relisez ceci plusieurs fois.
Avec un traumatisme du cortex visuel primaire, une personne ne comprend pas qu'elle est aveugle - c'est ce qu'on appelle l' anosognosie , c'est-à-dire il ne voit pas du tout l'image, mais il peut normalement marcher le long du couloir avec des obstacles (le premier lien de la liste).

Pour conclure, j'espère, un article court et compréhensible, je tiens à vous rappeler que nous avons tous une image ~ 1 mégapixel ... en direct avec ça :)

Références:
David Hubel - Oeil, cerveau, vision
Stephen Palmer - Des photons à la phénoménologie
Baars B., Gage N. - «Le cerveau, la cognition, l'esprit»
John Nicholls, A. Martin, B. Wallas, P. Fuchs - «Du neurone au cerveau»
Michael Gazzaniga - "Qui est responsable?"

Références:

https://www.cell.com/fulltext/S0960-9822(08)01433-4
https://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2161180
https://en.wikipedia.org/wiki/Fovea_centralis
https://en.wikipedia.org/wiki/Photoreceptor_cell

UPD: a reçu un nombre notable de commentaires / questions sur la perception des couleurs. Si ce sujet est intéressant - écrivez le tag # perception des couleurs - je serai engagé dans la création de l'article.