Escolhendo uma TV para você, seu amado, do ponto de vista da ciência, não da publicidade


Olá pessoal.

A redação deste pequeno artigo me levou a discutir sobre a escolha da TV.

Agora nesta área - assim como nos "megapixels para câmeras" - a bacanal de marketing reina em busca de permissões: o HD Ready há muito tempo é substituído pelo Full HD, e 4K e até 8K já estão se tornando cada vez mais populares.

Vamos ver - o que realmente precisamos?

E o curso de geometria da escola e alguns conhecimentos básicos da Wikipedia nos ajudarão nisso.

Portanto, de acordo com esta mesma Wikipedia , o olho nu de uma pessoa comum é um dispositivo único que pode observar simultaneamente o espaço em um ângulo de 130 ° -160 °, além de distinguir elementos em um ângulo de 1-2 '(cerca de 0,02 ° –0,03 °) . Nesse caso, o foco rápido ocorre a uma distância de 10 cm (jovens) - 50 cm (a maioria das pessoas com 50 anos ou mais) até o infinito .

Parece legal. De fato, não é tão simples.

Abaixo está o campo de visão do olho direito humano (cartão de perímetro, os números na escala são graus angulares).



A mancha laranja é o local de projeção do ponto cego do fundo. O campo de visão do olho não tem a forma de um círculo regular, devido à restrição do olhar pelo nariz do lado medial e das pálpebras acima e abaixo.

Se você sobrepuser uma imagem do olho direito e esquerdo, obteremos algo assim:



Infelizmente, o olho humano não oferece a mesma qualidade de visão em todo o plano em um ângulo amplo. Sim, com dois olhos podemos reconhecer objetos com um alcance de 180 ° à nossa frente, mas só podemos reconhecê-los com objetos tridimensionais dentro de 110 ° (para a zona verde) e coloridos em um intervalo ainda menor de cerca de 60 ° -70 ° (para a zona azul). Sim, em algumas aves o campo de visão atinge quase 360 ​​°, mas temos o que temos.

Assim, concluímos que uma pessoa recebe a imagem da mais alta qualidade com um ângulo de visão da ordem de 60 ° -70 ° . Se você precisar de mais cobertura - somos forçados a "correr" com os olhos pela imagem.

Agora sobre as TVs. Por padrão, considere televisores com a proporção largura / altura mais popular de 16: 9, além de uma tela plana.



Ou seja, acontece que W: L = 16: 9 e D é a diagonal da tela.

A partir daqui, lembrando o Teorema de Pitágoras:



Então, assumindo que a resolução:

  • O HD Ready tem 1280x720 pixels
  • Full HD é 1920x1080 pixels
  • Ultra HD 4K tem 3840x2160 pixels,

entendemos que o lado do pixel é:
  • Pronto para HD: D / 1468.60
  • Full HD: D / 2202.91
  • Ultra HD 4K: D / 4.405,81

O cálculo desses valores pode ser encontrado aqui.




Agora vamos calcular a distância ideal para a tela para que o olho cubra toda a imagem.



A partir da figura, fica claro que



Como temos um grande parâmetro de altura e largura da imagem - e o olho precisa cobrir toda a tela em largura como um todo - calculamos a distância ideal para a tela, levando em consideração que, conforme mostrado acima, o ângulo de visão não deve exceder 70 graus:



Ou seja: para que o olho cubra toda a tela em largura, devemos estar a uma distância não mais próxima da metade da diagonal da tela . Ao mesmo tempo, essa distância deve ser de pelo menos 50 cm para proporcionar um foco confortável para pessoas de qualquer idade. Lembre-se disso.

Agora vamos calcular a distância em que uma pessoa distingue pixels na tela. Este é o mesmo triângulo com a tangente do ângulo, apenas R neste caso é o tamanho do pixel:



Ou seja: a uma distância superior a 2873,6 tamanhos de pixel, o olho não verá granulação. Portanto, levando em consideração o cálculo do lado do pixel acima, você deve estar à seguinte distância mínima da tela para que a imagem seja normal:

  • Pronto para HD: D / 1468,60 x 2873,6 = 1,96D, ou seja, duas diagonais da tela
  • Full HD: D / 2202.91 x 2873.6 = 1.3D, ou seja, cerca de um pouco menos de uma e meia diagonais da tela
  • Ultra HD 4K: D / 4405,81 x 2873,6 = 0,65D, ou seja, um pouco mais da metade da diagonal da tela


E agora a que tudo foi levado -

Conclusões


  1. Você não deve sentar-se a menos de 50 cm da tela - o olho não poderá focar normalmente na imagem.
  2. Você não deve sentar-se mais próximo do que as diagonais da tela de 0,63 - o olho ficará cansado, porque terá que percorrer a imagem.
  3. Se você planeja assistir TV a uma distância maior que duas diagonais da tela - não compre algo mais legal que o HD Ready -, você não perceberá a diferença.
  4. Se você planeja assistir TV a uma distância maior que uma diagonal e meia da tela - não compre algo mais legal que o Full HD - você não notará a diferença.
  5. O uso de 4K é recomendável apenas se você olhar para a tela a uma distância menor que uma diagonal e meia, mas mais da metade da diagonal. Talvez esse seja algum tipo de monitor de computador ou painel gigante, ou uma cadeira que esteja próxima à TV.
  6. Usar uma resolução mais alta não faz sentido - você não verá a diferença com 4K ou estará muito perto da tela e o ângulo de visão não cobrirá todo o plano (consulte o parágrafo 2 acima). O problema pode ser parcialmente resolvido por uma tela curva - mas o cálculo (mais complicado) mostra que esse ganho é extremamente duvidoso.

E agora eu recomendo medir o seu quarto, a localização do seu sofá favorito, a diagonal da TV e pensar: há algum ponto em pagar mais?

PS: Eu deliberadamente não discuti ou mencionei características que são difíceis de calcular e comparar.
E existem muitos deles: frequência de processamento, contraste, hora de alterar o estado do pixel e muito mais - aqui posso ficar confuso, mesmo em terminologia. Eles são muito importantes na escolha, mas esse é um problema separado.
Discuto exclusivamente a resolução aqui e, por simples cálculo, mostre que é especialmente grande e não é necessário ...
É muito possível que, com outras características - as mesmas armadilhas de marketing associadas à falta de conhecimento, um "jogo de palavras", quando novos termos e tecnologias sejam inventados, que na realidade acabem sendo absurdos, etc.

PPS Muito obrigado à respeitada nidalee por seu comentário : a Netflix recebeu dados semelhantes em seus cálculos de qualidade de imagem VMAF :
O modelo original lançado quando VMAF de código aberto foi baseado no pressuposto de que os telespectadores se sentam em frente a uma tela de 1080p em um ambiente de sala de estar com uma distância de visualização de 3x a altura da tela (3H). Essa é uma configuração que geralmente é útil para muitos cenários.

Mais recentemente, adicionamos um novo modelo 4K VMAF que prevê a qualidade subjetiva do vídeo exibido em uma TV 4K e visualizado a uma distância de 1,5H. Uma distância de visualização de 1,5H é a distância máxima para o espectador médio apreciar a nitidez do conteúdo em 4K. O modelo 4K é semelhante ao modelo padrão no sentido de que ambos os modelos capturam qualidade na frequência angular crítica de 1/60 graus / pixel. No entanto, o modelo 4K assume um ângulo de visão mais amplo, o que afeta a visão foveal versus periférica que o sujeito usa.

L = 0,49D => daqui, 3L = 1,47D (para Full HD); 1.5L = 0.74D (para 4K) . O que, em princípio, coincide com minhas conclusões.

Source: https://habr.com/ru/post/pt450072/


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