Qual é a resolução do olho humano (ou quantos megapixels vemos em um determinado momento)

Freqüentemente, fotógrafos e, às vezes, pessoas de outras especialidades mostram interesse em sua própria visão.

A questão parece simples à primeira vista ... você pode pesquisar no Google e tudo ficará claro. Mas quase todos os artigos da rede apresentam números "cósmicos" - como 400-600 megapixels (megapixels), ou esse é um tipo de raciocínio miserável.

Portanto, tentarei brevemente, mas consistentemente, para que ninguém perca nada, para revelar este tópico.

Vamos começar com a estrutura geral do sistema visual

1. Retina
2. Nervo óptico.
3. Tálamo ( LKT ).
4. O córtex visual.

A retina consiste em três tipos de receptores: bastonetes, cones, fotorreceptores (ipRGC) .
Estamos interessados ​​apenas em cones e paus, pois eles criam uma imagem.

• Os cones percebem as cores azul, verde e vermelho.
• Os bastões formam o componente de luminância com a mais alta sensibilidade na cor turquesa.

Cones em média 7 milhões e varas - cerca de 120 milhões.

Quase todos os cones estão localizados na fóvea central da FOVEA (uma mancha amarela no centro da retina). É a fóvea responsável pela área mais clara do campo visual.
Para uma melhor compreensão, vou esclarecer: a fóvea cobre a unha do dedo mínimo em um braço estendido, permitindo um ângulo de cerca de 1,5 graus. Quanto mais longe do centro da fóvea, mais embaçada a imagem que vemos.

Densidade de distribuição de hastes e cones na retina.



Os bastões são responsáveis ​​pela percepção do brilho / contraste. A maior densidade de paus fica aproximadamente no meio, entre a fossa central e a borda da retina.

Um fato interessante - muitos de vocês notaram a cintilação de monitores e TVs antigos quando os viram com “visão lateral” e, quando olham diretamente, tudo está bem, certo?)

Isto é devido à maior densidade de hastes na parte lateral da retina. A clareza da visão é péssima, mas a sensibilidade a mudanças no brilho é a mais alta.
Apenas esse recurso ajudou nossos ancestrais a responder rapidamente aos menores movimentos na periferia da visão, para que os tigres não mordessem o traseiro)

Então, o que temos - a retina contém um total de cerca de 130 megapixels. Hooray, aqui está a resposta!

Não ... isso é apenas o começo e o número está longe de ser verdade.



Vamos voltar à fossa da fóvea central.



Os cones da parte central do umbo fossa têm seu próprio axônio (fibra nervosa).

I.e. esses receptores, pode-se dizer, são a maior prioridade - o sinal deles entra quase diretamente no córtex visual.

Os cones localizados mais longe do centro já estão reunidos em grupos de várias peças - eles são chamados de "campos receptivos" .

Por exemplo, 5 cones se conectam a um axônio e, em seguida, o sinal passa pelo nervo óptico até o córtex.

Este diagrama apenas mostra o caso de um agrupamento de vários cones em um campo receptivo.



Os gravetos, por sua vez, são coletados em grupos de vários milhares - para eles é importante não a nitidez da imagem, mas o brilho .

Então, a saída intermediária:

• cada cone no centro da retina tem seu próprio axônio,
• os cones nas bordas da fossa central são coletados em campos receptivos de várias peças,
• vários milhares de paus se conectam a um axônio.

Aqui começa a diversão - ~ 130 milhões de receptores são transformados devido ao agrupamento de 1 milhão de fibras nervosas (axônios).

Sim, apenas um milhão!



Mas como assim ?!

Existem 100500 megapixels nas fotos da matriz e nossos olhos ainda estão mais frios!

Agora e chegue lá)

Então, 130 megapixels se transformaram em 1 megapixels, e todos os dias olhamos para o mundo ao redor ... bons gráficos, certo?)

Existem algumas ferramentas que nos ajudam a ver o mundo ao nosso redor quase sempre quase claro:

1.Nossos olhos fazem etapas micro e macro - algo como movimentos constantes dos olhos.

Macrosaccades são movimentos oculares voluntários quando uma pessoa considera algo. Nesse momento, ocorre o "buffering" ou a mesclagem de imagens vizinhas, de modo que o mundo ao nosso redor parece claro.

As microssacadas são involuntárias, movimentos muito rápidos e pequenos (alguns minutos de arco).

Eles são necessários para que os receptores da retina tenham tempo para sintetizar novos pigmentos visuais - caso contrário, o campo de visão será simplesmente cinza.

Projeção 2.Retinal

Vou começar com um exemplo - quando lemos algo no monitor e giramos gradualmente a roda do mouse para mover o texto, o texto não fica embaçado ... embora deva) Esse é um truque muito interessante - aqui o córtex visual está conectado ao trabalho.

Ela mantém constantemente a imagem no buffer e, com uma mudança acentuada do objeto / texto na frente do espectador, muda rapidamente a imagem e a sobrepõe à imagem real.

Mas como ela sabe para onde mudar?

É muito simples: o movimento do dedo na roda já foi estudado pelo córtex motor em milímetros ... As áreas visual e motora funcionam de forma síncrona, para que você não possa ver a graxa.
Mas quando alguém gira a roda .... :)

Nervo óptico

Um nervo óptico com uma densidade de ~ 1 megapixels sai de cada olho (de 770 mil a 1,6 milhão de pixels - alguém tem sorte) , então os nervos dos olhos esquerdo e direito se cruzam no quiasma óptico - isso pode ser visto na primeira foto - os axônios estão misturados em cerca de 53 % de cada olho.

Então esses dois raios caem nas partes esquerda e direita do tálamo - esse é um "distribuidor" de sinais no centro do cérebro.

No tálamo, pode-se dizer, o principal "retoque" da imagem - o contraste aumenta.

Em seguida, o sinal do tálamo entra no córtex visual .

E aqui ocorre um número incrível de processos, eis os principais:

• mesclando fotos de dois olhos em um - algo como sobreposições acontece (1 Mp permanece inalterado),
• definição de formas elementares - paus, círculos, triângulos,
• definição de padrões complexos - faces, casas, carros etc.,
• processamento de movimento
• pintando quadros. Sim, está pintando , antes disso, a casca simplesmente recebia pulsos analógicos de diferentes frequências,
• retoque das áreas cegas da retina - sem isso, veríamos constantemente dois pontos cinza-escuros do tamanho de uma maçã à nossa frente,
• muito photoshop,
• e, finalmente, a conclusão da imagem final - o que você chama de visão - é um fenômeno da visão.
  

Então, por que você pergunta, não vemos pixels individuais? A imagem deve estar completamente miserável, como em um console antigo!

Essa é a essência da fenomenologia da visão - você tem UM sistema visual. Você não pode olhar sua foto de lado.

Se uma pessoa possuísse dois sistemas visuais e, se desejado, pudesse mudar do sistema 1 para o sistema 2 e avaliar como o primeiro sistema funciona, então sim, a situação seria triste :)

Mas, tendo um sistema visual, VOCÊ é a imagem que vê!



O próprio córtex visual está ciente do processo de visão. Releia isso várias vezes.
Com um trauma no córtex visual primário, uma pessoa não entende que é cego - isso é chamado anosognosia , ou seja, ele não vê a imagem, mas normalmente pode andar pelo corredor com obstáculos (o primeiro link da lista).

Concluindo isso, espero, um artigo curto e compreensível, quero lembrá-lo de que todos temos uma foto de ~ 1 megapixel ... viva com isso :)

Referências:
David Hubel - Olho, Cérebro, Visão
Stephen Palmer - dos fótons à fenomenologia
Baars B., Gage N. - "O Cérebro, Cognição, Mente"
John Nicholls, A. Martin, B. Wallas, P. Fuchs - “Do neurônio ao cérebro”
Michael Gazzaniga - "Quem está no comando?"

Referências:

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: recebeu um número notável de comentários / perguntas sobre percepção de cores. Se este tópico for interessante - escreva a tag # percepção da cor - estarei envolvido na criação do artigo.