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把人眼和照相机或监视器比较是不合适的。像素是图像的最小单位。在相机上,它指的是负片上的单个敏感粒子或敏感设备上的单个敏感单元。在显示器上,它是指可以显示的最小染色点。对于相机或显示器来说,像素是固定大小的,它们平铺在一个平面上,每个角落的像素之间没有太大差别。
人眼不是。人眼中的敏感细胞分布在球体上。视场中心区域对细节和视场边缘的识别能力有很大不同。此外,在千百万年的进化过程中,人眼与大脑的协同工作早已使大脑适应视觉的制造和补偿,人眼的像素数量问题也变得扑朔迷离。如果是相机,我们只能估计古代补脾肾的中药方剂人眼能产生多少像素。这包括人眼能分辨的最小单位。
早在1894年,德国医生亚瑟·西尔就在一本书中对这个问题提出了更为准确的答案。人类视觉有几个有趣的特点:在不同的光线强度下,人眼的分辨率会更低,当目标移动时,分辨率也会更低,即使视觉目标的颜色不同,分辨率也会不同。因此,康尼西博士采用了一种标准化的实验方法:在光强大于每平方厘米1/10π烛光的情况下,测试两条线与瞳孔中间的夹角——换句话说,在标准化的照明条件下,在平行线中,人可以分辨,距离最小。结果是0.59。也就是说,人类视网膜能够识别的最小像素应该是0.3,因为如果人类要区分两个线段,至少需要两个像素。
如果要取人眼像素的数目,只能取人眼中的锥细胞和棒状细胞的数目,但这并不十分准确,因为不是一个细胞可以代表一个像素。
普通人的视网膜有500万个锥体细胞。这些锥形细胞用来感受视觉的颜色,可以想象为相当于500万像素。然而,眼睛中有1亿个杆状细胞,用来感受单色对比度和明暗,对眼睛所显示的图像的清晰度起着重要作用。即使你认为眼睛像素是1.05亿,你仍然低估了它们,因为它毕竟不是相机。
那么,一个人的眼睛有多少像素?答案是:人类有5.76亿只眼睛,但数据并不十分准确。至于稍微夸张的5.76亿像素值,计算过程是这样的。
首先了解人眼分辨率的概念。目前,人们普遍认为人眼的最终分辨率是能够分辨0.59个角点的线对,也就是说,人眼能够分辨开角为0.59个角点的明暗线对(另一种说法是,1个角点是正常分辨率)。因为一对明暗线至少需要两个像素,人眼上的一个像素相当于0.3角分(1度=60角分=3600角秒)。
事实上,这个数据可以更高,因为人们的视角不仅是120度,而且眼睛的组合也可以接近180度。(剩下的光也算…)
还有一种说法是,肉眼有一个“视觉中心”。只有眼中心有10度左右的范围,也就是黄斑部,周围的分辨率会大大降低。然而,很难说它是准确的,因为人眼毕竟可以旋转,而且模糊部分也有“像素”。
加上一个人的眼睛有多少像素:黄斑中心凹附近只有一个分辨率(1.0视觉)。离开中心凹后,视力下降到0.1。一只眼睛的视野水平方向约为150度,只有中间10度的分辨率为1点,其他140度的分辨率仅为10点。另外,0.59点应该是指线的分辨率,可以认为是一组视觉细胞协同计算的结果。两点的分辨率应按一分钟计算。
那么一个人的眼睛有多少像素?结果只有100万个,远远少于5.76亿个,甚至小于1.2亿个细胞的总数。
人们的两只眼睛继续抓住周围的场景,希望得到比视野更大的视觉区域,然后把这些区域放在大脑中,就像拼接照片一样,得到全景图。在光线好的情况下,只要两条细线之间的距离不小于0.6弧度(0.01度),我们的眼睛就能分辨出来。也就是说,等效的像素大小是0.3弧度。保守估计,眼睛的水平视角为120度,垂直视角为60度,相当于5.76亿像素的图像数据。
普通人的视网膜有500万个锥形细胞,用来感受视觉的颜色。我们可以想象人眼相当于500万像素。
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