人的眼睛有多少像素?

将人眼与相机或显示器进行比较,多少显得有些不太恰当。像素被视为构成图像的基本单位,对于相机而言,它代表的是底片上单独的感光颗粒或感光器件上的每一个感光单元,而在显示器中,则指的是可以显示的小染色点。无论是相机还是显示器,像素的大小都是固定的,并且均匀分布在一个平面上,每一个角落的像素之间并没有显著的差异。
然而,人类的视觉系统并非如此简单。人眼内部的感光细胞在球面上分布,视野中心区域对于细节的识别能力与视野边缘存在显著差异。此外,经过数百万年的进化,人眼与大脑之间的协同作用使得大脑早已适应了对视觉信息进行修正和补偿,这使得人眼的像素数量问题变得更加复杂。我们只能进行估算,试图理解如果将人眼比作一台相机,它所能生成的图像像素数量究竟有多少。这就涉及到人眼能够辨识的小单位的相关问题。
关于这一问题,早在1894年,德国医学医生阿瑟·康尼锡在其著作中给出了相对准确性高的解答。人类的视觉系统具有几个引人注目的特性:在不同的光照强度下,人的视力分辨率会有所下降;当目标发生运动时,分辨率同样会降低;甚至在视觉目标的颜色不同的情况下,分辨率也会受到影响。因此,康尼锡医生采用了一种标准化的实验方法:在光强度超过每平方厘米1/10π烛光的条件下——也就是说,在一种标准化的照明环境中,测试人类能够辨别的小平行线段之间的夹角。测得的结果为0.59角分。这意味着,人眼的视膜能够识别的小像素为0.3角分,因为要使两根线段被人类辨别,至少需要两个像素的存在。
如果硬要把人眼像素数取值的话,只能取人眼中视锥细胞和视杆细胞数了,不过这又不太准确性高,因为并不是一个细胞就能代表一个像素点的。
一般情况下,人的视膜中包含约500万个锥形细胞,这些细胞负责感知视觉中的色彩,可以将人眼视作一台拥有500万像素的相机。然而,视膜内还存在大约1亿个棒状细胞,它们主要用于感知单色对比度和明暗变化,在视觉画面的清晰度上起着至关重要的作用。此外,即便将眼睛的像素视为1.05亿,依然无法齐全反映其复杂性,因为人眼的工作原理与相机截然不同。
那么,人的眼睛有多少像素?有回答是:人眼有5.76亿像,但这个数据不是很准确性高。关于5.76亿这个略显夸张的像素值,计算过程是这样的。
首先,我们来探讨一下人眼分辨率这一概念。目前普遍认为,人眼的高分辨率能够识别0.59角分的线对,也就是说人眼能够分辨出张角为0.59角分的明暗交替的线条(另一种解释是,1角分代表正常视力的分辨率)。由于一个明暗交替的线对至少需要两个像素,因此换算后可以得出,人眼中的一个像素大约相当于0.3个角分(1度=60角分=3600角秒)。
然后再结合人眼视角数据,就可以计算像素值了。假设人眼视角中间的120度具有高的分辨率,那么人眼就相当于一个(120×60/0.3)^2=5.76亿像素的相机。

其实这个数据可以更高,因为人的视角并不止120度,双眼结合的话大概能接近180度。(余光也算……)
也有说法认为肉眼有“视觉中心”一说,只有眼睛中央10度左右的范围清晰,也就是视黄斑部分,到了周围的分辨率就会大大下降,不过这个说法很难说是准确性高的,因为人眼毕竟是能转的,而且模糊部分按理说也是有“像素”。
关于人眼像素的补充说明:仅在黄斑中心凹附近的区域,视力才达到1分的分辨率(1.0视力),而一旦远离中心凹,视力便会降至0.1。单眼的水平视野大约为150度,只有中心的10度区域具备1分的分辨率,其余140度的区域则仅具备10分的分辨率。此外,0.59分可能是指线分辨率,可以视为一组视细胞共同计算的结果。两点分辨率仍应按照1分进行计算。
那么这样算的话人的眼睛有多少像素?结果就只有大规模了,远低于5.76亿,甚至比细胞总数1.2亿还要小不少。

人类的双眼不断地捕捉周围的环境,希望能够获取比视野更广阔的可视范围,并将这些区域在大脑中整合,仿佛在拼接一幅幅照片,从而形成一幅全景图。在光线充足的条件下,只要两条细线之间的间距超过0.6弧度(0.01度),我们的眼睛就能够将它们区分开来。换句话说,等效的像素尺寸为0.3弧度。根据保守估计,眼睛的水平可视角度大约为120度,垂直可视角度为60度,换算得出大约相当于5.76亿像素的图像信息。

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