人的眼睛有5.76億像素?當你看完這篇文章就可以判斷是否正確了?

2020-12-06 失落代號

當智慧型手機興起的時候,「你的手機攝像頭像素多少?」就成了人們經常相互詢問的口語了。從最初的幾萬像素,到現在的幾千萬像素,在普通人手裡,現在手機基本已經取代相機了(專業相機除外)。

幾十億像素照片一

目前人類最高的照片像素達到了驚人的數字,幾千億像素級別!當然,這不是一張照片拍出來的,而是多張圖片組合出來的。遠處指甲這麼大的一個模糊小房子,經過數次放大,最後竟然能看到窗戶裡面的人臉,果然是「很黃很暴力」的黑科技。

看到科技帶來這麼震撼的結果,很多人可能會問,我們人類的眼睛有多少像素呢?有人說幾千萬,也有人說5~6億的像素,到底哪個才是真實的呢?

心靈窗戶——眼睛

所謂的像素,是指構成圖像最小的點。不同設備,不同相片的像素大小是不一樣的。同一個尺寸面積上,像素數量越多,那麼像素點面積就越小,圖片就越清晰。像素並不是自然中實際存在的物理量,沒有實際固定物理尺寸,只是一個電子化(數位化)後的解析度。如1024×768解析度,就是表示一行擁有1024個像素點,一列擁有768個像素點的顯示面積。這個面積上的圖片大概由80萬個像素點組成,因此也被稱為80萬像素。

一幅畫

數位相機的每個像素點,均是來源於相機感光元件的感光單元CMOS(光敏元件)對於光線的成像結果,這是原始的感光成像像素。當然,現在很多相機採用一些成像程序,可以通過臨近法插值、線性插值等運算方法增加像素數量。但是這些增加的像素質量與原始像素無法相比,而且也無法創造出原始像素所不包含的信息,否則就可能導致失真、變形。

我們知道了像素的含義,也就知道了像素實際相當於一個數位化的信號,而我們眼睛卻是真實的物理模擬量,是連續不可分割為的量。從嚴格意義上來說,眼睛並沒有像素的概念,像素是數位化上的定義。但是人類總是好奇的,非要將人類眼睛像素化,那也是可以通過間接手段等價的。

相機

目前比較公認的等價測試過程如下:在正常光亮的背景下,通過測出人眼能夠分辨的、距離最小的平行線段中,兩根線段與瞳孔正中所形成的夾角,再根據相應計算公式:像素=(視野角度÷最小解析度)^2就可以算出大概的像素數量。根據測試結果顯示,人類眼睛極限解析度是能夠分辨 0.59 角分的線對,由於因為一個明暗相間的線對至少需要兩個像素,也就是說人眼能識別的最小像素約為0.3角分。人眼的中心視野(比較清晰的範圍)大概為120°(也就是7200角分),所以套入公式計算的結果為:(120×60/0.3)^2=5.76億像素。

眼睛視覺

上面便是網絡上所說人眼像素5.76億的計算方法,但是這個說法並不令所有人信服。一是人眼睛解析度是中心高,兩邊低,並非均勻分布的;二是人眼睛的視野是個大概值,也非正方形視野,因此上面的計算的結果偏大,如果嚴格計算,或許只有幾百萬的像素。另外,每個人的眼睛解析度和視野寬度都是不一樣的,有些還相差甚大,普通人的眼睛像素應該比5.76億要低不少。

還有一種說法是人視網膜上感光細胞約1.2億個(錐狀細胞和棒狀細胞),如果相當於相機上的光敏元件的話,那麼人眼的「像素」最大也就是1.2億。相比感光細胞數量,人眼神經連接到大腦的數量就更少了,從「物理」的角度上看,人眼的像素水平會更低。不過人類有大腦這個超級神器,可以自己加工及創作出很多視覺效果。我們平時看到一些文件或者圖片,經過壓縮後,文件容量小了很多。而大腦也正是這個原理的逆過程,不過它比文件壓縮軟體或者我們常用的圖像處理軟體的算法要高級很多,處理的畫面完美融洽得讓人分辨不了真假。

集中看鼻子20秒,然後看白色背景

有興趣的朋友可以專注盯著上面圖片人物鼻子處,大概20秒,然後看白色背景,是不是看到心動的美女?是你眼睛看圖片看到的,還是大腦腦補的?細思極恐。

由此可見,我們所見到的,並非事物的真實面貌。古人誠不欺我,眼睛和大腦,經常會欺騙我們自己。不過這也並非是壞事,正是宇宙萬事萬物的複雜性,以及我們生命的神奇性,才有了這個奇妙的世界,如此的多姿多彩。

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