Для определения этого предела исследователи из Кембриджского университета и Meta Reality Labs провели эксперимент, в ходе которого измерялась способность участников различать определённые детали на цветных и монохромных изображениях. Тестирование проводилось при различных условиях: при прямом взгляде на экран и периферическом зрении, а также на разном расстоянии от дисплея.
Было установлено, что конкретный предел разрешения зависит от ряда факторов, таких как размер экрана, расстояние до зрителя и уровень освещённости в помещении. Однако для среднестатистической гостиной в Великобритании, где диван находится на расстоянии около 2,5 метров от телевизора, 44-дюймовые модели 4K и 8K не дают никаких видимых преимуществ по сравнению с телевизорами QHD аналогичного размера.
Авторы работы подчеркнули, что в условиях, когда инженерные усилия направлены на повышение разрешения дисплеев для мобильных устройств, систем виртуальной и дополненной реальности, критически важно определить тот максимум, за которым улучшения становятся незаметными. Они отметили, что до сих пор не существовало исследований, которые бы напрямую измеряли, что именно способен увидеть человеческий глаз и каковы пределы его восприятия.
Соавтор исследования, профессор Рафал Мантюк, добавил, что увеличение количества пикселей делает дисплей менее эффективным, более дорогим и требовательным к вычислительной мощности. Поэтому учёные стремились определить точку, в которой дальнейшее повышение разрешения теряет практический смысл.
В ходе эксперимента вместо стандартных характеристик экрана исследователи измеряли показатель «пикселей на градус» (PPD), который определяет, сколько отдельных пикселей помещается в одном градусе поля зрения человека. Этот подход позволяет ответить на более практичный вопрос: «Как этот экран выглядит с того места, где я сижу?», а не просто констатировать высокое техническое разрешение.
Опрошенные специалисты отметили, что широко принятый стандарт остроты зрения 20/20, основанный на таблице Снеллена, разработанной в XIX веке, предполагает, что человеческий глаз способен различать детали с плотностью 60 PPD. Однако, как выяснилось, это измерение никогда ранее не проверялось на современных дисплеях.
Результаты показали, что предел разрешения глаза на самом деле выше, но при этом существуют значительные различия между восприятием цвета и чёрно-белых изображений. Для монохромных изображений в центре поля зрения средний показатель составил 94 PPD. Для красно-зелёных паттернов этот показатель был равен 89 PPD, а для жёлто-фиолетовых — всего 53 PPD.
Профессор Мантюк пояснил, что мозг человека не обладает достаточной способностью к точному восприятию цветовых деталей, что и объясняет столь значительное снижение разрешения для цветных изображений, особенно в периферийном зрении. По его словам, наши глаза, по сути, являются не самыми совершенными сенсорами, а мозг обрабатывает поступающие данные, формируя то, что, по его мнению, мы должны видеть.
На основе полученных данных исследователи создали математическую модель, позволяющую рассчитать, как предел разрешения варьируется среди населения. Это поможет производителям создавать дисплеи, оптимальные для подавляющего большинства пользователей. Для практического применения результатов был разработан бесплатный онлайн-калькулятор, с помощью которого любой желающий может проверить свой экран или принять взвешенное решение при его покупке.
Как отметил соавтор работы, доктор Алекс Чапро из Meta Reality Labs, эти результаты задают новую высшую планку для развития дисплеев, что имеет важные последствия для будущих технологий формирования изображения, рендеринга и кодирования видео.
Примечательно, что выводы британских учёных согласуются с более ранними исследованиями, проведёнными такими авторитетными организациями, как BBC, NHK, EBU и ITU, в ходе перехода мирового телевещания на стандарты высокой чёткости.
Ранее «Телеспутник» сообщал, что телевидение является главным досугом среднестатистического россиянина.
