Сколько «мегапикселей» может видеть человеческий глаз?
Сколько «пикселей» фиксирует человеческий глаз, на самом деле не отвечает на этот вопрос. Это приравнивается, например, к тому моменту, когда изображение, сделанное вами с помощью камеры, будет взорвано, чтобы быть достаточно большим, чтобы поглотить все поле зрения зрителя. При таком размере оригинальная фотография должна была бы быть приблизительно 576 Mp.
Детализация изображения обычно измеряется в DPI (точек на дюйм), и даже в этом случае размер и расстояние от зрителя должны быть фиксированными, чтобы определить, насколько плотными должны быть точки, чтобы человеческий глаз больше не был могу сказать, что они точки.
Высококачественная печать, сделанная для среднего расстояния считывания (18-24 дюйма), составляет порядка 5-10K DPI. Для 1-дюймового квадратного изображения (@ 10K), которое составляет 100 Мп прямо здесь … для 1×1-дюймового изображения.
Проблема в том, что, хотя общей сцене может потребоваться только 576 Мп, когда глаз фактически фокусируется на определенной области, вся его острота проявляется в этой области. Таким образом, изображение 1×1 дюйма должно быть гораздо более высокой плотности, чтобы «обмануть» глаз.
Чтобы сделать изображение достаточно большим и в то же время достаточно подробным, чтобы сфокусироваться на нем, ну, в общем, количество мегапикселей огромно. Вот почему вы видите очки используются. Экран намного ближе к глазу, что делает изображение более плотным и при этом выглядит большим.
Скажем, у вас есть камера 5 Мп. Это примерно 2200 х 2200 пикселей. Если датчик (CCD) составляет примерно 1 на x 1 дюйм, то есть … как вы уже догадались, 2200 точек на дюйм.
Теперь увеличьте изображение до 8 х 8 на фотографии, и оно будет только 275 DPI. Нигде рядом с разрешением 5000 точек на дюйм вам не нужно высокое качество печати. (однако, если вы посмотрите на это в 8 раз дальше …)
Честно говоря, 2K DPI подходит для стандартного отпечатка (расстояние чтения @), а при просмотре фотографии на небольшом экране (или распечатке) она выглядит гораздо более «реальной».
Чтобы получить разрешение 4×5 @ 5K DPI, вам понадобится 500 Мп. @ 2K тебе все равно понадобится 80 Мп. Грубо говоря, 24-мегапиксельная (CCD) камера соответствует 35-миллиметровому качеству пленки.
Конечно, есть много методов улучшения, которые вы можете использовать, чтобы «заполнить» недостающую плотность, когда у вас есть цифровое изображение.
Но если вам нужны большие фотографии, старый фильм о моде может быть сделан в гораздо больших размерах, чем ПЗС (например, фильм 8×10 дюймов: http://answers.yahoo.com/question ) / index? Qid = 20061123192628AANDiGx)
Разрешающая способность глаза: понятие, формула, норма
Глаз человека является оптическим прибором, который обладает повышенной чувствительностью к перепадам освещения. Важной характеристикой оптического прибора человека является разрешающая способность глаза. Точки воспринимаются по-разному при попадании на чувствительные рецепторы.
Что такое разрешающая способность глаза
Человеческий глаз — орган сложный по строению. Глазное яблоко имеет форму шара с длиной 24–25 мм и содержит светопреломляющий и световоспринимающий аппарат.
Разрешающей способностью глаза человека считается расстояние между двумя объектами или линиями, видимыми раздельно. Оценить разрешение можно в минутах или миллиметрах, чаще всего выявляют число линий, видимых раздельно в интервале 1 мм. Причиной изменения разрешения глаза становятся анатомические размеры рецепторов и их связи.
Разрешение глаза человека зависит от факторов:
- Нервные перерабатывают сигнал, поступивший на сетчатку глаза.
- Оптические — неровности роговицы, нарушение фокусировки, дифракция на радужке, рассеивание света и нарушения глаза.
Контрастность объектов оказывает влияние на разрешение. Отличие можно заметить при дневном и ночном освещении. Днем влияние дифракции увеличивается за счет сужения зрачка, а отклонение роговицы от правильной формы не влияет на изображение. Ночью зрачок расширяется и становится частью периферийной зоны роговицы. Качество зрения снижается при нарушении роговицы, что происходит из-за рассеивания света на фоточувствительных зонах глаза.
Определение разрешающей способности
Для выявления формулы разрешающей способности глаза следует понимать, что разрешающая способность — это показатель, обратный самому маленькому углу между направлениями на 2 точки, при котором получаются разные изображения.
Дифракция света на входном зрачке выглядит, как светлый круг в центре. Первый дифракционный минимум находится под определенным углом от центра. Для определения разрешающей способности глаза необходимо знать диаметр зрачка и длину световой волны. Диаметр зрачка во много раз превышает длину волны.
Более 84% линии света, проходящего через зрачок, попадает в кружок Эйри. Максимальный показатель составит 1,74%, остальные максимумы показывают доли от первого. Таким образом, дифракционную картину считают состоящей из центрального светлого пятна с угловым радиусом. Это пятно проецирует изображение на сетчатку. Так формируется дифракция.
Угол зрения
Установлено, что влияние угла зрения на разрешающую способность глаза велико. В пространстве находятся 2 точки, которые проходят преломляющую среду глаза и соединяются на сетчатке. Лучи после преломления образуют угол, который называется углом зрения.
Величина угла зрения будет зависеть от величины предмета и его расстояния до глаза. Один и тот же предмет, но на разном расстоянии, будет отображаться под разным углом. Чем предмет ближе, тем больше будет угол преломления. Этим объясняется, что чем ближе предмет, тем человек детальнее его может рассмотреть. При этом известно, что человеческий глаз различает 2 точки в том случае, если они отображаются под углом не менее, чем 1 мин. Световой луч должен упасть таким образом на 2 ближайших нервных рецептора, чтобы между ними остался хотя бы один нервный элемент. Поэтому нормальное зрение зависит от разрешающей способности глаза. После преломления угол зрения остается равен 1 мин.
Рефракция
Одной из характеристик органа зрения считается рефракция глаза, от которой зависит острота и отчетливость получаемого изображения. Ось глаза, стороны хрусталика и роговицы влияют на рефракцию. От этих параметров будет зависеть, сходятся лучи на сетчатке или нет. В медицинской практике измеряют рефракцию физически и клинически.
Физический способ производит расчет от хрусталика до роговицы, не учитывая особенности глаза. В этом случае не учитывается, чем характеризуется разрешающая способность глаза, а рефракция измеряется в диоптриях. Диоптрия соответствует расстоянию, через которое преломляемые лучи сходятся в одной точке.
За среднюю величину рефракции глаза берут показатель в 60 диоптрий. Но расчет не эффективен для определения остроты зрения. Несмотря на достаточную силу преломления, человек может не видеть четкого изображения из-за особенностей строения глаза.
Если оно нарушено, то лучи могут не попадать на сетчатку при оптимальном фокусном расстоянии. В медицине используют расчет взаимосвязи рефракции глаза и расположение сетчатки.
Разновидности рефракции
В зависимости от того, где находится главный фокус, спереди или сзади сетчатки глаза, различают следующие виды рефракции: эмметропию и аметропию.
Эмметропия — нормальная рефракция глаза. Преломленные лучи сходятся в сетчатке. Без напряжения человек видит предметы, удаленные на расстоянии нескольких метров. Только 40% людей не имеют зрительных патологий. Изменения происходят после 40 лет. При нормальной рефракции глаза, человек может читать без усталости, что происходит благодаря фокусу на сетчатке.
При несоразмерной рефракции — аметропии, главный фокус не совпадает с сетчаткой, а находится спереди или сзади. Так различают дальнозоркость или близорукость. У близорукого человека самая дальняя точка располагается рядом, причина неправильного преломления скрывается в увеличении глазного яблока. Поэтому такие люди плохо видят предметы, расположенные вдалеке.
Дальнозоркость наступает при слабой рефракции. Параллельные лучи сходятся за сетчаткой, а изображение человеку видится размытым. Глазное яблоко имеет сплющенную форму и четко отображает дальние предметы. Заболевание чаще всего развивается после 40 лет, хрусталик теряет эластичность и не может изменить кривизну.
Цветовая чувствительность глаза
Человеческий глаз обладает чувствительностью к разным участкам спектра. Относительная световая эффективность в спектральном круге равна отношению чувствительности глаза к свету с длиной волны 555 нм.
Глаз видит только 40% солнечного излучения. Человеческий глаз имеет высокую адаптацию. Чем ярче свет, тем меньше становится зрачок. Оптимальным для высокой чувствительности становится зрачок диаметром 2–3 мм.
Днем глаз имеет большую чувствительность к желтой части спектра, а ночью — к сине-зеленой. По этой причине вечернее зрение становится хуже, и снижается восприимчивость цветов.
Недостаток оптической системы глаза
Глаз, как оптический прибор, не лишен недостатков. Наименьшее линейное расстояние между двумя точками, при котором сливаются изображения, называется линейным периодом разрешающей способности глаза. Нарушение строения хрусталика и роговицы приводит к развитию астигматизма.
Оптическая сила в вертикальной плоскости не равняется силе в горизонтальной. Как правило, одна немного больше второй. При этом глаз по вертикали может быть близоруким, а по горизонтали — дальнозорким. Если разница в этих линиях составляет 0,5 дптр или меньше, то ее не корректируют очками и относят к физиологической. При большем отклонении назначают лечение.
Нецентрированность оптической системы глаза
Разрешающая способность глаза зависит от строения оптической системы органа зрения. За оптическую ось принимают прямую, проходящую через центр. Зрительная ось — прямая, которая проходит между узловой точкой глаза и фовеолой.
При этом, центральная ямка не находится на прямой, а располагается внизу, ближе к височной части. Оптическая ось пересекает сетчатку, не задевая центральную ямку и диск зрительного нерва. Нормальный глаз создает угол между оптической и зрительной осями от 4 до 8о. Угол становится больше при дальнозоркости, при близорукости меньше или отрицательным.
Центр роговицы редко совпадает с оптическим центром, соответственно, система глаза считается нецентрированной. Любое отклонение мешает лучам сходиться на сетчатке и снижает разрешающую способность глаза. Разброс нарушений глаза велик и у каждого человека может отличаться.
Определение разрешающей способности глаза
Оборудование: игла, миллиметровая бумага, белая бумага, рулетка, штангенциркуль.
Теория. Глаз человека – это оптическая система. Как оптический прибор глаз обладает большой чувствительностью, особенно к перепаду освещенности контрастности. Одной из главных характеристик глаза, как оптического прибора, является разрешающая способность. Разрешающей способностью глаза или оптического прибора называется величина обратная минимальному углу между направлениями на две точки, при котором получаются их раздельные изображения. Она определяется дифракцией света на входном зрачке глаза или объективе оптического прибора.
Разрешающая способность глаза как оптической системы зависит от диаметра зрачка. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции света на отверстии.
Для проведения исследования необходимо подготовить объект наблюдения – непрозрачный экран в виде полосы миллиметровой бумаги, в которой следует проколоть иглой ряд отверстий диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм, и лист бумаги с двумя чёрными точками, расположенными на расстоянии 1 мм одна от другой. Выполнять работу удобнее вдвоём. Один наблюдает через отверстие в экране чёрные точки, а второй измеряет максимальное расстояние от глаза наблюдателя до этого листа, при котором через данное отверстие две точки ещё видны раздельно.
Ход работы
1. Установим
перед правым глазом экран из миллиметровой
бумаги и наблюдаем через отверстие
диаметром 0,3 мм в экране две точки на
листе бумаги, находящиеся на расстоянии
2. Такие же наблюдения выполним с отверстиями диаметром 0,5; 1; 1,5; 2 мм.
3. Вычислим минимальное угловое расстояние между точками (разрешающую способность) при наблюдении через отверстия диаметром 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2 мм по формуле = l/R (рад).
4. Результаты занесем в таблицу
Диаметр отверстия, мм | Расстояние
между точками | Расстояние R до точек, мм (14 лет) | min угол в рад (14 лет) | minугл. Мин (14 лет) | Разрешающая способность 1/ |
0,3 | 1 | 690 | 0.00154 | 5.29 | 0.18 |
0,5 | 1 | 1050 | 0.00095 | 3.27 | 0.31 |
1 | 1 | 1250 | 0.0008 | 2.75 | 0.36 |
1,5 | 1 | 1700 | 0.00058 | 2.02 | 0.5 |
2 | 1 | 2050 | 0.0005 | 1.72 | 0.58 |
Диаметр отверстия, мм | Расстояние между точками l, мм | Расстояние R до точек, мм (37 лет) | min угол в рад (37 лет) | minугл. Мин (37 лет) | Разрешающая способность |
0,3 | 1 | 850 | 0.00118 | 4.06 | 0.25 |
0,5 | 1 | 1250 | 0.0008 | 2.75 | 0.36 |
1 | 1 | 1510 | 0.00066 | 2.27 | 0.44 |
1,5 | 1 | 1800 | 0.00056 | 1.93 | 0.52 |
2 | 1 | 2100 | 0.00048 | 1.65 | 0.61 |
Разрешающая способность глаза (без дифракции на отверстии)
возраст | Расстояние между точками l, мм | Расстояние R до точек, мм | min угол в рад | minугл. Мин | Разрешающая способность 1/ |
14 | 1 | 3100 | 0,00032 | 1,1 | 0,9 |
37 | 1 | 3250 | 0,00030 | 1,05 | 0,95 |
Вывод: В ходе экспериментов было подтверждено, что разрешающая способность глаза зависит от диаметра зрачка и уменьшается вследствие дифракции света на отверстии . Также разрешающая способность зависит от освещения и физиологических особенностей.
3.5Исследование № 5
Определение спектральных границ чувствительности человеческого глаза
Оборудование: дифракционная решётка, источник света, линейка.
Теория. Если источник света поставить за непрозрачным экраном с узкой щелью так, чтобы нить накаливания была напротив этой щели, то при рассматривании щели через дифракционную решётку мы увидим две симметрично расположенные относительно щели сплошные разноцветные полосы – дифракционные спектры. Они возникают вследствие дифракции света на щели. Для определения границ спектральной чувствительности глаза необходимо определить длину волны красного света на одном краю наблюдаемого спектра и длину волны фиолетового света на другом краю спектра.
Положение дифракционного максимума 1-го порядка для дифракционной решётки периодом d определяется условием:
где – длина световой волны, – угол, под которым наблюдается положение максимума.
Ход работы
1. Установим экран на расстоянии R = 50 см от дифракционной решётки. Добьемся наилучших условий видимости спектра.
2. Произведем отсчёт расстояний l красного и фиолетового краёв спектра от центра щели справа и слева, найдем их среднее значение.
3. По измеренному расстоянию l от центра щели в экране до положения красного края и положения фиолетового края спектров и расстоянию R от дифракционной решётки до экрана вычислите sin , под которым наблюдается соответствующая полоса спектра. [Так как угол мал, считайте, что = tg. ] По известному значению постоянной решётки d и найденному значению sin вычислим длину волны, соответствующую красной и фиолетовой границам воспринимаемого глазом спектра.
=d*L/R
Цвет | l, мм | R, мм | , мм | ,нм | |
Красный | 1/100 | 35 | 500 | 0,0007 | 700 |
Фиолетовый | 1/100 | 25 | 500 | 0,0005 | 500 |
4. Вывод :В ходе работы была вычислена граница чувствительности человеческого глаза. Она практически совпадает с видимым диапазоном по шкале электромагнитных излучений.
Исследование № 6
Как правильно рассматривать фотографии?
По устройству своему фотографическая камера – большой глаз. Фотоаппарат закрепляет на фотоплёнке, фотопластинке перспективный вид, который представился бы одному нашему глазу, помещённому на месте объектива. Отсюда следует, что если мы желаем получить от снимка такое же зрительное впечатление, как и от самой натуры, то должны рассматривать снимок только одним глазом и держать снимок на определённом расстоянии от глаза.
Для получения полного впечатления надо рассматривать снимок под тем же углом зрения, под каким объектив аппарата «видел» изображение, снимаемые предметы. Отсюда следует, что снимок надо приблизить к глазу на расстояние, которое во столько же раз меньше расстояния от предмета до объектива, во сколько раз изображение предмета меньше натуральной величины. Другими словами, надо держать снимок от глаза на расстоянии, которое приблизительно равно фокусному расстоянию объектива. Большинство любительских фотоаппаратов имеют фокусное расстояние 12–15 см. Таким образом, держа фотографию на расстоянии 12–15 см от глаза, вы увидите перед собой не плоскую, а рельефную картину, в которой передний план отделяется от заднего, почти как в стереоскопе.
3.6 Оптические иллюзии
Оптические иллюзии во все времена вызывали неподдельный интерес своей необычностью, а иллюзии в картинках притягивали, манили и очаровывали своей необычностью и оригинальностью. С появлением и развитием компьютерных технологий в современной жизни, оптический обман зрения нашел свое отражение в оригинальных картинках, основанных на иллюзии восприятия. Оптические иллюзии проявились в рекламе, в архитектуре и в интерьере. Оптическая иллюзия — впечатление о видимом предмете или явлении , несоответствующее действительности. Некоторые зрительные обманы давно уже имеют научное объяснение, другие до сих пор не объяснены. Почему же возникают оптические обманы? Зрительный аппарат человека — сложная система, обладающая определенными возможностями. С Оптическим иллюзиями мы часто встречаемся в повседневной жизни. Во-первых ,это естественные оптические иллюзии, о которых вы читали — миражи. Часто возникают световые обманы относительно цвета солнца на восходе и закате или иллюзии величины небесных светил у горизонта. Многие иллюзии объясняются строением глаза человека и его ограниченными возможностями. Так много дорожных аварий происходит в сумерках на перекрестках, где висят светофоры, когда перестраивается работа зрительного аппарата, или ночью, когда водители принимают свет светофора за свет обычного фонаря. Подобрав правильный рисунок на обоях, мы можем зрительно расширить небольшую комнату. Выбрав нужную расцветку ткани, можно скрыть недостатки своей фигуры. Хотя зрительная иллюзия -это не всегда игра света и тени или естественное восприятие данного объекта. Существует много специально выдуманных оптических головоломок, создающих потрясающие эффекты!
Иллюзия Перельмана Буквы на самом деле параллельны друг другу
Еще одни параллельные прямые
Иллюзия Поггендорфа (Poggendorf, 1860)
На одной прямой лежат линии BC, а не AC, как кажется.
Иллюзия с витыми веревками (James Frazer, 1908). Это прямые или нет?
Это параллельные прямые.
Статьи
Лабораторные микроскопы Микромед 1, Микромед 2 и Микромед 3 – изменения 2021 года
В 2021 году мы внесли изменения в модельный ряд лабораторных микроскопов Микромед. Что изменилось и зачем
Инвертированный биологический микроскоп для детей
Инвертированный биологический микроскоп Эврика 40х-320х – что за чудо такое? Зачем он нужен? Чем отличается от обычных микроскопов?
Читать дальше →Как вырастить колонии бактерий в чашке Петри в домашних условиях
У Вас появился инвертированный биологический микроскоп Эврика 40х-320х! Вы изучили под ним воду из канавы, воду из вазы с букетом цветов… Вы посмотрели все, что можно…
Читать дальше →Геммологические и специализированные микроскопы для ювелиров
Геммологические и ювелирные микроскопы. Особенности и отличия. Методики исследования и цифровая обработка изображений. Об этом, в данной статье.
Читать дальше →Технология обработки изображения «Ultra-Fine Color Engine» в камерах ToupTek
В камерах ToupCam применяется технология обработки изображения под названием Ultra-Fine Color Engine. Более подробно о том как она работает, вы сможете узнать из данной статьи.
Читать дальше →Сколько же мегапикселей необходимо?
Довольно часто, пользователь, при выборе камеры для микроскопа или телескопа, за один из основных критериев берет количество мегапикселей. «Чем больше,тем лучше». Т…
Читать дальше →Технология А-pix® от компании Aptina
Технология А-pix®, от компании Aptina, применяемой в сенсорах камер ToupCam, после уже третьей итерации, позволяет достичь высочайшего качества изображения. Как? об эт…
Читать дальше →Как правильно читать номенклатурный код камер ToupTek?
Ориентирование по характеристикам и назначению камеры ToupTek, ознакомившись только с артикулом? Данная статья поможет вам с этим.
Читать дальше →ПЗС или КМОП матрица – “муки выбора”?
CCD или CMOS? Что это? Чем они отличаются? Как выбрать нужное оборудование? Об этом, и многом другом в этой статье.
Читать дальше →Цифровые камеры для микроскопии
Камеры применяются со всеми видами световых микроскопов. Посмотрите, как можно установить камеры в микроскопы с различной визуальной насадкой
Читать дальше →Внимание!!!! Чахотка!!!
Смертельно опасное заболевание рядом. Мы делаем первый шаг на пути борьбы с ним – светодиодный люминесцентный микроскоп Микромед 3 Альфа.
Читать дальше →Классификация световых микроскопов и области их применения
В статье дается краткий анализ типов микроскопов, их конструкций и различных областях применения. Затронуты темы стереоскопических и металлографических микроскопов….
Читать дальше →Объективы и окуляры для микроскопов
Объектив микроскопа — микрообъектив представляет собой сложную оптическую систему, образующую увеличенное изображение объекта, и является основной и наиболее ответственной…
Читать дальше →Размышления сисадмина об увеличении видеоокуляра
Очень часто клиенты задают вопрос: какое увеличение у вашего видеоокуляра?
Кратко ответить на этот вопрос, назвав конкретную цифру, к сожалению, нельзя. Чтобы понять,…
Микроскоп, как оптический прибор. Что это такое.
Микроскоп (от микро… и греческого skopeo — смотрю) – это оптический прибор для получения сильно увеличенного изображения изучаемого очень маленького объекта, невидимого…
Читать дальше →Немного теории оптики
Вы стали обладателем микроскопа, или только собираетесь его приобрести… Это может быть обычный ученический микроскоп Микромед С-12, а может и исследовательский Микромед…
Читать дальше →Исследовательская работа «ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЛАЗА» (текстовый документ)
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов № 10»
Исследовательская работа
«ОСОБЕННОСТИ И ВОЗМОЖНОСТИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЛАЗА»
Авторы: Имашева Айлина
Кизьякова Ксения
учащиеся 8 «Л» класса
Руководитель: Канцырева Л.М.
г. Нефтеюганск
2018 г.
Оглавление
Введение………………………………………………………………………….3-4
Основная часть…………………………………………………………………5-16
Особенности и возможности человеческого глаза……………………5-15
Строение и функции глаза……………………………………………….5-6
Слепое пятно…..…………………………………………………………….7
Как видят под водой?………………………………..……………………………7-8
Разрешающая способность глаза…………………………………………8-9
Распространённые заболевания глаза………………………………….9-11
Гетерохромия…………………………………………………………..11-13
Мифы о глазах………………………………………………………….13-14
Оптические иллюзии…………………………………………………..14-15
Практическая часть «Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаз» ……………………………………………………….16
Заключение………………………………………………………………………..17 Библиография……………………………………………………………………..18
Приложения……………………………………………………………………19-23
Введение
«Глаз — тот орган чувств, который приносит нам более всего удовлетворения, ибо позволяет постичь суть природы»
Аристотель
Сколько у человека чувств? Зрение, слух, вкус, обоняние, осязание, чувство равновесия — «внешние» чувства. Есть ещё и такие, что «слушают» организм изнутри. Мозг каждый миг получает разнообразную информацию о состоянии костей в суставах, напряжении мышц, натяжении сухожилий, о химическом составе крови, о степени наполнения желудка, кишечника, мочевого пузыря и т.д.
Античный философ Гераклит Эфесский заметил, что «глаза — более точные свидетели, чем уши». 90% всей информации люди получают через глаза. Долгое время считали, что глаза испускают особые лучи, и таким образом человек видит. Развеял этот миф знаменитый Абу Али ибн Сина. Великий врач первым пришёл к выводу, что человеческий глаз всего лишь улавливает отражённые предметами лучи солнца или осветительных устройств. А немецкий учёный Герман Гельмгольц установил, что глаз подобен фотоаппарату: изображение на сетчатке получается перевёрнутым и уменьшенным.
Актуальность: В нашем обществе растет беспокойство по поводу ухудшения здоровья человеческих глаз. Люди даже не подозревают об особенностях и возможностях своего зрения. Каждое живое существо на планете обладает уникальной парой глаз. Каждая из них – целая Вселенная.
Обоснование: мы выбрали эту тему для того, чтобы узнать о возможностях и особенностях человеческого глаза.
Цель: узнать больше об анатомии человеческого глаза.
Задачи:
Проанализировать и обобщить сведения, касающиеся темы данной работы в виде литературного обзора;
Изучить особенности анатомии глаза;
Рассмотреть основные функции и возможности зрительного анализатора;
Узнать причины возникновения распространенных заболеваний глаз;
Рассмотреть гетерохромию;
Развеять мифы о глазах;
Понять, как видят под водой;
Продемонстрировать оптические иллюзии.
Объект исследования: человеческое зрение.
Предмет исследования: человеческий глаз.
Гипотеза: наш глаз невероятный по сложности «прибор», который улавливает свет и передает в виде электрических сигналов в головной мозг, там сигналы преобразуются в изображение. Глаз действует как видеокамера, но вместо фотопленки – сетчатка. Можно предположить, что бинокулярное зрение – уникальный ароморфоз, доставшийся нам путем серии последовательных эволюционных преобразований.
Особенности и возможности человеческого глаза
Строение и функции глаза
Глаз (лат. oculus) – сенсорный орган (орган зрительной системы) животных, обладающий способностью воспринимать электромагнитное излучение в световом диапазоне длин волн и обеспечивающий функцию зрения. У человека через глаз поступает около 90 % информации из окружающего мира.
Строение глаза:
Слепое пятно нашего глаза
Место выхода из глаза зрительного нерва называется слепым пятном. Здесь нет ни палочек, ни колбочек, поэтому человек не видит этим местом. Почему же мы не замечаем отсутствующего куска картинки? Ответ прост. Мы смотрим двумя глазами, поэтому информацию для области слепого пятна мозг получает от второго глаза. Мозг в любом случае «достраивает» картинку так, что мы не видим дефектов.
Если вам скажут, что прямо перед вами в поле зрения есть участок, который вы совершенно не видите, вы этому, конечно, не поверите. Возможно ли, чтобы мы всю жизнь не замечали такого крупного недостатка своего зрения? Проведём простой опыт. Расположите на расстоянии 20 см от вашего правого глаза (закрыв левый) рисунок. Смотря на крестик слева, медленно приближайте рисунок к глазу, – непременно наступит момент, когда большое чёрное пятно исчезнет, а обе окружности справа и слева от него будут отчётливо видны.
Вы его не видите, хотя оно остаётся в пределах видимого участка. Этот опыт, впервые проведённый в 1668 г. знаменитым физиком Мариоттом, очень забавлял придворных Людовика XIV. Мариотт помещал двух вельмож на расстоянии 2 м друг против друга и просил их рассматривать одним глазом некоторую точку сбоку, – тогда каждому казалось, что у его визави нет головы. Как ни странно, но люди только в XVIII в. узнали, что на сетчатке глаза существует «слепое пятно». Это то место сетчатой оболочки, где зрительный нерв соединяется с глазным яблоком и ещё не разветвляется на чувствительные к свету элементы. Не думайте, что слепое пятно нашего поля зрения незначительно: когда мы смотрим на дом с расстояния 10 м, то из-за слепого пятна не видим площадь фасада 1 м2, а на небе остаётся невидимым участок площадью в 120 дисков Луны!
Как видят под водой?
Может ли человек нормально видеть под водой? Попробуем ответить на этот вопрос, используя данные о человеческом глазе:
Казалось бы, раз вода прозрачная, ничто не должно мешать видеть под водой так же хорошо, как и в воздухе. Вспомните, показатель преломления воды равен 1,34. И показатели преломления прозрачных сред человеческого глаза близки к этому значению. Только показатель преломления хрусталика всего на 0,1 больше, чем у воды. Поэтому под водой лучи фокусируются в глазу далеко позади сетчатки, на самой сетчатке изображение вырисовывается смутно. Только очень близорукие люди видят под водой более или менее нормально. Теперь понятно, почему у рыб хрусталик имеет чрезвычайно выпуклую форму: он шарообразен, да и показатель его преломления – самый большой у животных. При аккомодации хрусталик не изменяет форму, а перемещается внутрь глаза. Не будь этого, глаза были бы почти бесполезны для рыб, ведь они живут в сильно преломляющей среде.
Разрешающая способность глаза
Глаз человека – это оптическая система. Как оптический прибор глаз обладает большой чувствительностью, особенно к перепаду освещенности контрастности. Одной из главных характеристик глаза, как оптического прибора, является разрешающая способность. Разрешающей способностью глаза или оптического прибора называется величина обратная минимальному углу между направлениями на две точки, при котором получаются их раздельные изображения. Она определяется дифракцией света на входном зрачке глаза или объективе оптического прибора.
Разрешающая способность глаза как оптической системы зависит от диаметра зрачка. Если перед глазом расположен непрозрачный экран с отверстием, диаметр которого меньше диаметра зрачка, то разрешающая способность глаза уменьшается вследствие дифракции света на отверстии.
Распространенные заболевания глаза
Близорукость (также – миопия) (от греч. — «щурюсь» и «взгляд, зрение») – это дефект зрения, при котором изображение формируется не на сетчатке глаза, а перед ней. Является разновидностью аметропии. Наиболее распространённая причина – увеличенное в длину глазное яблоко, вследствие чего сетчатка располагается за фокальной плоскостью. Более редкий вариант – когда преломляющая система глаза фокусирует лучи сильнее, чем нужно. В любом из вариантов, при рассматривании удалённых предметов, на сетчатке возникает нечёткое, размытое изображение.
Человек вблизи видит хорошо, а вдали плохо, и для решения этой проблемы может пользоваться очками или контактными линзами с отрицательными значениями оптической силы.
Миопия является генетически обусловленным заболеванием, в результате которого форма глазного яблока вытягивается. Чаще всего развивается в подростковом возрасте.
Если вовремя не принять мер, то близорукость прогрессирует, что может привести к серьёзным необратимым изменениям в глазу и значительной потере зрения. И как следствие – к частичной или полной утрате трудоспособности.
Также близорукость может быть вызвана спазмом аккомодации, кератоконусом, смещением хрусталика при травме, склерозом хрусталика. К сопутствующим факторам также относятся ранние и интенсивные зрительные нагрузки на близком расстоянии, использование компьютеров и гаджетов; недостаточное физическое развитие; эндокринные изменения в организме в период полового созревания; недостаток кальция, гиповитаминоз; снижение иммунитета; неблагоприятная экология и неправильное питание; усиление катаболических процессов соединительной ткани.
В подавляющем большинстве случаев близорукость сопровождается увеличением передне-заднего размера глазного яблока. Данная проблема решается с помощью очков или контактных линз, ортокератологических линз или рефракционной хирургии.
Дальнозоркость (гиперметропия) – особенность рефракции глаза, состоящая в том, что изображения предметов в покое аккомодации фокусируются за сетчаткой. В молодом возрасте при не слишком высокой дальнозоркости с помощью напряжения аккомодации можно сфокусировать изображение на сетчатке.
Для получения отчётливого изображения на сетчатке приходится усилить рефракцию. Это аномалия зрения, которую имеют около четверти населения Земли. Существует ошибочное мнение, что дальнозоркие хорошо видят вдаль, однако это не всегда так. Часто дальнозоркие видят плохо и вблизи, и вдали. Однако люди, страдающие лишь возрастной дальнозоркостью, хорошо видят вдаль, так как у них нет аномалий рефракции и хрусталик всегда находится в расслабленном состоянии. Дальнозоркие люди часто испытывают головные боли при выполнении работы вблизи.
Одной из причин дальнозоркости может быть уменьшенный размер глазного яблока на передне-задней оси. Практически все младенцы – дальнозоркие. Но с возрастом у большинства этот дефект пропадает в связи с ростом глазного яблока.
Причина возрастной дальнозоркости — уменьшение способности хрусталика изменять кривизну. Этот процесс начинается в возрасте около 25 лет, но лишь к 40-50 годам приводит к снижению остроты зрения при чтении на обычном расстоянии от глаз. Примерно к 65 годам глаз уже практически полностью теряет способность к аккомодации.
Дальнозоркость может быть исправлена при помощи, как очков, так и контактных линз, чтобы изменить направление лучей света в глазу. Больные зачастую вынуждены носить очки или контактные линзы или всё время, или только для близи.
Дальтонизм, цветовая слепота, — наследственная, реже приобретённая, особенность зрения человека и приматов, выражающаяся в сниженной или полной неспособности различать цвета. Названа в честь Джона Дальтона, который впервые описал один из видов цветовой слепоты на основании собственных ощущений в 1794 году.
Джон Дальтон был протанопом, но не знал о своей цветовой слепоте до 26 лет. У него были три брата и сестра, и двое из братьев страдали цветослепотой на красный цвет. Дальтон подробно описал свой семейный дефект зрения в небольшой книге. Благодаря его публикации и появилось слово «дальтонизм», которое на долгие годы стало синонимом не только описанной им аномалии зрения в красной области спектра, но и любого нарушения цветового зрения.
У человека в центральной части сетчатки расположены цветочувствительные рецепторы – нервные клетки, которые называются колбочками. Каждый из трёх видов колбочек имеет свой тип цветочувствительного пигмента белкового происхождения. Один тип пигмента чувствителен к красному цвету с максимумом 570 нм, другой – к зелёном, третий – к синему.
Люди с нормальным цветным зрением имеют в колбочках все три пигмента в необходимом количестве. Их называют трихроматами.
Гетерохромия
Как известно, цвет глаз – это уникальная характеристика, которая определяется степенью пигментации радужной оболочки. Хроматофоры, содержащие известный пигмент меланин, а также порядок их распределения в переднем мезодермальном слое оболочки играют главную роль в формировании цвета глаз. В заднем слое радужной оболочки содержатся заполненные фусцином пигментные клетки, однако, независимо от цвета глаз, этот слой всегда затемнен. Исключением, пожалуй, являются разве что альбиносы с врожденным отсутствием пигмента. В генетике существуют три пигмента, составляющие основные цвета радужной оболочки: синий, коричневый и желтый. Соответственно, обусловленное количество определенного пигмента и формирует цвет глаз.
Гетерохромия (в переводе с греч. Heteros – другой, иной или различный; chroma – цвет, окрас). Иными словами, это состояние, для которого характерна аномальная пигментация радужной оболочки глаза. Как правило, у индивидуума наблюдается различный цвет глаз, являющийся следствием неодинаковой окраски радужных оболочек обоих глаз. Гетерохромия у людей наследуется генетически и может переходить из поколения в поколение, проявляться гораздо позже.
Типы и формы гетерохромии
В зависимости от множества факторов гетерохромия глаз может быть наследственной и приобретенной. По степени окрашивания радужной оболочки различают несколько типов гетерохромии:
— полная, при которой оба глаза наделены собственным цветом – наиболее распространенный тип, когда один глаз окрашен в карий цвет, а другой – в голубой;
— секторная – окрас «радужки» одного глаза представлен сразу в нескольких разных оттенках;
— центральная – имеется несколько полноценных цветных кольца у радужной оболочки.
Чаще всего можно встретить именно полную гетерохромию, реже – частичную. Кроме того, в медицинской практике известны такие формы гетерохромии, возникающие в результате поражения «радужки»:
— простая – аномальное окрашивание оболочки глаза при врожденной слабости шейного симпатического нерва;
— осложненная – хроническое заболевание, при котором характерно поражение одного из глаз, выражающееся изменением цвета радужной оболочки;
— гетерохромия в результате металлозы – может развиваться вследствие попадания в глаза металлических осколков, которые вызывают развитие сидероза или халькоз.
Этиология и патогенез
Разумеется, нет причин бояться гетерохромии, тем более что она никак не проявляет себя на здоровье человека. Более того, человек с гетерохромией продолжает видеть и воспринимать цвета абсолютно нормально, как если бы у него не было гетерохромии вовсе!
По своей природе, гетерохромия – это не что иное, как уникальнейший феномен, проявляющийся мутацией клеток сразу после оплодотворения. Чаще всего гетерохромия встречается у женщин, реже – у мужчин.
Диагностика и лечение гетерохромии
Диагностика патологического состояния радужной оболочки глаза начинается с выяснения характерной клинической картины заболевания. Если проявление гетерохромии заключается исключительно в изменении цвета глаз, то нет никакой необходимости проводить медикаментозное или оперативное лечение. Лечащий врач-офтальмолог направляет больного на комплексные лабораторные исследования, а также назначает курс обследования органов зрения с использованием специальной медицинской техники. Больному показана терапия местного характера с применением стероидных препаратов. Витрэктомия проводится при выраженном помутнении хрусталика, которое не поддается лечению стероидами. Таким образом, хирургическое вмешательство необходимо при условии прогрессирующего снижения остроты зрения по типу Фукса, усугублении процесса катаракты.
Лечение гетерохромии при металлозе (сильдерозе или халькозе) проводится путем немедленного удаления инородного тела, которое вызывает изменение цвета радужной оболочки. При воспалительных явлениях показаны кортикостероиды (в каплях и под конъктиву), миотики, а также антибактериальные препараты и неспецифические противовоспалительные средства.
Многих волнует вопрос, может ли восстанавливаться цвет радужной оболочки глаза. Необходимо сразу сказать, что при врожденной (генетической) гетерохромии этого никогда не произойдет. Однако, у страдающих приобретенным заболеванием, которое возникло в результате проникновения инородных тел в роговицу либо при воспалительных процессах радужной оболочки, есть шанс восстановить цвет глаз путем ликвидации самой причины, которая вызывает гетерохромию.
Мифы о глазах
Миф № 1 — Морковь и черника помогают сохранить зрение
Многие люди считают, что если употреблять много моркови и черники, то это поможет им сохранить хорошее зрение и даже восстановить его. Отчасти это правда, но стоит отметить, что для того что бы эти продукты оказывали положительное воздействие их нужно употреблять не просто много, а в огромном количестве.
Что бы получить суточную дозу витамина «А» человеку необходимо съедать от 5 до 6 кг моркови в сутки, кто готов на такой подвиг? Кроме витамина «А» также необходимы лютеин и зеаксантин, а они содержатся в шпинате, капусте и многих других продуктах. Поэтому одной моркови и черники будет недостаточно.
Миф № 2 — Если ребенку давать подзатыльники, то в будущем у него ухудшится зрение или он может его потерять совсем
Не стоит давать ребенку подзатыльники, ведь существуют более эффективные методы воспитания и наказания. А что касается зрения, то действительно могут возникнуть осложнения, так как затылочная часть головного мозга отвечает за зрение.
Миф № 3 — Чтение так же портит зрение как и компьютер
Чистой воды неправда. Можно испортить зрение, читая книги, журналы, газеты только в том случае если не соблюдать элементарные правила. Во время чтения нужно следить за положением тела, следить за освещением. Не читайте лежа, в темноте и под ярким солнцем, тем более не совмещайте это. А то, что вы много читаете, позволит вам расширить свои знания, стать грамотнее и интеллектуальней.
Миф № 4 — Солнцезащитные очки не защищают глаза
Не совсем так. Дело в том, что качественные очки имеют стеклянные линзы с защитой, которая поглощает ультрафиолет, а вот пластмасса защиты не имеет, поэтому надевая очки с китайской пластмассой, вы просто надеваете очки с темными линзами.
Миф № 5 — Если носить очки, то зрение будет ухудшаться
К снижению зрения может привести только использование неправильно подобранных очков или контактных линз. Поэтому подбирать очки (или контактные линзы) нужно только у врача-офтальмолога.
Оптические иллюзии
Комната Эймса
Вопросы оптических иллюзий интересовали Адельберта Эймса-младшего с раннего детства. Став офтальмологом, он не прекратил свои исследования восприятия глубины, результатом которых и стала знаменитая комната Эймса.
Как работает комната Эймса?
В двух словах эффект комнаты Эймса можно передать так: кажется, что в левом и правом углу ее задней стены стоят два человека – карлик и великан. Разумеется, это оптический трюк, и на самом деле эти люди вполне обычного роста. В действительности помещение имеет вытянутую трапециевидную форму, но из-за ложной перспективы оно кажется нам прямоугольным. Левый угол сильнее удален от взора посетителей, чем правый, а потому стоящий там человек кажется таким маленьким.
Старики и мексиканцы
Пожилая супружеская пара или поющие под гитару мексиканцы? Большая часть сперва видит стариков, и лишь потом их брови превращаются в сомбреро, а глаза – в лица. Авторство принадлежит мексиканскому художнику Октавио Окампо, создавшему немало картинок-иллюзий подобного характера.
Иллюзии цвета и контраста
Увы, человеческий глаз несовершенен, и в своих оценках увиденного мы (сами того не замечая) часто опираемся на цветовое окружение и яркость фона объекта. Это ведет к очень интересным оптическим иллюзиям.
Серые квадраты
Оптические иллюзии цветов – одни из самых популярных видов обмана зрения. Да-да, квадраты A и B окрашены в один и тот же цвет.
Такая уловка возможна благодаря особенностям работы нашего мозга. На квадрат B падает тень без резких границ. Благодаря более темному «окружению» и плавному градиенту тени кажется, что он значительно светлее квадрата A.
Исчезающие круги
Внимательно рассмотрите картину. Что вы видите? Попробуйте сосчитать круги. И сколько же у Вас получилось?
Иллюзия А. Эйнштейна и М. Монро
Если ты смотришь на картинку с близкого расстояния, то видишь гениального физика А. Эйнштейна. Теперь попробуй отойти на несколько метров, и … чудо, на картинке М.Монро. Здесь вроде все обошлось без обмана зрения. Но как?! Никто же не подрисовывал усы, глаза, волосы. Просто из далека зрение не воспринимает какие-то мелочи, а на крупные детали делает больший акцент.
Практическая часть «Определение горизонтального и вертикального полей зрения глаз»
Поле зрения глаза – это угол максимального видения. Поле зрения у человека по вертикали и горизонтали отличается. Каждый глаз видит в горизонтальном направлении примерно в пределах 120–130°, оба угла почти перекрываются. Поле зрения неподвижного глаза около 60° по горизонтали и около 130° по вертикали. Для определения поля зрения на линейке длиной a = 50 см нанесём три метки – одну в центре и две в крайних точках. Приближая линейку к глазу, измерим минимальное расстояние b, когда глаз видит обе крайние метки. Рассчитаем угол по формуле:
Мы установим перед правым глазом линейку в горизонтальном положении и, приближая её, наблюдаем центральную и крайние метки. Определим минимальное расстояние b, на котором ещё видны обе метки. Повторим опыт 2–3 раза и рассчитаем среднее значение. После повторим опыт для левого глаза, а затем рассчитаем поле зрения каждого глаза.
Поле зрения глаза зависит от возраста человека. У детей, горизонтальное поле зрения меньше чем у взрослых. А вертикальное поле зрение уменьшается с возрастом.
Заключение
Только относительно недавно в биологии были совершены несколько открытий, в частности найдены примитивные животные с рудиментами примитивного глаза. Результаты показали, что наш глаз – типичный для позвоночных – возник меньше чем за 100 млн лет, хотя около 600 млн лет назад уже существовал простой светочувствительный орган, необходимый для поддержания сезонных биоритмов. Именно из этого органа 500 млн лет назад возник примитивный глаз со сложной нейронной организацией, прообраз будущего глаза.
Выполняя исследовательскую работу, мы узнали больше об анатомии человеческого глаза: проанализировали и обобщили сведения в виде литературного обзора, рассмотрели основные функции и возможности зрительного анализатора, узнали причины возникновения распространенных заболеваний глаз, рассмотрели гетерохромию, развеяли мифы о глазах, также поняли, как видят под водой и продемонстрировали оптические иллюзии.
Изучая человеческий глаз, можно с уверенностью сказать, что по своему строению он не отличается от любого оптического прибора. И как у любого оптического прибора, у глаза есть определенные возможности:
— определенное поле зрения, причем вертикальное, отличается от горизонтального и это отличие имеет физиологические особенности;
— глаз обладает определенной разрешающей способностью, которая зависит от диаметра зрачка и физиологических способностей глаза;
— глаз как сложнейший оптический прибор обладает цветовой чувствительностью, которая находится в видимом диапазоне электромагнитных волн;
— зрительный аппарат человека сложная система, обладающая определенными возможностями, так как глаз и мозг неразрывно связаны. Однако и человеческий мозг не всегда способен справиться с анализом изображения, получаемого на сетчатке глаза. В таких случаях возникают иллюзии зрения – наблюдаемый предмет нам кажется не таким, каков он есть на самом деле.
Данные результаты исследования заставили нас задуматься о том, что каждое живое существо на планете обладает уникальной парой глаз, и что каждая из них – целая Вселенная. Исследование в корне изменило наше представление о человеческом глазе, как органе осязания, выдающем всю суть человеческой души.
Библиография
Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. – М.: Наука, 1986.
Даль В.И. Толковый словарь живого великорусского языка. – М.: Русский язык», 1978.
Енохович А.С. Справочник по физике. – М.: Просвещение, 1990.
Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1988.
Энциклопедия для детей «Аванта+». Т. 18 «Человек». – М.: Аванта+, 2002.
Марк Колтун. Мир физики. -М.: Детская литература,1987
Большой иллюстрированный справочник «Анатомия человека» — М.: Мир книги, 2003
Энциклопедия «Большая серия знаний» физика – М.: Мир книги, 2006
www.psy.msu.ru/illusion/
opt-illyuzii.narod.ru
http://about-vision.ru/
https://www.adme.ru/
https://www.excimerclinic.ru/dictionary/#term1632
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BB%D0%B5%D0%BF%D0%BE%D0%B5_%D0%BF%D1%8F%D1%82%D0%BD%D0%BE
https://ru.wikiquote.org/wiki/%D0%93%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B0
http://www.darwinmuseum.ru/projects/exhibition/glaz-evolyuciya-slozhnogo-organa
http://r-optics.ru/information/sindrom_ustalyh_glaz_astenopiya-293
http://www.glazgallery.com/
Приложение 1
Датчики 2D-LiDAR | LD-OEM | SICK
Датчики 2D-LiDAR | LD-OEM | SICKобзор семейств продукции Русский Cesky Dansk Deutsch English Español Suomi Français Italiano 日本語 – Японский 한국어 – Корейский Nederlands Polski Portugues Svenska Türkçe Traditional Chinese
Лазерная технология с большой дальностью сканирования на сложных промышленных участках
Преимущества
- Безопасная эксплуатация даже в самых сложных условиях окружающей среды
- Снижение эксплуатационных затрат за счет использования устройства для нескольких разных приложений
- Надежная регистрация мелких объектов на большом расстоянии
- Простая адаптация к существующим индивидуальным решениям заказчика
Обзор
Лазерная технология с большой дальностью сканирования на сложных промышленных участках
Датчик 2D-LiDAR LD-OEM предназначен для использования в сложных условиях окружающей среды, например, в сфере автоматизации портов или сталелитейной промышленности. Сканер LD-OEM отличается очень высокой разрешающей способностью, которая позволяет измерять маленькие объекты или точно определять местоположение больших объектов. Сканер LD-OEM выполнен на основе аппаратной структуры с высокопроизводительным цифровым процессором обработки сигналов для лазерного измерения, а также для потока вводимых/выводимых данных. Дополнительно в сканер интегрирована функция наблюдения за контролируемой областью. Благодаря этому на предмет проникновения людей или объектов могут контролироваться как горизонтальные, так и вертикальные поверхности. С помощью простой конфигурационной программы пользователь определяет форму и размер контролируемой области и может делать это с учетом всех постоянных признаков и предметов. Выходные данные могут дальше использоваться внешним приложением, которое программируется пользователем, например, для распознавания профиля для роботов.
Краткий обзор
- Большая дальность сканирования на темных поверхностях
- Лазерная техника, безопасная для человеческого глаза
- Высокая угловая разрешающая способность до 0,125 градуса
- Высокая невосприимчивость к солнечному излучению и другим источникам инфракрасного света
- Синхронное наблюдение за четырьмя свободно определяемыми полями
- Вывод данных измерения в режиме реального времени через интерфейс Ethernet
- Сплошное сканирование с равномерным пятном лазерного луча под полным углом 360 градусов
Применение
Технические данные
Загрузки
Пожалуйста, подождите…
Ваш запрос обрабатывается, это может занять несколько секунд.
Универсальный способ расчёта dpi — Оди
Частый вопрос, который появляется при создании нового макета в графическом редакторе (или при экспорте готового) – какое мне нужно разрешение?
Алгоритм таков:
- Оцените, с какого минимального расстояния люди будут смотреть на ваш макет.
- Поделите 180 на это расстояние в метрах.
- Полученное число – минимально допустимое разрешение макета в точках на дюйм.
Примеры:
- Визитку разглядываем с расстояния 30 см? – 600 dpi
- Флаер/буклет читаем с полуметра? – 300 dpi
- Роллап стоит на полу, вокруг ходят люди, смотрят с метра-полутора? – 150 dpi
- Билборд висит где-то над головой, метрах в трёх? – 60 dpi
Вот и вся наука. До скорого.
Что говорите? Откуда взялось 180?
Я наделся, что вы не спросите. Ну поехали.
Дисклеймер: ниже могут быть сознательные упрощения и условности, не влияющие на полученные выводы. Я не микробиолог, не нейрофизиолог и не оптик. Но я люблю математику и сделал много макетов.
У нашего глаза, как и у любого оптического устройства, есть предел «разрешающей способности»: две точки сливаются для наблюдателя в одну, если они расположены достаточно близко друг к другу и далеко от наблюдателя. Этот предел называется остротой зрения и для человеческого глаза лежит в пределах от 1′ до 4′ (1′ – это одна угловая минута, 60′ = 1°). Для наших расчётов примем её равной 1′ (самое острое зрение из диапазона нормы).
Посчитаем, на каком расстоянии отдельная точка видна под углом в 1′. Обозначим диаметр точки буквой r, расстояние обзора – буквой D, угол обзора – буквой Ɛ.
Вообще-то, рисунок неправильный: этот треугольник, по идее, равнобедренный. Но принимая во внимание, что угол Ɛ равен всего одной угловой минуте, посчитаем треугольник прямоугольным (погрешность – доли тысячных процента), и составим равенство tan(Ɛ) = r/D. Подставляем tan(1′) = 0.00027925268: r/D = 0.00027925268 → D = 3581×r
Таким образом, точка диаметром 1 мм видна под углом в 1’ c расстояния 3500 мм (погрешность – 3%).
В один дюйм по определению поместится 25,4 миллиметровых точек, значит, рассмотренный пример соответствует разрешению 25,4 dpi.
Значит, вот оно, магическое соответствие, сейчас мы что-то на что-то поделим и получ…
Нет.
Наш глаз дискретизирует изображения (разделяет на элементарные части, точки) не так, как это происходит при растровой печати: «палочки» и «колбочки» в сетчатке расположены не на квадратной сетке, а скорее на шестиугольной, и эта сетка может быть повёрнута на произвольный угол. Поэтому нельзя просто взять и сказать, что растр с разрешением 25,4 dpi на расстоянии в 3,5 метра соответствует остроте зрения 1′.
Нам нужно понять, какого разрешения будет достаточно, чтобы для глаза картинка выглядела аналоговой, непрерывной. Так будет, если соседние клетки будут получать немного разные уровни сигнала.
Например, если глаз видит аналоговый градиентный квадрат, как на картинке слева, то он передаёт мозгу мозаику, которую тот интерполирует обратно в плавные градиенты:
А что будет, если мы этой же сетчаткой посмотрим на растр разрешением 25,4 точки на дюйм с расстояния 3,5 метра?
Некоторые клетки получают одинаковый сигнал – и при интерполяции такой мозаики мозг фиксирует артефакты, которые распознаются как что-то неестественное. Мозг понимает: у этого изображения недостаточное разрешение.
Какого разрешения будет достаточно? Как раз для таких случаев есть теорема Котельникова (она же теорема Найквиста-Шеннона), которая гласит, что аналоговый сигнал с максимальной частотой f можно непрерывно представить дискретным сигналом с частотой дискретизации 2×f.
Значит, надо взять разрешение в два раза выше, чем то, которое соответствовало у нас одной угловой минуте – не 25,4, а 50,8 dpi (для расстояния 3,5 м):
Осталось привести этот результат к более удобной для использования форме. Разрешение r находится в обратной пропорциональной зависимости от расстояния D: чем больше расстояние, тем меньше разрешение. То есть, r ~ 1/D. Чтобы это подобие стало равенством, добавим в правую часть константу С:
r = C/D
C = r×D
C = 50.8×3.5 = 177.8
Округлим это число до 180 (немного уменьшив погрешность до 2%) и получаем правило:
Если разрешение печатного материала (в точках на дюйм) не меньше частного от деления 180 на минимальное расстояние обзора готового материала (в метрах), то глаз человека не способен различить на нём отдельные пиксели.
С чего, собственно, и начали.
UPD 10.09.2019
Да, 600 dpi для визитки может показаться много, и зачастую так много не нужно, полиграфия печатается в разрешении 300 dpi. Но любая печатная машина макет растрирует ещё раз, и при этом могут возникнуть ошибки. Эти ошибки особенно заметны при печати чёрного растрового текста на белом фоне:
Изображение в обоих случаях подверглось растрированию на печатном оборудовании, но во втором результат гораздо чище.Именно по этой причине типографии могут указывать на мелкий растровый текст в макете как на ошибку. Лучше тонкие контрастные элементы оставлять в векторе, а когда такой возможности нет – стремиться к 600dpi.
Подписывайтесь на «Одайджест» — кураторскую рассылку для дизайнеров. Контент, который выбирают люди, а не алгоритмы.
Какое разрешение человеческого глаза?
В математически сбивающем с толку, научно отклоняющемся 10-минутном видео профессиональные компьютерные аналитики Vsauce углубляются в сравнение вселенных кино и реальной жизни, чтобы ответить на один, казалось бы, простой вопрос: каково разрешение человеческого глаза? Смотрите, как ведущий Майкл Стивенс делает долгий удар по этому поводу ниже:
Первый: что такое разрешение?
Стивенс начинает с определения мегапикселей как не равных разрешению камеры.Хотя мы часто думаем о разрешении изображения как о чем-то вроде, например, 1920 × 1080, на самом деле разрешение определяется освещением, размером сенсора, тем, что кодируется, и близостью объекта к объективу. Плотность пикселей не имеет значения даже на определенном расстоянии.
Итак, Стивенс переопределяет вопрос следующим образом: «Сколько пикселей вам нужно, чтобы заполнить поле зрения, чтобы убедить вас, что вы смотрите на реальную жизнь?»
Проблемы с вопросом
Есть несколько проблем с переводом зрения в технологические термины:
- Наше зрение включает — и автоматически игнорирует — такие вещи, как наш нос или очки, которые трудно воспроизвести на экране.
- У всех нас есть слепые пятна в каждом глазу. (Если вы этого не знали, закройте правый глаз и медленно переместите большой палец из центрального поля зрения влево — он исчезнет, и это странно).
- Наша ямка : это относится к двум центральным градусам нашего поля зрения, которые являются единственными объектами, находящимися в полном фокусе в любой момент времени.
Наши глаза размывают носы и очки и фокусируются в середине поля зрения.
Тем не менее, Роджер М.Кларк из Clark Vision провел вычисления несколько лет назад и обнаружил, что ответ, если вы найдете экран, достаточно большой, чтобы охватить все ваше поле зрения, должен был бы иметь плотность 576 мегапикселей.
Но это число вводит в заблуждение, пишет автор, потому что наши глаза не работают как фотоаппараты.
«Глаз — это не однокадровый фотоаппарат. Это больше похоже на видеопоток. Глаз быстро перемещается на небольшие углы и постоянно обновляет изображение в мозгу, чтобы «раскрасить» детали.У нас также есть два глаза, и наш мозг комбинирует сигналы для дальнейшего увеличения разрешения. Мы также обычно перемещаем глаза по сцене, чтобы собрать больше информации. Из-за этих факторов глаз и мозг формируют изображение с более высоким разрешением, чем это возможно с количеством фоторецепторов в сетчатке ». — Роджер М. Кларк
Это означает, что 576-мегапиксельный экран предполагает, что наши глаза одинаково переваривают всю визуальную информацию — что, если учесть, что мы полностью перевариваем только то, что находится в нашей ямке, мы понимаем, что это неправда.Изображение на 576-мегапиксельном экране было бы слишком детализированным, тогда как большая часть того, что мы видим, на самом деле размыта.
То, что мы видим в пределах нашего обзора фовеа, на самом деле больше похоже на семь мегапикселей.
Даже когда мы видим полное поле зрения, мы фокусируемся только на центре, включая слепое пятно, отмеченное здесь черным кружком.
За пределами этого семимегапиксельного диапазона фовеа нам понадобится всего на один мегапиксель, чтобы обмануть нас. Это звучит очень мало — до тех пор, пока мы не вспомним, что у нас просто нет технологии, чтобы точно запустить механизм, который мог бы обмануть наши глаза таким образом, и весь вопрос построен на глупой и невозможной предпосылке.
Жизнь — это не фильм
В конечном счете, заключает Стивенс, эти двое несравнимы. В трогательно философском финале он отдает дань уважения различию между реальной жизнью и миром кино:
«Подобно цензору камеры, у нас есть только конечное и дискретное количество клеток в нашей сетчатке. Но мозг приспосабливает наши первоначальные ощущения к окончательному восприятию, которое представляет собой бессвязный, обработанный сверху вниз сгусток опыта. Он не состоит из пикселей и, более того, в отличие от фотоаппарата, он не сохраняется в памяти с такой достоверностью, как файл с цифровой камеры….
«Мы играем роли в фильме о жизни. Но это особенный фильм. Кинематографические победы и битвы часто бывают дискретными, решенными, как пиксели, с невероятно идеальным началом и концом. В то время как реальный мир — это все о нерешительности … Жизнь не проявляется ни в каком конкретном пиксельном разрешении или разрешении повествования. Вещи непрерывны. Мир бежал до того, как вы пришли, и он продолжит бегать после того, как вы уйдете ». — Майкл Стивенс
Какой хрусталик ближе всего к человеческому глазу? — MVOrganizing
Какой хрусталик ближе всего к человеческому глазу?
50 мм
Сколько линз у человеческих глаз?
цвета морской волны, воды) или хрусталика.У людей преломляющая сила хрусталика в естественной среде составляет примерно 18 диоптрий, примерно одну треть от общей силы глаза…. Линза (анатомия)
| Линза | |
|---|---|
| Принципиальная схема человеческого глаза. | |
| Детали | |
| Часть | Глазное яблоко |
| Система | Визуальная система |
Почему у нас 2 глаза?
У людей два глаза, но мы видим только одно изображение.Мы используем наши глаза в синергии (вместе), чтобы собирать информацию о нашем окружении. Они показывают каждому глазу немного другое изображение. Два изображения показывают объекты, видимые под немного разными углами, как если бы вы видели объект в реальной жизни.
Что мы на самом деле можем видеть?
Некоторые эксперты скажут вам, что человеческий глаз может видеть от 30 до 60 кадров в секунду. Некоторые утверждают, что человеческий глаз не может воспринимать более 60 кадров в секунду.
Могут ли люди видеть 16K?
Помимо этого, человеческий глаз не смог бы воспринимать больше деталей на своем экране. Не будет большой гонки на 16 или 32 км. «Это примерно 48 миллионов пикселей, чтобы заполнить поле зрения», — объясняет Хадди.
Разве 8K заметно лучше 4K?
8K — это более высокое разрешение, чем 4K, и все. Экраны 4K удваивают эти цифры до 3 840 на 2160 и в 4 раза увеличивают количество пикселей. 8K снова удваивает цифры до разрешения 7680 на 4320.Это в четыре раза больше пикселей, чем в 4K, то есть в 16 раз больше, чем у телевизора 1080p.
16K — это вещь?
Разрешение 16K — это разрешение дисплея приблизительно с 16 000 пикселей по горизонтали. Это разрешение имеет 132,7 мегапикселя, что в 16 раз больше, чем разрешение 4K, и в 64 раза больше пикселей, чем разрешение 1080p. В настоящее время разрешения 16K можно запускать с использованием настроек с несколькими мониторами с AMD Eyefinity или Nvidia Surround.
Что означает 16K?
16000
Какое самое высокое разрешение?
3200 мегапикселей
HDP лучше 1080p?
1080p указывает количество пикселей по вертикали в изображении или экране.1080p — это высокое разрешение, но если следовать точной номенклатуре, технически да, 1080p (FHD) лучше, чем HD, поскольку соответствует 720p. Однако 1080p часто для краткости называют просто HD.
Какое изображение наиболее HD?
65 комментариев. Поздоровайтесь с новой самой большой фотографией в мире. Международная группа под руководством фотографа Филиппо Бленжини опубликовала гигантский панорамный снимок Монблана, самой высокой горы Европы. Это новое рекордное изображение весит ошеломляющие 365 гигапикселей.
Какое разрешение человеческого глаза в K?
По словам ученого и фотографа доктора Роджера Кларка, разрешение человеческого глаза составляет 576 мегапикселей.
Какое разрешение человеческого глаза? Ну это сложно
Разрешение — часто сложная тема, особенно когда речь идет о том, как она соотносится с человеческим зрением. И для начала это вопрос из двух частей. Какое разрешение должно быть у камеры, чтобы запечатлеть то, что видит человеческий глаз? Какое разрешение должно быть у экранов, чтобы человеческий глаз не мог видеть отдельные пиксели?
Но это еще сложнее, как объясняет это видео с Vsauce.Это не новое видео, но, похоже, недавно оно снова стало популярным. Я подумал, что это было довольно увлекательно, особенно с учетом того, что дебаты по поводу резолюции, кажется, никогда не заканчиваются, и мы не публиковали ее здесь, на DIYP раньше. Итак, вот оно.
С камерами смартфонов, выходящими на безумные 200 мегапикселей, камерами со сменными объективами на 100 мегапикселей и кинокамерами, способными воспроизводить видео 12K, всегда кажется, что производители камер стремятся к все большему и большему разрешению — даже если пользовательский спрос обычно не .Но действительно ли оно того стоит? Это действительно важно?
Ну, конечно, бывают случаи, когда большее значение имеет разрешение камеры (или дисплея). Тем, кто занимается визуальными эффектами и компьютерной графикой, часто требуется максимально возможное разрешение как для фотографий, так и для видео. Камеры с более высоким разрешением позволяют стабилизировать изображение и обрезать изображение, сохраняя при этом как можно больше деталей в конечном результате.
Но для прямого просмотра контента? По большей части, вероятно, нет.И я даже не буду пытаться объяснять, почему, потому что Vsauce отлично справляется с этим в видео выше, и это сложная тема, которую нелегко разбить на несколько предложений — за исключением того, что человеческое зрение не является не одинаковы во всем поле вашего зрения.
Итак, то, как видит человеческий глаз, и то, как видит камера, — это две очень разные вещи, и попытаться приравнять их к такой, казалось бы, простой метрике, как «разрешение», не так-то просто.
[через 43 слухов]
Разрешение человеческого глаза, К
Разрешение человеческого глаза в K
Какой телевизор с самой высокой четкостью может видеть человеческий глаз?
Помните: максимальная острота зрения человеческого глаза равна 0.4 угловые минуты. При 4 дюймах человеческому глазу требуется максимум 2190 dpi / dpi.
Может ли человеческий глаз увидеть это в разрешении 4k?
Эксперты сходятся во мнении: поклонники технологий, которые любят более четкие разрешения, иногда платят за больше пикселей, чем могут видеть их глаза. Количество пикселей на 4K-телевизорах увеличилось в четыре раза, но эксперты говорят, что в большинстве случаев человеческий глаз даже не заметит разницы.
Также обратите внимание, что человеческий глаз видит 16к?
Кроме того, человеческий глаз не сможет воспринимать больше деталей на экране.Нет большого пробега на 16 или 32 км. По словам Хадди, это около 48 миллионов пикселей, чтобы заполнить поле зрения. Монитор 8K фактически получит данные с разрешением 16K.
Его также спросили, какое самое высокое разрешение может видеть человеческий глаз?
A: Визуальное разрешение человеческого глаза составляет приблизительно 1 угловую минуту. При расстоянии просмотра 20 это означает примерно 170 точек на дюйм (или пикселей на дюйм / PPI), что соответствует высоте точки примерно 0,14 мм.
Может ли человеческий глаз различать 1080p и 4k?
Короче, смотря как.Разница между 1080p и 4K неоспорима, поскольку дисплей 4K может отображать в четыре раза больше пикселей, чем дисплей 1080p. На расстоянии практически невозможно отличить качество между дисплеями 1080p и 4K.
Люди могут видеть 8к?
Хотя человеческий глаз не оценивается в пикселях, приблизительное значение того, что мы можем видеть, составляет 40 мегапикселей, в то время как 8K — это 33 мегапикселя. Но наши глаза не могут видеть все с одинаковым разрешением. Фактически, все, что превышает 8K, лучше, чем то, что могут видеть наши глаза.
Как узнать, смотрю ли я в 4к?
Если вы не видите панель контента 4K или список категорий на странице своей учетной записи Netflix, вы также можете найти заголовки 4K, введя 4K или UHD на странице поиска Netflix. Если Netflix определит правильный телевизор, тип подписки и скорость интернета, он будет воспроизводить контент в формате 4K, как рекламируется.
Сколько мегапикселей соответствует 4k?
1080p (1920×1080) соответствует 2,1 мегапикселя. 4K (3840 x 2160 или 4096 x 2160) составляет примерно 8.5 мегапикселей. С разрешением всего 8K (7680 x 4320 пикселей — 4320p) вы можете достичь диапазона разрешения пикселей лучших профессиональных цифровых камер — 33,2 мегапикселя.
4к лучше для твоих глаз?
Дисплей 4K не утомляет глаза больше, чем вариант 1080p. На самом деле повышенная четкость — это преимущество. Облегчение выходного зрачка все еще может происходить, но если оно вызвано чрезмерным освещением, неправильным расположением или другими факторами, это не решение.
8к бесполезно?
Сколько K — это 576 мегапикселей?
576 мегапикселей — это около 576 миллионов отдельных пикселей, поэтому на первый взгляд кажется, что мы можем увидеть намного больше, чем то, что может предложить телевизор 8K.
8к лучше 4к?
8K — это более высокое разрешение, чем 4K — и это так. Дисплеи 4K удваивают эти числа до 3840 x 2160 и в четыре раза увеличивают количество пикселей. 8K снова удваивает цифры при разрешении 7680 x 4320. Это в четыре раза больше пикселей, чем 4K, что означает, что он в 16 раз больше размера телевизора 1080p.
Вы можете отличить 720p от 1080p?
Нет. Разница между 720p и 1080p очень мала. Имеется только 25% -ное увеличение разрешения яркости и 60% -ное увеличение скорости передачи данных.Эта разница невероятно мала и слишком мала для большинства людей, чтобы заметить, особенно с фотографиями, которые сначала не очень хороши
.какое разрешение у видения 20/20?
Когда говорят о зрении 20/20, это означает то, что вы можете видеть на расстоянии 6 метров по сравнению с тем, что средний человек может видеть на расстоянии 6 метров. Это часто определяют по карточкам в кабинете врача.
Какое разрешение человеческого зрения?
Заметили разницу между 1080p и 1440p?
1440p и 1080p
Какой FPS видит глаз?
1000 кадров в секунду
Что означает невооруженный глаз?
Невооруженный глаз, также известный как невооруженный глаз или невооруженный глаз, — это практика визуального восприятия без помощи оптического увеличительного инструмента или светоприемника, такого как увеличительное стекло.Б. телескоп или микроскоп. Зрение, исправленное до нормальной резкости при использовании корректирующих линз, по-прежнему считается голым.
Может ли человеческий глаз видеть 240 Гц?
ПРОСТОЙ ОТВЕТ: Да, вы, конечно, можете заметить разницу между чтением при 144 Гц и 240 Гц, но она очень тонкая.
Сколько пикселей на дюйм в 4k?
Сколько мегапикселей в 1080p?
2,1 мегапикселя
У какой камеры больше всего мегапикселей?
Разрешение человеческого глаза, ККакое разрешение может видеть человеческий глаз?
Какое разрешение видит человеческий глаз?
Мы часто убеждаем себя, что нам «нужна» новейшая и лучшая камера или только что выпущенный iPhone с самой удивительной камерой высокого разрешения, о которой никогда не слышали.Все это замечательно, но задумывались ли вы когда-нибудь над вопросом «какое разрешение может видеть человеческий глаз»? Действительно ли нужны все эти впечатляющие новые камеры? Могут ли наши глаза видеть эти созданные экраны с высоким разрешением, или технологии превзошли то, что наши глаза даже могут видеть?
Почему нельзя измерить зрение человека с помощью разрешения
Когда мы говорим о разрешении изображения, мы говорим о деталях, которые оно хранит. Чем выше разрешение, тем оно детальнее.
Проблема с измерением нашего видения с точки зрения разрешения состоит в том, что оно не совсем то же самое. Начнем с того, что мы не видим, как камера, мы делаем несколько «снимков» в нашем мозгу и сохраняем их, чтобы создать полную картину. Вместо этого мы сканируем комнату и смотрим вокруг, постоянно извлекая подсказки из нашего окружения, чтобы составить полное изображение. В результате наше видение больше похоже на визуальный «опыт» или видеопоток, а не на быстрые снимки. Так что измерить наше видение по разрешению слишком просто.
Могут ли человеческие глаза видеть 4K и выше?
Технологии совершенствуются с фантастической скоростью. К сожалению, как только вы покупаете модный новый телевизор или компьютер, он устаревает еще до того, как вы можете доставить его домой. Видя, как продается все больше и больше экранов 4K, вы можете спросить себя, стоит ли это дополнительных затрат. Вы даже заметите разницу между вашим нынешним телевизором и 4K? Сможет ли ваш глаз уловить лишние пиксели? Проблема с этим вопросом в том, что наши глаза не видят в пикселях.Из-за этого трудно сравнивать.
Расстояние — еще один важный фактор, который следует учитывать. Подумайте о том, чтобы посмотреть на горстку крошечных камешков. На расстоянии становится трудно увидеть всех до единого. Вблизи вы можете увидеть каждый камень, а также все характеристики каждой гальки. То же самое и с экранами телевизоров с разрешением 4K и выше. Чтобы полностью оценить разрешение, которое он предлагает, вам нужно будет сидеть примерно в футе от экрана, чтобы получить полный эффект. Мы позволим вам решить, стоит ли оно того!
Правильное измерение человеческого зрения — острота зрения
Правильное измерение остроты зрения человеческим глазом — это измерение способности глаза с высокой точностью видеть формы и различать детали объектов на определенном расстоянии.Многие визуальные аномалии можно исправить с помощью очков, контактных линз или хирургического вмешательства.
Регулярное отслеживание остроты зрения — неотъемлемая часть формирования здоровых привычек зрения. Предположим, ваше зрение внезапно изменилось или были распознаны определенные закономерности. В этом случае нарушения зрения можно диагностировать и лечить соответствующим образом, иногда сохраняя зрение или помогая в выявлении других проблем со здоровьем.
Если вы когда-нибудь задумывались о том, в каком разрешении может видеть человеческий глаз, или беспокоились о состоянии ваших глаз и зрения, позвоните по номеру , запишитесь на прием для проверки зрения сегодня.Мы с нетерпением ждем возможности поговорить с вами.
Разрешение человеческого глаза — сколько мегапикселей?
Когда вы видите очень красивый пейзаж, вы достаете свой телефон (или фотоаппарат), чтобы запечатлеть его, не так ли? Но блин! Картина выглядит несколько иначе (если у вас нет роскошной зеркалки). Прикосновение к красоте, которое предстает нашим глазам, отсутствует в картине. Почему мы не можем получить именно то изображение, которое видим? Вы скоро это узнаете. Все дело в разрешении.
Человеческий глаз имеет разрешение примерно 576 мегапикселей, по словам доктора Х.Роджер Кларк. Он является профессионалом в области цифровых и кинематографических изображений, а также участвует в нескольких проектах НАСА по космической съемке. И это то, что на самом деле делает различие в нашем видении и изображениях.
Расчет — Рассмотрим вид перед собой под углом 90 градусов на 90 градусов, как если бы вы смотрели на сцену через открытое окно. Количество пикселей будет —
90 градусов * 60 угловых минут / градус * 1 / 0,3 * 90 * 60 * 1 / 0,3 = 324 000 000 пикселей (324 мегапикселя).
В любой момент вы на самом деле не воспринимаете такое количество пикселей, но ваш глаз перемещается по сцене, чтобы увидеть все детали, которые вы хотите. Но человеческий глаз действительно видит большее поле зрения, близкое к 180 градусам. Давайте будем консервативными и будем использовать угол обзора 120 градусов. Тогда мы увидим —
120 * 120 * 60 * 60 / (0,3 * 0,3) = 576 мегапикселей.
Для полного угла зрения человека потребуется еще больше мегапикселей. Для записи такого рода деталей изображения требуется камера большого формата.
Удивительно, не правда ли? Для того, чтобы оценить это количественно, нам понадобится монитор 32000 × 18000 пикселей.Это в некоторой степени эквивалентно массиву из 275 мониторов 1080p. Короче говоря, вам понадобится 576-мегапиксельное изображение, чтобы обмануть ваш мозг и не разобрать, является ли это изображением реальности.
Глаз — это не цифровое устройствоОднако следует помнить, что глаз — это не устройство цифровой обработки изображений. Человеческий глаз не воспринимает изображения, как цифровой фотоаппарат. Вместо того, чтобы делать снимок, глаз постоянно движется, и мозг сшивает эти стимулы, чтобы сформировать образы, которые мы видим.
Наконец, количество пикселей — это только один элемент при определении качества разрешения. Есть и другие факторы, которые имеют значение, включая освещение, расстояние и пространственное разрешение. В случае пространственного разрешения количество пикселей на экране остается неизменным, даже когда объект выходит из фокуса, но наше восприятие качества изображения ухудшается.
Короче говоря, говорить о разрешении человеческого глаза довольно сложно, и нет простого и легкого ответа.
Как на самом деле функционирует наш глаз?- Свет попадает в глаз через роговицу , прозрачную переднюю поверхность глаза, которая действует как линза камеры.
- Ирисовая диафрагма работает так же, как диафрагма фотоаппарата: она регулирует количество света, попадающего в заднюю часть глаза. Для этого он автоматически регулирует размер зрачка, который в этом случае работает как диафрагма камеры.
- Хрусталик глаза расположен сразу за зрачком и действует как объектив автофокусной камеры, фокусируясь на близких и приближающихся объектах.
- Сфокусированный роговицей и хрусталиком, свет достигает сетчатки. Это светочувствительная подкладка в задней части глаза. Думайте о сетчатке глаза как о электронном датчике изображения цифровой камеры. Его задача — преобразовывать изображения в электронные сигналы и отправлять их в зрительный нерв.
- Затем зрительный нерв передает эти сигналы в зрительную кору головного мозга, которая создает наше зрение.
Сетчатка глаза содержит миллионы крошечных светочувствительных нервных клеток, называемых стержнями и колбочками , названных в честь их уникальной формы.
- Колбочки отвечают за восприятие цвета и деталей.
- Жезлы отвечают за ночное видение, периферическое или боковое зрение, а также за обнаружение движения.
Палочки и колбочки преобразуют свет нашей сетчатки в электрические импульсы, которые посылаются зрительным нервом в мозг , где создается изображение. Макула — это часть сетчатки, которая дает нам центральное зрение. Так мы видим форму, цвет и детали в пределах прямой видимости.
Видео любезно предоставлено — « Techquikie »
Кроме того, вы можете просмотреть наши коллекции видео и блогов в разделе Видео и Раздел блога веб-сайта.
Исследователи установили новый рекорд разрешения для ima
image: Исследователи настроили этот офтальмоскоп с адаптивной оптикой и сканированием света, чтобы улучшить разрешение изображения, стратегически блокируя свет в различных местах инструмента.Использование меньшего количества света является преимуществом для визуализации человеческого глаза. посмотреть еще
Кредит: Джонни Тэм, Национальный глазной институт
ВАШИНГТОН. Исследователи разработали неинвазивный метод, позволяющий получать изображения фоторецепторов палочки и колбочки с беспрецедентной детализацией. Прогресс может привести к новым методам лечения и более раннему выявлению заболеваний сетчатки, таких как дегенерация желтого пятна, ведущая причина потери зрения.
«Мы надеемся, что этот метод позволит лучше выявить тонкие изменения в размере, форме и распределении фоторецепторов палочек и колбочек при заболеваниях, поражающих сетчатку», — сказал руководитель исследовательской группы Джонни Тэм из Национального института глаз. «Выяснение того, что происходит с этими клетками до того, как они будут потеряны, является важным шагом на пути к разработке более ранних вмешательств для лечения и предотвращения слепоты».
В журнале Optica , журнале Оптического общества (OSA), посвященном исследованиям с высокой ударной нагрузкой, исследователи показывают, что их новый метод визуализации преодолевает ограничения разрешения, налагаемые дифракционным барьером света.Исследователи достигли этого подвига, используя свет, который безопасен для визуализации человеческого глаза.
«Предел дифракции света теперь может быть превзойден в микроскопии, которая произвела революцию в биологических исследованиях», — сказал Тэм. «Наша работа представляет собой первый шаг к рутинной субдифракционной визуализации клеток человеческого тела».
Используйте меньше света, чтобы увидеть больше
Получение изображений фоторецепторов в задней части глаза с высоким разрешением является сложной задачей, поскольку оптические элементы глаза (например, линзы и роговица) искажают свет, что может существенно снизить разрешение изображения.Дифракционный барьер света также ограничивает способность оптических приборов различать два объекта, которые расположены слишком близко друг к другу. Хотя существуют различные методы получения изображений за пределами дифракционного предела, в большинстве этих подходов используется слишком много света для безопасного изображения живых человеческих глаз.
Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи усовершенствовали метод визуализации сетчатки, известный как офтальмоскопия с адаптивной оптикой и сканированием света, в которой используются деформируемые зеркала и вычислительные методы для коррекции оптических недостатков глаза в реальном времени.
«Можно подумать, что для получения лучшего изображения необходимо больше света, но мы демонстрируем, что можем улучшить разрешение, стратегически блокируя свет в различных местах внутри нашего прибора», — сказал Тэм. «Такой подход снижает общую мощность света, попадающего в глаз, что делает его идеальным для приложений получения изображений в реальном времени».
Для нового подхода исследователи создали кольцевой или полый луч света. Использование этого типа луча улучшило разрешение фоторецепторов, но за счет разрешения глубины.Чтобы восстановить утраченное разрешение по глубине, исследователи использовали небольшое отверстие, называемое диском Эйри, чтобы заблокировать свет, возвращающийся от глаза. Они показали, что этот подход к визуализации может быть использован для улучшения техники микроскопии, называемой неконфокальным детектированием разделения, которая используется для получения дополнительных изображений фоторецепторов.
Обследование в поликлинике
После демонстрации того, что разрешение изображения было улучшено при теоретическом моделировании, исследователи подтвердили свое моделирование с использованием различных тестовых целей.Затем они использовали новый метод для визуализации фоторецепторов палочек и колбочек у пяти здоровых добровольцев в Клиническом центре Национального института здоровья.
Новый подход позволил увеличить поперечное разрешение примерно на 33% и осевое разрешение на 13% по сравнению с традиционной офтальмоскопией со сканирующим светом с адаптивной оптикой. Используя свой оптимизированный подход, исследователи смогли увидеть субклеточную структуру круглой формы в центре фоторецепторов колбочек, которую ранее нельзя было четко визуализировать.
«Возможность неинвазивного изображения фоторецепторов с субклеточным разрешением может быть использована для отслеживания того, как отдельные клетки меняются с течением времени», — сказал Тэм. «Например, наблюдение за клеткой, которая начинает дегенерировать, а затем, возможно, выздоравливает, будет важным шагом вперед в испытании новых методов лечения для предотвращения слепоты».
Исследователи планируют получить изображения глаз большего числа пациентов с помощью новой техники и использовать эти изображения, чтобы начать отвечать на фундаментальные вопросы, связанные со здоровьем палочек и колбочек.Например, они заинтересованы в визуализации здоровья палочек и колбочек у людей с редкими генетическими заболеваниями. Они говорят, что их подход к визуализации может быть применен к другим подходам, основанным на точечной сканирующей микроскопии и визуализации, в которых важно получать изображения при низких уровнях света.
###
Исследование было частично поддержано грантами NEI U01 EY025477 и R01 EY025231, а также Программой внутренних исследований в NEI, являющейся частью Национальных институтов здравоохранения.
Бумага: R.Лу, Н. Агилера, Т. Лю, Дж. Лю, Дж. П. Джаннини, Дж. Ли, А. Дж. Бауэр, А. Дубра, Дж. Там, «Субдифракционная адаптивная оптическая визуализация фоторецепторов в человеческом глазу с кольцевым зрачком in vivo. освещение и обнаружение субэри », Optica 8 (3), 333-343 (2021).
DOI: https://doi.org/10.1364/OPTICA.414206.
О компании Optica
Optica — это журнал с открытым доступом, посвященный быстрому распространению высокоэффективных рецензируемых исследований по всему спектру оптики и фотоники.Ежемесячно публикуемый Оптическим обществом (OSA), Optica предоставляет форум для новаторских исследований, к которому международное сообщество может быстро получить доступ, независимо от того, являются ли эти исследования теоретическими или экспериментальными, фундаментальными или прикладными. Optica имеет выдающуюся редакционную коллегию, состоящую из более чем 60 младших редакторов со всего мира, и ее курирует главный редактор Прем Кумар, Северо-Западный университет, США. Для получения дополнительной информации посетите Optica .
Об оптическом обществе
Оптическое общество (OSA), основанное в 1916 году, является ведущей профессиональной организацией для ученых, инженеров, студентов и руководителей предприятий, которые способствуют открытиям, формируют реальные приложения и ускоряют достижения в науке о свете.Посредством всемирно известных публикаций, встреч и членских инициатив OSA обеспечивает качественные исследования, вдохновляющие взаимодействия и специальные ресурсы для своей обширной глобальной сети экспертов по оптике и фотонике. Для получения дополнительной информации посетите osa.org.
Контакты для СМИ:
Аарон Коэн
(301) 633-6773
[email protected]
mediarelations@osa.
Станьте первым комментатором