收起 人的眼睛堪稱自然界的“高清攝像頭”,能捕捉五彩繽紛的世界,讓我們看清從遠(yuǎn)處的山川到近處的書頁。 但如果把眼睛比作相機(jī),它到底相當(dāng)于多少萬像素? ![]() 要回答這個(gè)問題,先得搞清楚“像素”,在相機(jī)中,是感光元件(如CMOS傳感器)上的最小感光單位,決定圖像的分辨率。比如一個(gè)1200萬像素的相機(jī),能生成一張約4000×3000像素的照片,像素越多,細(xì)節(jié)越豐富。 ![]() 但人眼不是相機(jī),沒有固定的“像素點(diǎn)”,人眼的視網(wǎng)膜上有約1.2億個(gè)感光細(xì)胞(視桿細(xì)胞)和600萬個(gè)感光細(xì)胞(視錐細(xì)胞),視桿細(xì)胞負(fù)責(zé)暗光下的黑白視覺,視錐細(xì)胞處理色彩和細(xì)節(jié)。理論上,這1.26億個(gè)感光細(xì)胞似乎能對應(yīng)1.26億像素,相當(dāng)于1.26億萬像素的超高清相機(jī)。 但事情沒這么簡單! ![]() 人眼的“像素”不能直接用感光細(xì)胞數(shù)量衡量,因?yàn)橐曈X處理遠(yuǎn)比相機(jī)復(fù)雜,視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞分布不均,中央凹區(qū)域視錐細(xì)胞密集,負(fù)責(zé)高分辨率視覺,直徑僅約0.3毫米,卻能看清細(xì)微文字,而周邊區(qū)域視桿細(xì)胞為主,分辨率較低,主要捕捉運(yùn)動和輪廓。 ![]() 科學(xué)家通過角分辨率估算人眼的“像素”,人眼的最佳分辨率約1角分(1/60度),相當(dāng)于能區(qū)分1米外0.3毫米的細(xì)節(jié),2023年,劍橋大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家約翰·莫蘭估算,如果把人眼的視野(約120度×60度)換算成平面圖像,中央凹的清晰區(qū)域約相當(dāng)于700萬像素(5760×1080像素),整個(gè)視野(包括低分辨率周邊視覺)則高達(dá)1.2億像素。 ![]() 但這1.2億像素只是理論值,實(shí)際中,大腦只處理中央凹的細(xì)節(jié),周邊信息被“壓縮”,類似相機(jī)用高像素拍全景圖,但只放大中心區(qū)域看清細(xì)節(jié)。 人眼和相機(jī)的“像素”差異,不只在數(shù)量,還在工作方式,人眼通過眼球運(yùn)動(掃視)和瞳孔調(diào)節(jié),實(shí)時(shí)“掃描”場景,像一臺自動對焦的相機(jī),2024年,麻省理工學(xué)院研究顯示,人眼每秒可處理10-15次圖像更新,遠(yuǎn)超相機(jī)快門速度。 ![]() 視覺信號經(jīng)視神經(jīng)傳到大腦后,被“后處理”,填補(bǔ)盲點(diǎn)、增強(qiáng)對比度。相機(jī)則需后期軟件模擬這種“智能渲染”,人眼只有中央凹高清晰,周邊模糊;相機(jī)傳感器像素均勻分布。試想,你盯著手機(jī)屏幕時(shí),能看清文字,但余光里的墻壁細(xì)節(jié)模糊,這就是人眼的“選擇性高清”。 因此,直接說人眼是“700萬像素”或“1.2億像素”都不準(zhǔn)確。700萬像素更接近中央凹的實(shí)際效果,1.2億像素則是理論上限。 ![]() 人眼與相機(jī)的比較,始于19世紀(jì),1839年,攝影術(shù)發(fā)明后,科學(xué)家嘗試用相機(jī)模擬人眼。法國物理學(xué)家路易·達(dá)蓋爾的銀版攝影法,堪稱早期“低像素”相機(jī),分辨率僅幾十萬像素,20世紀(jì),柯達(dá)膠片相機(jī)達(dá)到千萬像素級別,接近人眼中央凹的清晰度,2024年,佳能發(fā)布1億像素?zé)o反相機(jī)EOS R1,但仍無法復(fù)制人眼的動態(tài)范圍和色彩感知。 ![]() 中國古代對眼睛的認(rèn)識也充滿哲理,《黃帝內(nèi)經(jīng)》稱目為“心之使”,強(qiáng)調(diào)視覺的智能處理。宋代科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》中記錄了“視差”現(xiàn)象,預(yù)示了人眼的雙目立體視覺,遠(yuǎn)超單鏡頭相機(jī)的平面成像。 |
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