Mokslininkai išmatavo akies raiškos ribą ir paaiškino, ar yra prasmės 8K televizoriuose
Kembridžo universiteto ir „Meta Reality Labs“ mokslininkai išmatavo žmogaus akies raiškos ribą ir sudarė rekomendacijų sąrašą televizorių savininkams. Jie bandė išsiaiškinti, kokiais atvejais verta įsigyti didelės raiškos televizorių, kada užtenka 4K skiriamosios gebos, o kur reikalinga 8K.
Norėdami nustatyti žmogaus akies raiškos ribą, tyrėjai matavo dalyvių gebėjimą atskirti tam tikras detales spalvotuose ir pilkų atspalvių vaizduose, priklausomai nuo atstumo iki ekrano. Viršijus raiškos ribą, vaizdo taškų skaičiaus didinimas televizoriaus ekrane neturi prasmės, nes vaizdas turi daugiau informacijos, nei gali suvokti žmogaus akis.
„Kadangi didelės inžinerinės pastangos skiriamos mobiliesiems įrenginiams, papildytosios ir virtualiosios realybės (AR ir VR) prietaisams tobulinti, svarbu žinoti maksimalią raišką, kai tolesni patobulinimai neduoda pastebimo efekto, – mano tyrimo vadovė daktarė Maliha Ašraf (Maliha Ashraf). – Tačiau nebuvo atlikta tyrimų, kurie iš tikrųjų matuotų tai, ką mato žmogaus akis, ir kokios yra jos suvokimo ribos.“
Tyrėjai sukūrė eksperimentinę įrangą, kuri leido tiksliai išmatuoti tai, ką mato žmogaus akis, žiūrėdama į raštus ekrane. Vietoj konkretaus ekrano charakteristikų matavimo jie matavo atskirų pikselių, telpančių į vieną laipsnį regos lauko (PPD), skaičių. Šis parametras vietoj atsakymo į klausimą „kokia šio ekrano raiška?“ atsako į klausimą „kaip šis ekranas atrodo iš mano vietos?“.
Paveikslėlio šaltinis: holographica.space
Tyrimo dalyviai apžiūrinėjo juodai baltus ir spalvotus raštus su labai smulkiomis detalėmis ir spalvų gradacijomis. Ekranas buvo stumdomas prie žiūrovo ir nuo jo, kad būtų išmatuotas PPD skirtingais atstumais. PPD taip pat matuotas centriniam ir periferiniam regėjimui.
Paveikslėlio šaltinis: freepik.com
Plačiai priimtas regėjimo patikrinimo standartas, pagrįstas Snelleno lentele numato, kad žmogaus akis gali atskirti detales 60 vaizdo taškų viename laipsnyje raiška. „Šis rodiklis plačiai priimtas, bet niekas jo nematavo šiuolaikiniuose ekranuose, o ne ant sieninės lentelės su raidėmis, kuri pirmą kartą sukurta XIX amžiuje“, – pažymėjo Ašraf.
Tyrėjai nustatė, kad akies raiškos riba aukštesnė, nei manyta anksčiau, bet yra svarbūs skirtumai tarp spalvotų ir juodai baltų vaizdų. Pilkų atspalvių vaizdams, žiūrint stačiu kampu, vidutinis rodiklis siekė 94 PPD. Raudoniems ir žaliems raštams – 89 PPD, o geltoniems ir violetiniams – 53 PPD.
„Mūsų smegenys iš tikrųjų nelabai gerai suvokia detales spalvose, todėl stebėjome reikšmingą raiškos sumažėjimą spalvotuose vaizduose, ypač žiūrint periferiniu regėjimu, – paaiškino Kembridžo kompiuterių mokslų ir technologijų katedros profesorius Rafalas Mantjukas (Mantiuk). – Mūsų akys iš esmės yra jutikliai, kurie nėra tokie jau geri, bet mūsų smegenys apdoroja šiuos duomenis, formuodamos tai, ką, jų manymu, turėtume matyti.“
Paveikslėlio šaltinis: nature.com
Tikslus raiškos ribos dydis priklauso nuo kelių veiksnių, įskaitant ekrano dydį, patalpos apšvietimą ir atstumą tarpėją nuo žiūrovo iki ekrano. Pavyzdžiui, tyrėjai išsiaiškino, kad vidutinio dydžio svetainėje Jungtinėje Karalystėje, kur atstumas tarp televizoriaus ir sofos yra 2,5 metro, 44 colių televizorius su 4K ar 8K raiška neduos jokių papildomų privalumų, palyginti su tokio paties dydžio 2K televizoriumi.
Tyrėjai sukūrė statistinį modelį, kuris rodo procentinį žmonių, turinčių skirtingą akies raiškos ribą, santykį. Jie įsitikinę, kad tai padės gamintojams kurti įrenginius, kurie bus aktualūs daugumai gyventojų. Mokslininkai taip pat sukūrė nemokamą internetinį skaičiuotuvą, kuriame naudotojai gali įvesti savo kambario dydį, taip pat televizoriaus matmenis ir raišką, kad nustatytų tinkamiausią ekraną savo namams. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Nature Communications“.
„Kuo daugiau pikselių ekrane, tuo jis mažiau efektyvus, brangesnis ir reikalauja didesnės skaičiavimo galios valdymui, – pridūrė Mantjukas. – Todėl norėjome suprasti, kokiu ekrano raiškos lygiu tolesnis didinimas jau neturi prasmės.“