مقایسه کیفیت چشم انسان و دوربین

مقدمه ای بر چشم انسان

ارتباط زیادی بین چشم و فریم ریت یا همان سرعت قابل مشاهده و قابل تشخیص برای چشم ما وجود دارد که که بخش مربوط به فریم ریتش را در بخش اول مقاله «فریم ریت چیست؟ هر آنچه درباره فریم ریت باید بدانید» توضیح دادیم. چیزی که واضح است؛ این است که چشم ماشینی توانایی بیشتری در مشاهده جزئیات به نسبت چشم غیر مسلح را دارد. از طرفی؛ کوچک ترین جسمی که چشم غیر مسلح ما قادر به دیدنش است، ۱۰۰۰ نانومتر (معادل یک میکرومتر) است و دورترین جسمی که با چشم مسلح میتوان دید، فاصله ای به اندازه ۲.۳ سال نوری دارد و فقط با قویترین تلسکوپ های جهان همچون «هابل» قابل روئیت است.

دانشمندان سال ها است در تلاشند توانایی های چشم انسان را برای روبات ها شبیه سازی کنند تا روبات ها نیز همچون چشم انسان ها به راحتی و در بدتری حالت بتوانند زیبایی هر شئی را تشخیص دهند. البته این حرف خیلی کلیشه ای است؛ چون چشم روبات هم در هر حالتی میتواند یک شئی را تشخیص دهد، منتهی اگر در لیست پایگاه اطلاعاتی اش نباشد، نمیتواند بفهمد آن شئی چیست!؟ بنابراین اهمیت شبیه سازی چشم انسان در اینجا افزای میابد.

قدرت چشم انسان به قدری بالاست که در ۱ هزارم ثانیه میتواند روی شی خاصی تمرکز کند (همان فوکوس خودکار دوربین های دیجیتالی) و آن را واضح تر از دیگر اشیا ببینید. بای ان حال؛ دوربین های دیجیتال علی رغم کیفیت بسیار بالایی که دارند اینگونه نیستند و چشم ما تنها بخش هایی از تصاویر ظبط شده توسط دوربین را واضح میبینید. اما؛ چشم انسان دو مشکل بزرگ دارد: اولین مشکل «انحراف رنگی است که بسیاری از افراد با آن مواجه اند» و از آن به عنوان کور رنگی یاد میشود و دومین مشکل «نقطه کور چشم» است.

چشم و دوربین های دیجیتالی؛ کدام بهتر است؟!

چشم ما میتوند جزئیات مورد نظر در هر تصویر را بررسی و با تصاویر ثبت شده در ذهن مقایسه کند و در مقابل لنز دوربین میتواند کوچکترین نویزهای تصویر تغییر محل رنگ و محو شدن گوشه های تصویر را اندازه گیری کند. اما یادتان باشد این دو مکمل هم نیستند ودر مورد لنزها هر روزه با کاهش خطای دیداری و افزایش کیفیت آنها مواجه ایم. چیزی که حداقل در چشم انسان ثابت است و قرن های پیشین تا به حال به همان صورت اولیه باقی مانده!

تمام لنزها ار چندین لنز محدب و مقعر شیشه ای ساخته شدند و نور موجود در محیط را به گونه ای خم میکنند که لبه های تصویر را تا جای ممکن بودن مشکل ذخیره میکنند و به عنوان تصویر نهایی به مخاطب نشان میدهند. بنابراین هر چه قدر این تکنیک به طور موثرتری پیاده شود با خروجی تصویر با کیفیت تری مواجه ایم و این دقیقاً همان چیزی است که موجب تفاوت لنزهای دوربین های دیجیتالی با چشم انسان میشود. البته هنوز مشکلات لنزها پا بر جاست و محدودیت های مختلفی در لنزها دیده میشود که معمولاً به زاویه دید آنها بر میگردد.

به طور طبیعی؛ لنزها از زاویه دیدی معادل ۴۵ تا ۵۰ درجه افقی پشتیبانی میکنند و این در حالی است که چشم انسان میتواند زاویه ای معادل ۱۸۰ درجه را پوشش دهد که این مورد تنها بخش کوچکی از میدان دیدی است که انسان قادر به دیدنش است. اما فقط ۱۰ درجه اینور و آنور موجب کاهش بینایی چشم در یک محدوده نقطه تمرکز میشود تا جایی که این مقدار میتواند تا یک پنجم دید یک انسان سالم کاهش پیدا کند که نشان از دقت بسیار بالایی است خالقظ آن را پدید آورده است.

مقایسه کیفیت چشم انسان و دوربین

به دلیل حضور سلول های شبکیه در مرکز چشم؛ میتوانیم تمامی رنگ ها را در مرکز خودش ببینیم و این در حالی است که تمامی این موارد در پیشرفته ترین دوربین های موجود به حسگر دوربین و توانایی ثبت جزئیاتش بستگی دارد. حسگرهایی که میتوانند سه طیف رنگی قرمز، آبی و سبز را تشخیص دهد و با ترکیب این سه رنگ، رنگ های اصلی را ایجاد کنند. به همین دلیل؛ هر چه قدر تعداد پیکسل های دوربین های دیجیتالی بیشتر باشد، نقاط بیشتری در تصویر ثبت میشوند و تصاویری با وضوح یا همان رزولوشن بیشتری را میتوانیم ببینیم.

رزولوشن تصویر فقط یک عدد همچون ۱۹۲۰x1080p است؛ اعدادی که فقط رزولوشن یا همان اندازه عمودی و افقی صفحه مانیتورها محسوب میشوند و در برخی حالات این اعداد کاملاً بی ارزش میشوند! مثلاً؛ مقدار رزولوشن در دوربین های دیجیتالی از اهمیت کمی برخوردار است. به عبارتی چیزی که برای یک عکاس حرفه ای مهم است، حس گر دوربین است نه مقدار رزولوشن تصویر! در صنعت سینما هم این اعداد فقط ابعاد صفحه نمایش محسوب میشوند نه کیفیت تصویر! چون در سینما با تصاویری از پیش رندر شده طرفیم و کیفیت تصویر از قبل تعیین میشود. بنابراین مهمترین فاکتور این صنعت هم کدک مورد استفاده پخش کننده ها است که بررسی و توضیحش از حوصله این مقاله خارج است.

توضیح این نکته لازم است که کیفیت رزولوشن بازی ها اینطور نیست و مقدار کیفیت آنها با توجه به معیارهایی که دارند تنظیم میشود و خودسازنده است که تعیین میکند هر مدلی از چه تعداد بافت و مثلث هندسی استفاده کند تا تصویر نهایی از رزولوشن یا کیفیت تصویر بالاتری بهره مند شود. در این مورد؛ در بخش اول و دوم مقاله «فریم ریت چیست؟ هر آنچه درباره فریم ریت باید بدانید» توضیحات مفصلی دادیم که پیشنهاد میکنیم از دستش ندهید. 

چشم انسان در برابر دوربین

از آنجایی که بازی های رایانه ای به صورت «Real-Time» رندر میشوند، میتوانند قدرت واقعی پردازش یک کارت گرافیک را به نمایش بگذارند و هر چه مقدار رزولوشن یک تصویر افزایش یابد، به دلیل افزایش تعداد پیکسل های تصویر و افزایش جزئیات، شاهد پردازش سنگین تری خواهیم بود و به همین دلیل است که همیشه با عرضه هر بازی جدید، بنچمارک هایش نیز منتشر میشود. بنابراین وضوح تصویر در هر زمینه ای ارزش و اهمیت خودش را دارد.

چشم انسان میتواند یک تصویر ۵ مگاپیکسلی را از فاصله ۴۰ سانتی متری تشخیص دهد. این مقدار معادل یک تصویر ۱۰ در ۱۳ سانتی متری است. اما برای اینکه تصویری در شرایط مشابه و در ابعاد A3 چاپ شود، باید وضوح آن ۱۶ مگاپیکسل باشد تا چشم نتواند از فاصله ۴۰ سانتی متری نقاط یا پیکسل های ترسیم کننده تصویر روی کاغذ چاپ شده را تشخیص دهد. در واقع هر چیزی کمتر از ۱۶ مگاپیکسل باشد، توسط چشم به عنوان تصویر بی کیفیت در نظر گرفته میشود و تمامی پیکسل هایش به خوبی قابل تشخیص خواهند بود.

با ضرب دو عدد ۱۹۲۰×۱۰۸۰ به رقمی معادل ۲.۰۷۳.۶۰۰ میرسیم که معادل ۲۰ مگاپیکسل است! یعنی همان مقداری که از فاصله ۴۰ سانتی متری نمیتوان جزئیاتش را به خوبی مشاهده کرد و با تصویری با کیفیت مواجه میشویم. این بدین معناست که طبق بررسی ها؛ حداقل محدوده کاهش کیفیت چشم انسان از ۱۶ مگاپیکسل شروع میشود. اما تشخیص ظرافت و ریزه کاری های تصویر بستگی به فاصله ما از شئی مورد نظر دارد. بنابراین چشم انسان از نظر ویژگی ها، پایین تر از دوربین های دیجیتالی قرار میگیرد، اما اصلاً برای انسان مشکل ساز نیست.

مقایسه کیفیت چشم انسان و دوربین

توجه به این نکته ضروری است که چشم انسان مدام در حال حرکت است و به صورت زنده تصاویر را ثبت و توسط مغز پردازش میکند، بنابراین فاصله تصاویر متفاوت است و مغز ما نیز تصاویر را از دو چشم دریافت میکند و با ترکیب آنها تصویری سه بعدی میسازد. اما تصاویر دوربین توسط لنزهای بسیار پیشرفته و گران قیمت به صورت ثابت ثبت میشوند و اگر در حال حرکت باشید مات میشوند. این بدین معناست که حرکات زاویه‌ای سریع چشم، جزئیات تصویر تشکیل شده در مغز را تکمیل می‌کنند.

کیفیت چشم انسان چند پیکسل است!؟

چند سال پیش بود که طی تحقیقاتی؛ دانشمندان چشم انسان را با استفاده از ۵.۹ کمان بر مبنای دقیقه محسابه کرده اند و نتیجه آن را با احتساب کل دامنه دید و مقدار جزئیات قابل رویت، رقمی معادل ۵۷۶ مگاپیکسل گزارش دادند. یعنی اگر قرار باشد متوجه پیکسل های تصویر نشویم؛ این مقدار پیکسل مور دنیاز است تا تصویری تشکیل شود که دامنه دید ما را پر کند تا مغز ما آن را به عنوان یک تصویر با کیفیت شناسایی کند. این عدد بدون در نظر گرفتن گودی مرکزی چشم انسان محاسبه شده است.

در واقع؛ گودی مرکزی چشم برای مشاهده تصاویر با کیفیت بسیار بالا در زمانی معادل ۱ هزارم ثانیه به تصویری معادل ۷ مگاپیکسل نیاز دارد تا آن را واقعی نشان دهد. اما در تاریکی؛ چشم انسان با افزایش رودوسپین در شبکیه چشم مواجه میشود و این فرآیند حدود نیم ساعت طول میکشد تا چشم ما بتواند در تاریکی، با استفاده از کمترین مقدار نور ممکن، کمی اطرافش را ببیند و درست در این حالت است که چشم میتواند نور حاصل از دو فوتون (کوچکترین عنصر تشکیل دهنده نور) را تشخیص دهد.

اگر بنا را بر مقایسه بگذاریم باید بگوییم که این مقدار در عکاسی معادل ISO 800 است و همین مقدار در نور کامل (۱۰۰ درصد) به یک ششصدم کاهش میابد. همچنین عمق میدان دید (Draw Distance) چشم انسان در هوای صاف معادل ۲۴ کیلومتر است که در هوای مه آلود یا بارانی به ۵ تا ۱۰ کیلومتر کاهش میابد. اینها مواردی است که در دوربین های دیجیتالی هم وجود دارد، اما چشم ما هزاران سال است که به آنها تجهیز شده است! اما سوالی که ممکن است برایتان پیش بیاید این است که رقم ۵۷۶ مگاپیکسل کیفیت چشم انسان چه طور بدست آمده است؟!

چشم انسان میدان دیدی (نزدیک) به ۱۸۰ درجه دارد که دانشمندان به دلایل محافظه کارانه مقدارش را ۱۲۰ درجه در نظر گرفتند. بدین معنا که وقتی به تصویری نگاه میکنید، ۱۲۰ درجه عمودی و افقی را در میدان دید جلوی خودتان میبینید. بنابراین؛ ۱۲۰ درجه‌ی افقی ضرب در ۶۰ دقیقه در هر درجه تقسیم بر ۰.۳ دقیقه می‌شود به عبارتی ۲۴۰۰۰ نقطه‌ی افقی و عمودی در میدان دید چشم انسان! پس با ضرب این دو عدد در هم به کیفیتی معادل ۵۷۶ مگاپیکسل میرسیم که رقمی حیرت انگیز است. یعنی چشم انسان ۵۷۶ مگاپیکسل کیفیت یا رزولوشن تصویری دارد!

لازم به ذکر است مقدار ۲۴۰۰۰ نقطه‌ی افقی و عمودی معادل نسبت تصویر ۱:۱ در نمایشگرهای قدیمی است. بنابراین اگر مقدار نسبت تصویر را به ۴:۳ افزایش دهیم با رزولوشنی معادل ۲۷۷۱۲×۲۰۷۸۴ و با افزایش به ۱۶:۹  یا همان تصاویر صفحه عریض به رزولوشنی معادل ۳۲۰۰۰×۱۸۰۰۰ میرسیم که معادل ۲۴۰۰۰ نقطه‌ی افقی و عمودی چشم انسان و یا به عبارتی همان ۵۷۶ مگاپیکسل است! این یعنی چشم انسان به ارحتی نسبت های مختلف کیفیت تصویر را از هزاران سال پیش درون خودش جای داده است!

دوربین آیفون های «iPhone» جدید ۸ مگاپیکسل اند و در همین حال هم گزارش شده که دوربین های جدید DSLR از کیفیت دوربینی معادل ۷۵ مگاپیکسل برخوردارند! این سوال پیچیده ای است که بفهمیم مقدار واقعی رزولوشن چشم انسان چه قدر است!؟ همانطور که گفتیم چشم انسان برای مشاهده تصاویر با کیفیت بالا تنها به تصویری معادل ۷ مگاپیکسل نیاز دارد و حالا دوربین آیفون های جدید با ۱ مگاپیکسل بیشتر همین حالت را با ۸ مگاپیکسل برای ما فراهم میکنند!

معادل کیفیت پیکسل هر رزولوشن

پیکسل تعداد پیکسل هارزولوشن استاندارد تصویر
9 مگاپیکسل921.6001280x720 یا 720p
2 مگاپیکسل1.920.0001600x1200 یا 1200p
2.1 مگاپیکسل2.073.6001920x1080 یا 1080p
3 مگاپیکسل3.145.728 2048x1536 یا 1536p
4.1 مگاپیکسل4.096.0002560x1600 یا 1600
5 مگاپیکسل4.915.2002560x1920 یا 1920p
6 مگاپیکسل5.947.3922816x2112 یا 2112p
8 مگاپیکسل 8.055.5523264x2468 یا 2468p

در آخر اشاره کنیم؛ بد نیست برای افزایش اطلاعات بیشتر به وب سایت ۱۰۸۰.plus مراجعه کنید و بررسی علمی مقایسه چشم انسان و چشم روبات را ببینید.

راي شما
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars6 Stars7 Stars8 Stars9 Stars10 Stars
Loading...

نوشته شده در تحلیل فنی

آخرین نقد و بررسی ها
بررسی کارت گرافیک GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition

بررسی کارت گرافیک GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition

تاريخ بررسي: ۲۷ اسفند, ۹۵
بررسی کارت گرافیک MSI GTX 1050 Ti Gaming X 4 GB

بررسی کارت گرافیک MSI GTX 1050 Ti Gaming X 4 GB

۱۲ بهمن, ۹۵

9.0

بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 1050 Ti G1 Gaming 4 GB

بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 1050 Ti G1 Gaming 4 GB

۱۴ دی, ۹۵

9.0

بررسی کارت گرافیک MSI RX 480 Gaming X 8 GB

بررسی کارت گرافیک MSI RX 480 Gaming X 8 GB

۹ دی, ۹۵

9.4

بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

بررسی کارت گرافیک ASUS ROG STRIX GTX 1060 OC 6GB

۱۶ آذر, ۹۵

9.0

روزی سگی، شیری را گفت: با من ستیز کن؛ شیر سر باز زد؛ سگ گفت: نزد تمام سگان خواهم گفت شیر از مقابله با من می هراسد. شیر گفت: سرزنش سگان را خوشتر دارم تا شماتت شیران، که گویند چون شیری باشد که با سگی پنجه در پنجه شده

×
بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 980 Ti Waterforce
شاخه: بررسی سخت افزار,کارت گرافیک

بررسی کارت گرافیک Gigabyte GTX 980 Ti Waterforce Xtreme Gaming 6 GB

تــیم گارد3دی

تیم گــارد3دی (Guard3d.com) سعی بر ارائه مطالب متفاوت در زمینه سخت افزار و بازی دارد و امیدوار است در این زمینه بهترین عملکرد را داشته باشد . تیم گـــارد فعالیت خود را به صورت رسمی از تاریخ 2013-10-14 برابر با 1392-07-22 آغاز کرده و تمامی مطالب تولید شده توسط این سایت برای صاحبین آن محفوظ میباشد. کپی مطالب تنها با ذکر نام (Guard3d.com) مجاز است و ما از کپی مطالب بدون ذکر دقیق لینک منبع به صفحه مطلب راضی نیستیم. امیدواریم رضایت شما را جلب کنیم .

شبکه های اجتماعی

کپی رایت 2013 © تمامی حقوق نزد Guard3d محفوظ است | طراحی و کدنویسی توسط hosseincode

error: نمیتوانید کپی کنید!!! فقط لینک صفحه برای آدرس دهی به این مطلب قابل کپی است