Расстояние между глаз не менее 60 пикселей
По мере развития технологий увеличивается как размер экранов, так и плотность пикселей. Казалось бы, качество изображений должно расти, утомляемость при длительной работе — уменьшаться, но в какой-то момент всё пошло не так. И да, если взять современный совсем большой монитор и навороченную среду разработки с тысячей панелей – не факт, что будет комфортно. Попробуем разобраться почему.
Давным давно в одной далёкой галактике размер мониторов был 14", стандартный текстовый режим — 80*25 и работать было вполне приятно. Когда появилась Windows и графический режим 800*600 то буквы в средах разработки, меню, полях ввода и т.п. стали существенно меньше — ведь так их гораздо больше влезет на экран! Потом появились большие разрешения, стандартный монитор вырос до 17”, потом соотношение сторон стало 16*9, разрешение и размер всё росли… В какой-то момент я понял, что стандартная схема Windows 7 даже с масштабом в 125% как-то мелковата что ноутбуке 14” c FullHD, что на большом мониторе, уже не говоря о настройках по умолчанию в IDEA.
– Это старость, подумал Штирлиц.
– А я то тут причём ?? подумал агент Старость.
Вооружившись ГОСТ Р ИСО 9241-3-2003, рулеткой и школьным курсом алгебры с геометрией, я решил проверить, так ли я неправ, выбирая крупные шрифты для кодирования (сейчас мой фаворит – Roboto Mono Light 20 от Google), и сильно увеличивая масштаб документа при работе с офисными пакетами.
Исходные данные: в соответствии с ГОСТ комфортный угловой размер символа по высоте – 20’-22’ (угловые минуты). Угловой размер – штука универсальная, но неудобная. В том же ГОСТе приведена номограмма зависимостей расстояния от монитора – размер символа – комфортный размер, но пользоваться ей в реальности тяжело – символы мелкие, линейка крупная, картинка нечёткая. Наш путь – простой калькулятор, куда можно ввести легко доступные и общеупотребительные меры и понять, правильно соответствует ли размер символа требованиям стандарта.
Для расчёта необходимы диагональ монитора, его разрешение по X и Y, расстояние, с которого смотрим и высота контрольного символа в пикселах. Все данные, кроме расстояния, можно получить не отходя от того же самого монитора, с расстоянием тоже не сложно – лист А4 имеет размеры 21*29,7 см, так что можно прикинуть с достаточной точностью. Высоту пикселя монитора можно рассчитать исходя из его диагонали и разрешения, угловой размер символа – зная его размер в пикселях и расстояние просмотра. Калькулятор временно живёт в Excel по ссылке ниже.
Проверка 1: монитор ноутбука 14” FHD, стандартная схема Windows 125%, высота заглавной буквы в меню Excel 2010 – 9 пикселов, расстояние просмотра – 45 см, угловой размер буквы – 11’, что в два раза меньше требуемой стандартом. Проверка 2: монитор аж 27”, но уже 2560*1440, расстояние – 60 см, Результат чуть лучше – 12’, но всё равно плохо (минимум – 20’).
Чтобы стало лучше – нужно увеличивать размер шрифта либо уменьшать расстояние просмотра. Проверяем: для размера той же буквы в 21’ нужно смотреть в ноутбук с расстояния (спонсор расчёта – опция Подбор параметра в Excel) – 34,4 cм, но во первых, так болит спина, а во вторых, не забываем про минимальное расстояние из ГОСТ – 40 см. Размер комфортного для меня шрифта для кодирования в IDEA (Roboto Light 20, буква “S” 15 пикселей высотой) для большого монитора как раз вписался в стандарт, пусть и по нижней границе — 20’. Масштаб документа в Word (реально крупный масштаб), в котором я пишу эту статью, откинувшись на спинку стула, также почти попал – 75 сантиметров до монитора, символ в 18 пикселей высотой – итого 19’.
* ГОСТы пишутся не просто так :);
* В первую очередь нужно доверять своим ощущениям комфорта, а не настройкам по умолчанию;
* Проверяйте размеры шрифтов на устройствах, которыми вы пользуетесь подолгу.
Нужно ли при выборе смартфона ориентироваться на разрешение экрана? Есть ли смысл в покупке 4K или 8K телевизора? Является ли Retina-дисплей iPhone (с плотностью пикселей ~300 ppi) оптимальным выбором, если это уже предел человеческого зрения, как утверждает компания Apple?
На все эти вопросы вы получите исчерпывающие ответы в этой статье!
Однако следует помнить, что разрешение (как и ppi или плотность пикселей) — это далеко не единственный параметр, на который нужно обращать внимание при выборе любого экрана. Цветопередача, яркость, контрастность, цветовой охват, энергоэффективность — всё это не менее важно.
Кроме того, чем выше разрешение экрана, тем больше требуется вычислительных ресурсов, что, в свою очередь, влияет на время автономной работы устройства.
Но все эти нюансы не относятся к теме нашего разговора. Моя цель — дать однозначный и исчерпывающий ответ на вопрос о том, есть ли ощутимая разница в четкости картинки и до какого предела можно увеличивать количество пикселей, повышая воспринимаемую детализацию.
Минуты, секунды, углы…
Перед тем, как говорить о гаджетах, вначале нужно определиться в понятиях, чтобы не возникало никаких недоразумений. И для этого рассмотрим простой пример.
Представьте, что вы смотрите на две точки определенного размера с какого-то расстояния:
Сможете ли вы с точностью сказать, что перед вами две точки, а не одна? Судя по картинке, ответ очевиден. Мы можем в этом легко убедиться и проследить за тем, как свет от этих точек попадает на сетчатку — «матрицу» нашего глаза:
Каждая точка оставила четкий «след» на сетчатке и мы их легко различаем. Но когда эти точки начнут сближаться, в какой-то момент их «следы» на сетчатке начнут сливаться в одно пятно:
Если мы приблизим картинку, то увидим примерно следующее:
Так происходит по той причине, что свет имеет двойную природу. Это и маленькие «шарики» энергии, которые сталкиваются с предметами и отлетают от них в разные стороны, словно шары для бильярда. И в то же время это волны — как те, что мы привыкли видеть на воде.
Когда свет проходит через маленькое круглое отверстие (зрачок глаза или диафрагму объектива), он проявляет свойства волны и оставляет на сетчатке размытые следы от этих волн. Чем меньше отверстие, тем более размытыми будут точки. Это явление называется дифракцией.
Если расстояние между точками будет небольшим, в какой-то момент их образы просто сольются в одно пятно и глаз уже не будет их различать. Наступление этого момента хорошо описал британский физик Рэлей еще в 1879 году (так называемый критерий Рэлея).
А теперь давайте еще раз посмотрим на два предыдущих рисунка и обратим внимание на углы, под которыми сходятся лучи света в каждом случае:
Мы видим простую закономерность — чем ближе точки друг к другу, тем меньше угол между лучами, исходящими от них. На картинке слева лучи от двух точек сходятся под бóльшим углом (a), чем на примере справа (угол b).
Логично предположить, что существует такой угол между лучами, при котором на сетчатке уже не будет двух отдельных точек — они сольются в одно пятно. Другими словами, если угол между точками будет слишком маленьким, мы уже не сможем их различать.
Соответственно, сколько бы еще точек или объектов ни находилось между этими двумя точками — для нашего глаза они будут незаметными или неразличимыми.
Получается, мы можем оценивать расстояние между точками не только миллиметрами, но и углами, под которыми пересекаются лучи света. Таким же образом можно определять даже размеры самих объектов, а не только расстояние между ними.
Собственно, именно это мы и делаем постоянно в астрономии — измеряем углами размеры небесных тел. И здесь принцип точно такой же — лучи света, исходящие от краев наблюдаемого объекта будут пересекаться под разными углами в зависимости от размера объекта:
А если мы знаем расстояние до этого объекта, то можем легко высчитать и его реальный размер. Ведь это простой треугольник с одним известным углом (под которым пересекаются лучи света) и одной известной стороной (расстояние до объекта), а другая сторона (она и будет размером объекта) высчитывается по элементарной школьной формуле.
Это и есть основные понятия, которые нужны нам для дальнейшего разговора!
Давайте еще раз подытожим:
- Наш глаз видит какой-то объект или расстояние между объектами только в том случае, если от них исходят лучи света и попадают к нам на сетчатку;
- Чем ближе объекты друг к другу или чем меньше сам объект, тем меньше будет угол, под которым пересекаются лучи света в нашем глазу;
- Существует минимальный угол (угловой размер), при котором наш глаз еще способен увидеть объект или различить два объекта на небольшом расстоянии друг от друга. Все, что меньше этого угла — либо неразличимо (если мы говорим о расстоянии между двумя объектами), либо вообще невидимо без приборов (если речь идет просто о маленьком объекте).
Теперь нужно разобраться с тем, какой же этот минимальный угол, определяющий границы наших физических возможностей.
Нормальное зрение
Помните школьную проверку зрения? Когда врач просил закрыть один глаз и назвать букву, которую он показывает на вот такой табличке:
Это так называемая таблица Сивцева для проверки зрения. Сами буквы и их размер здесь подобраны неслучайно.
К примеру, обратите внимание на букву Ш. Главное в этой букве — 3 вертикальных палочки определенной толщины. Если взять 10-й ряд сверху (очень мелкий шрифт), то ширина каждой палочки этой буквы и расстояние между палочками равняются 1.45 мм:
Если вы правильно назовете букву в 10-м ряду с 5 метров, тогда у вас нормальное зрение. Не лучшее, не идеальное, а просто нормальное. Получается, любой человек с обычным зрением способен увидеть с пяти метров две контрастные палочки толщиной 1.45 мм, которые находятся на расстоянии 1.45 мм друг от друга.
Если бы мы провели лучи света от двух палочек буквы Ш из 10-го ряда, то угол пересечения этих лучей с расстояния 5 метров был бы настолько маленьким, что изобразить его на экране просто не представляется возможным. Но для наглядности приведу грубый пример:
И теперь возникает вопрос — под каким же углом пересекаются эти лучи? Думаете это 1°? На самом деле — в 60 раз меньше!
То есть, мы способны различить два объекта, лучи от которых пересекаются под углом всего 0.0166° (1/60). И это не идеальное зрение и даже не выше среднего. Это просто нормальный показатель.
Конечно, пользоваться числом 1/60 градуса не очень удобно, поэтому для него придумали название — 1 угловая минута или просто 1′. Хотите нарисовать угловую минуту — нарисуйте транспортиром 1°, а затем разделите его на 60 ровных отрезков и вы получите нужный угол. В свою очередь, 1 угловая минута также состоит из 60 отрезков — угловых секунд.
Так вот, идеальное зрение — это способность различать две точки, если угловое расстояние между ними всего 28 угловых секунд или 0.47 угловых минут! Возвращаясь к примеру с буквой Ш, можно посчитать, что с 5 метров такой «идеальный глаз» способен различить 2 черточки, толщиной 0.68 мм каждая, на расстоянии 0.68 мм друг от друга!
Это и есть предел человеческого зрения. А дальше в игру вступают законы физики (дифракция света, критерий Рэлея) и наша физиология (диаметр одной колбочки на сетчатке и плотность их расположения).
Но в среднем, конечно, таким зрением могут похвастаться единицы. Для остальных людей более реальная граница — это что-то ближе к 0.8 угловым минутам.
И здесь важно упомянуть еще одну деталь. Думаю, вы обратили внимание на то, что я постоянно указываю расстояние до объекта. Делаю я это неспроста.
С какого расстояния будем разглядывать пиксели?
Очевидно, что различить 2 точки на расстоянии 1 мм друг от друга гораздо проще с двадцати сантиметров, чем с пяти метров. Почему тогда зрение проверяется с пяти метров? И почему 1 угловая минута равна толщине или расстоянию в 1.45 мм? Как интерпретировать угловые размеры, если мы смотрим в экран смартфона с 25 сантиметров?
На самом деле, все эти вопросы — бессмысленны. В этом и заключается прелесть угловых размеров — они учитывают расстояние до предмета.
Если острота зрения человека составляет 1 угловую минуту, то с 25 см он сможет разглядеть точку диаметром 0.07 мм, с 5 метров — точку 1.5 мм, а со 100 метров — точку 3 см:
Получается, нет никакой разницы, будет ли человек с пяти метров разглядывать картину, состоящую из точек диаметром 1.5 мм, или со ста метров — картину из точек диаметром 3 см, никакой разницы в детализации он физически не способен заметить.
Из этого следует один очень важный вывод: с определенного расстояния плотность пикселей (и разрешение экрана) не играют никакой роли. То есть, человек с хорошим зрением не сможет отличить 8K экран от FullHD или даже HD (720p), если смотреть на такие экраны с разного расстояния.
Связано это именно с угловым разрешением глаз. Если брать пример выше, то вместо одной точки диаметром 3 см на расстоянии в 100 метров может быть 3 точки диаметром 1 см каждая, но для нашего глаза это не будет играть никакой роли:
Мы все равно увидим одно зеленое пятно без каких-либо деталей. Так как всё, что не выходит за пределы минимального угла, не различимо для глаза.
Теперь, когда мы разобрались со всем этим, давайте перейдем к экранам.
Что такое бинокулярное межзрачковое расстояние?
Межзрачковое расстояние PD — значение, которое указывается в рецепте для очков, — это длина промежутка между зрачками. Довольно часто зрачки располагаются ассиметрично относительно середины переносицы, поэтому окулисты записывают данные для каждого глаза. Бинокулярное РЦ — это промежуток между центрами зрачков. Монокулярное РЦ — это расстояние от центра переносицы до центра зрачка. Так, если межцентровый промежуток равен 63 мм, то для каждого глаза величины могут быть указаны, как 31 мм и 32 мм — расстояние от центра переносицы до глаз. У взрослых людей такие данные остаются практически неизменными, а вот у детей, в связи с процессами роста, корректируются. По этой причине использование устаревших рецептов для детских очков недопустимо.
Как можно измерить межзрачковое расстояние? Современный подход к методике измерения межцентрового промежутка несколько изменен: учтены прошлые ошибки, определены приоритеты для нового оборудования. Если раньше было принято указывать разницу межзрачкового расстояния для близи и для дали в 2 мм, то сейчас, как правило, разница составляет 4-6 мм. Также теперь расстояние можно отображать любой цифрой, а не только делящейся на два, как это было рекомендовано старыми стандартами. Ранее в рецептах указывалось два расстояния. Например, 60-62 мм, где меньшее значение должно было использоваться для рассматривания близко расположенных предметов, а большее — для дальних.
В настоящее время принято считать, что межзрачковое расстояние для дали и близи может различаться на 3-7 мм.
Расстояние для нижних сегментов в бифокальных и прогрессивных линзах сложного дизайна на 2,5 мм меньше для правого и левого глаза, чем расстояние для дали.
Профилактика КЗС: как спасти свои глаза?
Лучший способ победить компьютерный зрительный синдром — устранить факторы, его вызывающие. Для этого достаточно придерживаться сколь простых, столь и эффективных рекомендаций.
Старайтесь чаще моргать
Пускай данный совет звучит довольно странно, однако это — наиболее действенный и физиологичный способ избавления от синдрома «сухого глаза», развивающегося при КЗС. Сперва вам будет сложно отслеживать количество миганий, однако регулярно прикладывая волевые усилия и заставляя себя моргать чаще (примерно каждые 3–5 секунд), вы в конце концов приучите свой организм к новому ритму и нормализуете увлажнение роговицы.
Лайфхак!
Отличным подспорьем здесь станет бытовой увлажнитель воздуха. Повышение уровня влажности в помещении позволит снизить скорость испарения секрета слезных желез с поверхности роговицы и дополнительно защитить ваши глаза.
Разрешение экрана и плотность пикселей (ppi)
Разрешение экрана — это количество светящихся точек (пикселей) по горизонтали и вертикали. К примеру, разрешение экрана iPhone 8 составляет 750 x 1334 пикселя:
Зная это число, а также зная физический размер экрана в дюймах, мы можем легко посчитать плотность пикселей или ppi (количество пикселей на один дюйм). Для этого делим количество пикселей по горизонтали на ширину экрана в дюймах: 750/2.3 (ширина экрана — 2.3 дюйма). Получаем 326 ppi или 326 пикселей на дюйм.
Можно поступить еще проще, ведь обычно мы знаем только разрешение экрана и его диагональ в дюймах, а не ширину и высоту. Поэтому для определения ppi нужно диагональ экрана в пикселях разделить на диагональ в дюймах. А чтобы узнать диагональ в пикселях достаточно представить вот такой треугольник:
Длины катетов мы знаем (это разрешение по горизонтали и вертикали), а гипотенузу находим по теореме Пифагора (квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов). Для нашего iPhone 8 диагональ 2 =750 2 +1334 2 , отсюда диагональ = 1530 пикселей. Теперь делим это число на диагональ экрана в дюймах (4.7) и получаем 326 ppi.
Если бы мы взяли тонкую полосочку толщиной в 1 пиксель и длиной в 1 дюйм (2.54 см), то эта полоска состояла бы ровно из 326 светящихся точек. Это и есть ppi.
Из этого следует, что размер одной точки (одного пикселя) составляет примерно 0.078 мм или 78 мкм (25.4 мм делим на 326 точек). Можем ли мы заметить на таком экране отдельные точки? Способен ли наш глаз различить пиксели размером примерно 0.08 мм?
Как вы уже понимаете, вопрос поставлен не совсем корректно. Ведь угловое разрешение глаза учитывает расстояние до предмета. Если мы берем нормальное зрение (1 угловую минуту), тогда с расстояния 50 см глаз способен различить точку диаметром 145 мкм (0.145 мм), что почти вдвое превышает размер пикселя iPhone.
Даже если брать человека с очень хорошим зрением (0.8 угловых минут), то его глаз способен различить на таком расстоянии точку в 116 мкм (0.116 мм), что снова гораздо больше точки на экране iPhone (78 мкм).
Однако многие люди смотрят в экран с расстояния 20-25 см (например, когда мы читаем книгу на смартфоне). И вот здесь всё становится гораздо интереснее.
Знаменитые 300 ppi
На презентации первого смартфона с экраном высокой четкости, Стив Джобс дословно сказал, что 300 точек на дюйм (300 ppi) — это предел сетчатки человека, если смотреть в экран с расстояния 25-30 см.
Давайте проверим это заявление. К слову, если кому-то интересно, как именно я определяю угловые размеры, то в двух словах объясню. Вначале нужно на калькуляторе посчитать тангенс нужного угла, а затем умножить его на расстояние до объекта.
Если мы берем среднестатистическое зрение, то это 1 угловая минута или 1/60° (0.0166). Смотрим на калькуляторе, чему равняется tg(0.0166). Это будет 2.9*10 -4 . Теперь умножаем это число на 30 см и получаем 0.0087 см или 0.087 мм, или 87 мкм.
Действительно, человек с обычным зрением с расстояния 30 см тоже не сможет различить отдельные точки на экране с плотностью пикселей 326 ppi, где каждая точка имеет размер 78 мкм.
Но уже с 25 см глаз среднестатистического человека различает предметы 72 мкм. А если брать хорошее зрение (0.8 угловых минут), то такой человек способен с 25 см увидеть отдельные точки размером 58 мкм, что значительно меньше точек iPhone.
Говорить об идеальном зрении (0.47 угловых минут) и вовсе неуместно. Такой «эталонный глаз» теоретически способен различить точку 34 мкм с расстояния в 25 см! Естественно, для обладателя такого глаза пикселизация Retina-экрана будет ужасающей.
Минуты, секунды, углы…
Перед тем, как говорить о гаджетах, вначале нужно определиться в понятиях, чтобы не возникало никаких недоразумений. И для этого рассмотрим простой пример.
Представьте, что вы смотрите на две точки определенного размера с какого-то расстояния:
Сможете ли вы с точностью сказать, что перед вами две точки, а не одна? Судя по картинке, ответ очевиден. Мы можем в этом легко убедиться и проследить за тем, как свет от этих точек попадает на сетчатку — «матрицу» нашего глаза:
Каждая точка оставила четкий «след» на сетчатке и мы их легко различаем. Но когда эти точки начнут сближаться, в какой-то момент их «следы» на сетчатке начнут сливаться в одно пятно:
Если мы приблизим картинку, то увидим примерно следующее:
Так происходит по той причине, что свет имеет двойную природу. Это и маленькие «шарики» энергии, которые сталкиваются с предметами и отлетают от них в разные стороны, словно шары для бильярда. И в то же время это волны — как те, что мы привыкли видеть на воде.
Когда свет проходит через маленькое круглое отверстие (зрачок глаза или диафрагму объектива), он проявляет свойства волны и оставляет на сетчатке размытые следы от этих волн. Чем меньше отверстие, тем более размытыми будут точки. Это явление называется дифракцией.
Если расстояние между точками будет небольшим, в какой-то момент их образы просто сольются в одно пятно и глаз уже не будет их различать. Наступление этого момента хорошо описал британский физик Рэлей еще в 1879 году (так называемый критерий Рэлея).
А теперь давайте еще раз посмотрим на два предыдущих рисунка и обратим внимание на углы, под которыми сходятся лучи света в каждом случае:
Мы видим простую закономерность — чем ближе точки друг к другу, тем меньше угол между лучами, исходящими от них. На картинке слева лучи от двух точек сходятся под бóльшим углом (a), чем на примере справа (угол b).
Логично предположить, что существует такой угол между лучами, при котором на сетчатке уже не будет двух отдельных точек — они сольются в одно пятно. Другими словами, если угол между точками будет слишком маленьким, мы уже не сможем их различать.
Соответственно, сколько бы еще точек или объектов ни находилось между этими двумя точками — для нашего глаза они будут незаметными или неразличимыми.
Получается, мы можем оценивать расстояние между точками не только миллиметрами, но и углами, под которыми пересекаются лучи света. Таким же образом можно определять даже размеры самих объектов, а не только расстояние между ними.
Собственно, именно это мы и делаем постоянно в астрономии — измеряем углами размеры небесных тел. И здесь принцип точно такой же — лучи света, исходящие от краев наблюдаемого объекта будут пересекаться под разными углами в зависимости от размера объекта:
А если мы знаем расстояние до этого объекта, то можем легко высчитать и его реальный размер. Ведь это простой треугольник с одним известным углом (под которым пересекаются лучи света) и одной известной стороной (расстояние до объекта), а другая сторона (она и будет размером объекта) высчитывается по элементарной школьной формуле.
Это и есть основные понятия, которые нужны нам для дальнейшего разговора!
Давайте еще раз подытожим:
- Наш глаз видит какой-то объект или расстояние между объектами только в том случае, если от них исходят лучи света и попадают к нам на сетчатку;
- Чем ближе объекты друг к другу или чем меньше сам объект, тем меньше будет угол, под которым пересекаются лучи света в нашем глазу;
- Существует минимальный угол (угловой размер), при котором наш глаз еще способен увидеть объект или различить два объекта на небольшом расстоянии друг от друга. Все, что меньше этого угла — либо неразличимо (если мы говорим о расстоянии между двумя объектами), либо вообще невидимо без приборов (если речь идет просто о маленьком объекте).
Теперь нужно разобраться с тем, какой же этот минимальный угол, определяющий границы наших физических возможностей.
Нормальное зрение
Помните школьную проверку зрения? Когда врач просил закрыть один глаз и назвать букву, которую он показывает на вот такой табличке:
Это так называемая таблица Сивцева для проверки зрения. Сами буквы и их размер здесь подобраны неслучайно.
К примеру, обратите внимание на букву Ш. Главное в этой букве — 3 вертикальных палочки определенной толщины. Если взять 10-й ряд сверху (очень мелкий шрифт), то ширина каждой палочки этой буквы и расстояние между палочками равняются 1.45 мм:
Если вы правильно назовете букву в 10-м ряду с 5 метров, тогда у вас нормальное зрение. Не лучшее, не идеальное, а просто нормальное. Получается, любой человек с обычным зрением способен увидеть с пяти метров две контрастные палочки толщиной 1.45 мм, которые находятся на расстоянии 1.45 мм друг от друга.
Если бы мы провели лучи света от двух палочек буквы Ш из 10-го ряда, то угол пересечения этих лучей с расстояния 5 метров был бы настолько маленьким, что изобразить его на экране просто не представляется возможным. Но для наглядности приведу грубый пример:
И теперь возникает вопрос — под каким же углом пересекаются эти лучи? Думаете это 1°? На самом деле — в 60 раз меньше!
То есть, мы способны различить два объекта, лучи от которых пересекаются под углом всего 0.0166° (1/60). И это не идеальное зрение и даже не выше среднего. Это просто нормальный показатель.
Конечно, пользоваться числом 1/60 градуса не очень удобно, поэтому для него придумали название — 1 угловая минута или просто 1′. Хотите нарисовать угловую минуту — нарисуйте транспортиром 1°, а затем разделите его на 60 ровных отрезков и вы получите нужный угол. В свою очередь, 1 угловая минута также состоит из 60 отрезков — угловых секунд.
Так вот, идеальное зрение — это способность различать две точки, если угловое расстояние между ними всего 28 угловых секунд или 0.47 угловых минут! Возвращаясь к примеру с буквой Ш, можно посчитать, что с 5 метров такой «идеальный глаз» способен различить 2 черточки, толщиной 0.68 мм каждая, на расстоянии 0.68 мм друг от друга!
Это и есть предел человеческого зрения. А дальше в игру вступают законы физики (дифракция света, критерий Рэлея) и наша физиология (диаметр одной колбочки на сетчатке и плотность их расположения).
Но в среднем, конечно, таким зрением могут похвастаться единицы. Для остальных людей более реальная граница — это что-то ближе к 0.8 угловым минутам.
И здесь важно упомянуть еще одну деталь. Думаю, вы обратили внимание на то, что я постоянно указываю расстояние до объекта. Делаю я это неспроста.
С какого расстояния будем разглядывать пиксели?
Очевидно, что различить 2 точки на расстоянии 1 мм друг от друга гораздо проще с двадцати сантиметров, чем с пяти метров. Почему тогда зрение проверяется с пяти метров? И почему 1 угловая минута равна толщине или расстоянию в 1.45 мм? Как интерпретировать угловые размеры, если мы смотрим в экран смартфона с 25 сантиметров?
На самом деле, все эти вопросы — бессмысленны. В этом и заключается прелесть угловых размеров — они учитывают расстояние до предмета.
Если острота зрения человека составляет 1 угловую минуту, то с 25 см он сможет разглядеть точку диаметром 0.07 мм, с 5 метров — точку 1.5 мм, а со 100 метров — точку 3 см:
Получается, нет никакой разницы, будет ли человек с пяти метров разглядывать картину, состоящую из точек диаметром 1.5 мм, или со ста метров — картину из точек диаметром 3 см, никакой разницы в детализации он физически не способен заметить.
Из этого следует один очень важный вывод: с определенного расстояния плотность пикселей (и разрешение экрана) не играют никакой роли. То есть, человек с хорошим зрением не сможет отличить 8K экран от FullHD или даже HD (720p), если смотреть на такие экраны с разного расстояния.
Связано это именно с угловым разрешением глаз. Если брать пример выше, то вместо одной точки диаметром 3 см на расстоянии в 100 метров может быть 3 точки диаметром 1 см каждая, но для нашего глаза это не будет играть никакой роли:
Мы все равно увидим одно зеленое пятно без каких-либо деталей. Так как всё, что не выходит за пределы минимального угла, не различимо для глаза.
Теперь, когда мы разобрались со всем этим, давайте перейдем к экранам.
Обустройте свое рабочее место
Как бы банально это ни прозвучало, но все, что необходимо знать об организации рабочего места пользователя ПК содержится в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Несмотря на то, что с 1 января 2021 года данный документ утратил юридическую силу, пройдя через так называемую «регуляторную гильотину», множество изложенных в нем требований отнюдь не потеряло своей актуальности. Единственный недостаток этого перечня правил заключается в излишней сухости изложения и громоздких оборотах, столь характерных для любых подзаконных актов. Чтобы вам не пришлось мучиться, продираясь сквозь тернии канцелярита, обозначим ключевые моменты.
Начнем с параметров вашего рабочего кабинета. Его окна должны быть ориентированы на север и северо-восток — это позволит добиться оптимального естественного освещения в дневное время и поможет избежать ситуаций, когда слепящее солнце будет светить прямо в оконный проем в утренние и вечерние часы. Если окна расположены неудачно, для рассеивания света на них необходимо установить жалюзи. Для внутренней отделки помещения лучше всего использовать диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения 0.7–0.8 для потолка, 0.5–0.6 для стен и 0.3–0.5 для пола. Такая градация позволит добиться максимально естественного распределения светового потока внутри комнаты.
Рабочий стол следует разместить таким образом, чтобы свет из окон падал на него сбоку (наиболее оптимально — слева). Ни в коем случае не ставьте стол так, чтобы оконный проем оказался за вашей спиной или, напротив, прямо позади монитора. Сам монитор должен находиться непосредственно перед вашим лицом, а не сбоку. Оптимальное расстояние от глаз до поверхности экрана должно составлять 60–70 см, но не менее 50 см. Центр экрана должен располагаться ниже уровня глаз на 15–20 градусов. Чтобы не мучится с расчетами, предлагаем воспользоваться следующей табличкой:
Горизонтальное расстояние от глаз до монитора | Вертикальное смещение центра монитора вниз |
50 см | 13-15 см |
60 см | 16-18 см |
70 см | 19-20 см |
Из поля зрения необходимо убрать светильники, а также любые яркие и бликующие предметы (зеркала, керамику, картины с застекленными рамами, и т.д.). Хорошим выбором для оборудования кабинета станет мебель с антибликовой поверхностью.
Искусственное освещение должно быть как можно более равномерным и не создавать бликов на поверхности экрана. Уровень освещенности последнего не должен превышать 300 люкс, тогда как освещенность рабочего стола должна находиться в пределах 300–500 люкс: это необходимо для того, чтобы при работе с документами вам не пришлось использовать местное освещение высокой интенсивности, что также категорически запрещено. Если в процессе работы вам периодически необходимо обращаться к печатным материалам, старайтесь располагать их в пространстве между клавиатурой и монитором, либо рядом с ним на примерно таком же расстоянии (для этих целей можно воспользоваться специальным держателем).
Соблюдайте правило 20–20–20
Данный способ «разгрузки» зрительного аппарата был предложен Американской оптометрической ассоциацией. Суть методики предельно проста: все, что требуется при длительной работе за компьютером — каждые 20 минут делать 20-секундные перерывы и разглядывать удаленные предметы, расположенные от вас на расстоянии не менее 20 футов (около 6 метров). В этот момент цилиарная мышца глаза максимально расслабляется, что помогает предотвратить ее спазм.
Лайфхак!
На основе правила 20–20–20 было создано немало приложений-помощников, начиная от простых напоминалок и заканчивая программами, принудительно блокирующими монитор компьютера по прошествии заданного времени (к таковым относится, например, POMY — бесплатная утилита, доступная в версиях для Windows 10 и macOS). Если вам сложно контролировать себя, рекомендуем воспользоваться одним из подобных советников.
Преимущество измерения межзрачкового расстояния пупиллометром
Пупиллометр — это прибор, используемый для определения диаметра зрачков, межзрачкового расстояния, широко применяемый в офтальмологии. В многофункциональных приборах предусмотрен выбор настроек, а также есть автоматический учет высоты переносицы пациента, что положительно сказывается на точности результатов.
- точная настройка, быстрый результат с минимальными погрешностями;
- возможность проводить измерения для каждого глаза отдельно;
- на результаты не влияют неконтролируемые движения зрачков, уровень освещенности помещения и различные раздражительные факторы;
- данные отображаются в цифровом виде на дисплее устройства.
Прибор измеряет промежуток от середины переносицы до зрачков и фиксирует изменения в условиях смещения фокуса. С его помощью можно определить асимметрию в расположении глаз, получить данные для любого рабочего расстояния.
К сожалению, есть и некоторые противопоказания к использованию такого прибора: искривление носа, слабая острота зрения, при которой человек не видит метку, а также кривошея — заболевание, характеризующееся наклоном головы с ее одновременным поворотом в противоположную сторону.
Настройте яркость монитора в соответствии с общим уровнем освещенности
Яркость экрана должна соответствовать уровню освещенности окружения. Чтобы правильно ее настроить, достаточно открыть пустую страницу в Word или Google Docs. Если белый лист на экране нестерпимо сияет, подобно лампе, значит яркость следует убавить. Если же он, напротив, кажется вам сероватым и тусклым, яркость необходимо увеличить.
Лайфхак!
Снизить нагрузку на глаза поможет и верный выбор размера шрифта. Для его расчета можно воспользоваться так называемым «тройным правилом»: кегль должен быть таким, чтобы вы смогли свободно прочесть текст на экране с дистанции, в три раза превышающей стандартную. То есть, если обычно вы сидите на расстоянии 60 см от монитора, то должны различать буквы и со 180 см.
Купите электронную книгу
В современных реалиях покупка электронной книги кажется бессмысленной. И правда, зачем тратиться на сравнительно дорогое устройство, если за ту же сумму можно приобрести куда более функциональный смартфон или планшет? А между тем, «читалки» действительно помогают предотвратить развитие КЗС, что делает их практически незаменимыми для любого книголюба или человека, вынужденного много работать с текстами по долгу службы. Секрет кроется в устройстве дисплея, принципиально отличающемся от LCD- и OLED-матриц, используемых в современных мониторах.
Термины «электронная бумага» и «электронные чернила», применяемые в отношении экранов подобных устройств, — отнюдь не просто маркетинговые названия, ведь для человеческого глаза между E-Ink Carta и бумажной страницей практически нет никакой разницы. Каждый пиксель такого экрана представляет собой микрокапсулу, заполненную жидкостью, в которой плавают частицы пигмента белого (имеют положительный заряд) и черного (имеют отрицательный заряд) цветов. Изображение на экране формируется за счет перемещения пигментных частиц внутри капсул-пикселей при подаче на верхний и нижний электроды напряжения соответствующей полярности.
Сам по себе дисплей, выполненный по технологии электронных чернил, не содержит светоизлучающих элементов, то есть, человеческий глаз видит текст на E-Ink-экране только благодаря свету из внешних источников, отраженному от пигментных частиц. Проще говоря, электронная бумага «работает» точно также, как и настоящая. Это обеспечивает и еще одно важное преимущество — как и в случае со страницами бумажных книг, яркостно-контрастные параметры дисплеев электронных читалок определяются параметрами светового окружения, в котором вы находитесь.
При чтении обычных книг всегда работает «автоматическая регулировка яркости»: если вы читаете при ярком свете, то и поверхность страниц становится ярче, поскольку возрастает интенсивность отраженного светового потока, а если перейдете в плохо освещенное помещение, то яркость страниц также снизится. Аналогичным образом это происходит и с электронными книгами, что позволяет решить проблему яркостно-контрастных перепадов, неизбежно возникающих при работе с обычными мониторами.
И даже подсветка E-Ink-экранов оказывается куда более физиологичной по сравнению с тем, как это реализовано в мониторах и мобильных девайсах. Если подсветка LCD-дисплеев осуществляется за счет светодиодов, расположенных позади слоя, в котором формируется изображение, а пиксели OLED-матриц светятся сами по себе, то подсветка E-Ink-дисплеев работает точно также, как и естественное освещение. В силу особенностей электронной бумаги, расположение источника света позади пигментного слоя оказывается практически бессмысленным: чтобы оценить всю «эффективность» такого подхода, просто попробуйте посмотреть на лампу сквозь лист плотной бумаги, и вы сразу поймете, о чем идет речь. Именно поэтому свет, излучаемый светодиодами, распространяется в узком внешнем слое экрана, освещая поверхность пигментной матрицы сверху, словно вы читаете обычную книгу в свете электрической лампы.
В ридерах верхнего ценового сегмента подсветка реализована по технологии «flicker-free», то есть, у нее полностью отсутствует мерцание, что делает чтение еще более комфортным для глаз. А некоторые модели электронных книг также позволяют настраивать цветовую температуру подсветки. Хотя прямого влияния на остроту зрения данная функция не оказывает, характер освещения отражается на ментальном состоянии человека.
Так, например, оптическое излучение теплых тонов с желтоватым оттенком (около 3000K) воспринимается мозгом, как солнечный свет на закате, действуя на организм успокаивающе и расслабляюще, поэтому такая подсветка станет оптимальным выбором для любителей почитать перед сном. Холодный же белый свет (5000K), напротив, ассоциируется с полуденным солнцем, улучшая концентрацию внимания и снижая уровень сонливости, а значит, такая подсветка идеально подойдет для работы с документами.
Наконец стоит упомянуть, что поверхность E-Ink-экранов имеет матовое покрытие, «размывающее» отраженный свет и препятствующее появлению бликов, что также делает чтение более комфортным.
Лайфхак!
Читалки годятся не только для чтения романов, но и отлично подходят для работы с документами. Единственная проблема, с которой вы можете столкнуться — некорректное распознавание определенных форматов текстовых файлов, или полное отсутствие поддержки некоторых из них. Решить ее поможет бесплатный менеджер электронных книг с открытым исходным кодом Calibre, который позволяет не только удобно управлять вашей электронной библиотекой, но и может похвастаться функцией массовой конвертации файлов из одного формата в другой, благодаря чему вы сможете буквально в пару кликов перевести документы DOCX в более подходящие для электронной книги EPUB или FB2.
P.S. На просторах интернета можно отыскать немало так называемых «тренажеров» для глаз, выполненных в виде приложений или видеороликов, все тренировки на которых сводятся к слежению за движущимися объектами и трехмерными формами. Такие псевдотренажеры никак не помогут вам в борьбе с компьютерным зрительным синдромом, а лишь вызовут еще большую усталость глаз, чему, в частности, способствует любовь авторов подобных творений к кислотным цветам и ярким вспышкам.
Пускай наше сознание достаточно легко обмануть с помощью оптических иллюзий, для глаза условный бесконечный коридор, уходящий вдаль, останется все тем же плоским изображением на поверхности монитора, и сколько бы вы на него ни смотрели, цилиарная мышца по-прежнему будет находиться в сильном напряжении. Куда полезнее сделать перерыв на несколько минут и полюбоваться видом из окна. Даже если там нет ровным счетом ничего примечательного, разглядывание удаленных объектов поможет вашим глазам расслабиться и прийти в норму.
Облачные серверы от Маклауд быстрые и недорогие.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Комфорт во время ношения очков, во многом зависит от правильного центрирования линзы в оправе. Точное центрирование обеспечивает необходимое качество коррекции зрения и облегчает адаптацию к очкам. Узнаем, что такое межзрачковое расстояние и какие методики позволяют получить максимально точные измерения при подборе очков.
Астенопические жалобы пациентов, отдавших предпочтение очковой коррекции зрения, зачастую связаны с неправильными данными о межцентровом расстоянии. Среди самых распространенных симптомов непереносимости очков — головные боли, жжение в глазах, головокружение.
Почему могут не подойти новые очки? Вот частые причины дискомфорта:
- нарушение расстояния между центрами линз;
- асимметричность лица, разная высота переносицы;
- нарушение расстояния по вертикали;
- нарушение вертексного расстояния (промежуток от вершины глазного яблока до обращенной к глазу поверхности линзы).
Чтобы избежать подобных проблем, необходимо отдать предпочтение современным методам диагностики и определения межзрачкового расстояния. Тогда данные рецепта будут корректными, а оптический центр линзы совпадёт с центром зрачка.
Как выполняется измерение межзрачкового расстояния
Для определения межзрачкового расстояния принято использовать три основных метода: с использованием линейки и мишени на расстоянии пяти метров, с помощью линейки при визировании пациентом глаза врача, с применением специального прибора — пупиллометра.
Используя линейку, можно получить данные об общем межзрачковом и о монокулярном расстоянии. Для получения достоверного результата пациент должен сидеть в непринужденном положении напротив врача. При измерении оптические оси человека должны быть параллельны друг другу, без конвергенции. Врач в это время находится напротив пациента, на одном уровне. Расстояние измеряется от внешней стороны радужки правого глаза до внутренней стороны радужки левого глаза.
Также измерение расстояния между зрачками проводится с помощью контрастной мишени. Её устанавливают над таблицей Сивцева на удаленности около пяти метров от человека. Она используется для фиксации взгляда. В качестве мишени обычно используется красный круг диаметром 4-5 см. Взгляд человека должен быть направлен вдаль, поверх головы врача, который производит измерения. Если у пациента маленький рост, необходимо это учитывать и увеличивать высоту сидения. Из обязательных условий — хорошее освещение.
Врач должен хорошо видеть глаза обследуемого, которому, в свою очередь, необходимо фиксировать голову и глаза в одном положении для получения максимально корректных результатов измерения, без погрешностей.
Измерение с помощью линейки при визировании обследуемым глаза врача проводится сидя. Глаза специалиста и обследуемого находятся на одном горизонтальном уровне, положение должно быть естественным. Врач смотрит на зрачок человека и попеременно закрывает свои глаза, прося пациента смотреть в его открытый глаз. Так, при измерении вдаль, специалист закрывает свой правый глаз и просит обследуемого смотреть в его левый глаз, ставя нулевое деление напротив наружного лимба. Затем врач открывает правый глаз, закрывая левый, и просит человека смотреть на правый глаз, тем самым выравнивая зрительную ось.
Освойте слепой метод печати
Сразу оговоримся, что в данном случае речь не идет об эталоном десятипальцевом методе, основная цель которого заключается в том, чтобы достичь максимальной производительности при наборе текста. Безусловно, это — весьма полезный навык для любого программиста, писателя или офисного работника, однако главное, чему вы должны научиться — не смотреть на клавиатуру в процессе работы.
При этом абсолютно неважно, сколько пальцев вы задействуете и насколько верно распределяете между ними клавиши. Ведь на здоровье глаз влияет не скорость печати, а лишняя нагрузка на аккомодационный аппарат, которая возникает при постоянной перефокусировке зрения, когда вы чуть ли не каждое мгновение переводите взгляд с монитора на клавиатуру (которая, к тому же, расположена еще ближе, чем экран) и обратно. Чтобы научиться печатать вслепую, вы можете воспользоваться одним из многочисленных руководств, курсов или клавиатурных тренажеров, доступных на просторах интернета.
Лайфхак!
Обучаемость слепому методу печати во многом зависит от психофизиологических особенностей конкретного человека. На первых порах многим бывает крайне сложно отказаться от привычки подглядывать на клавиши. Здесь может помочь приобретение кейкапов без маркировки. По мере того, как вы будете запоминать расположение клавиш, меняйте кейкапы с выученными буквами и символами на пустые.
Компромиссным решением может стать переход на кейкапы с боковой гравировкой.
С одной стороны, бросив взгляд на такую клавиатуру, вы не сможете увидеть символы сразу, что делает ее очень удобной для использования в обучающих целях. В то же время, если вы напрочь забудете значение той или иной клавиши, то всегда сможете подглядеть, лишь слегка наклонив голову.
Рассчитываем лучшее разрешение
Итак, мы убедились, что с расстояния в 25 см даже самый обычный глаз с разрешением в 1 угловую минуту способен различить пиксели на экране с плотностью 326 ppi. А человек с хорошим зрением (0.8′) — и подавно!
Но здесь важен не только сам факт того, заметите ли вы сознательно отдельные пиксели или нет. Я прекрасно помню, с каким удовольствием в начале нулевых читал книги на своем КПК iPAQ 1940. Четкость его экрана с разрешением 240 на 320 точек казалась мне исключительной, хотя объективно размер этих точек был просто огромным.
И только переходя на новые устройства с более качественными экранами, я осознавал, насколько плохими и нечеткими были экраны предыдущих гаджетов.
Конечно, нельзя сравнивать старые 240p-экраны с новыми дисплеями даже бюджетных аппаратов. Но когда вы переходите с того же iPhone 8 (с экраном 326 ppi) на устройство с экраном 400 ppi, вы вполне можете ощутить разницу в четкости изображения (например при чтении текста), даже не обращая внимания на отдельные пиксели.
Если же брать верхнюю границу, за которой уже нет смысла повышать количество точек на дюйм (ppi), то мы можем составить такую таблицу (в первой колонке До экрана указано расстояние, с которого мы смотрим в экран):
Если мы говорим, что плотность пикселей IPS-экрана составляет 326 ppi, это значит, в 1 дюйме помещается 326 синих, 326 зеленых и 326 красных субпикселей.
Но когда речь идет об AMOLED-экранах, здесь ситуация сильно отличается, так как практически в любом AMOLED-экране количество красных и синих субпикселей в 2 раза меньше количества зеленых субпикселей:
Поэтому, когда вы видите, что экран iPhone 12 Pro имеет плотность пикселей 458 ppi, не обольщайтесь. Это значит, что в этом экране 458 зеленых субпикселей на 1 дюйм. Но когда мы посчитаем количество красных или синих субпикселей, то их окажется заметно меньше — 324 ppi.
Повторюсь, это касается практически любого AMOLED-экрана. И по этой причине приведенная выше таблица будет выглядеть несколько иначе для AMOLED-экранов. Так как иногда на контрастных границах изображения человек даже с обычным зрением (1′) сможет с 25 сантиметров заметить неровность шрифтов на AMOLED-экране с плотностью пикселей 450 ppi.
Что же касается телевизоров, то здесь работает тот же принцип. При выборе оптимального разрешения нужно учитывать физический размер экрана и расстояние, с которого вы будете на него смотреть.
Вместо выводов
Я еще раз хочу подчеркнуть основную мысль, которую пытался донести в этой статье. Вы можете выбирать любой экран, игнорируя его разрешение.
Многие люди предпочтут автономность небольшой разнице в четкости. Кому-то вообще безразлично, видны ли пиксели, если очень вглядываться и выискивать недостатки.
Эта статья отвечает лишь на один конкретный вопрос — есть ли смысл в увеличении разрешения экрана и до каких пределов можно увеличивать плотность пикселей, замечая (при желании) разницу в четкости картинки.
Как мы разобрались, для того, чтобы глаз спутал изображение на экране с реальностью, нужна достаточно высокая плотность пикселей, которая пока не встречается повсеместно даже на флагманских смартфонах.
Конечно, детализация — это лишь часть общей картины, но для многих она важна. И 300 ppi — это далеко не предел человеческого зрения.
Алексей, глав. редактор Deep-Review
P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на наш научно-популярный сайт о мобильных технологиях, чтобы не пропустить самое интересное!
Очень часто фотографы, а иногда и люди из других специальностей, проявляют интерес к собственному зрению.
Вопрос, казалось бы, простой на первый взгляд… можно погуглить, и всё станет ясно. Но практически все статейки в сети дают либо «космические» числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), либо это и вовсе какие-то убогие рассуждения.
Поэтому постараюсь кратко, но последовательно, чтобы никто ничего не упустил, раскрыть эту тему.
Начнём с общей структуры зрительной системы
Сетчатка состоит из трёх типов рецепторов: палочки, колбочки, фоторецепторы(ipRGC).
Нас интересуют только колбочки и палочки, так как они создают картинку.
- Колбочки воспринимают синий, зелёный, красный цвета.
- Палочки формируют яркостную составляющую с наибольшей чувствительностью в бирюзовом цвете.
Практически все колбочки расположены в центральной ямке FOVEA (жёлтое пятно в центре сетчатки). Именно fovea отвечает за самую чёткую область зрительного поля.
Для лучшего понимания проясню - fovea покрывает ноготь на мизинце на вытянутой руке, разрешающий угол примерно 1,5 градуса. Чем дальше от центра fovea, тем более размытую картинку мы видим.
Плотность распределения палочек и колбочек в сетчатке.
Палочки отвечают за восприятие яркости/контраста. Наибольшая плотность палочек — примерно по-середине между центральной ямкой и краем сетчатки.
Интересный факт — многие из вас замечали мерцание старых мониторов и телевизоров при взгляде на них «боковым зрением», а когда смотрите прямо, то всё отлично, было, да?)
Это происходит по причине наибольшей плотности палочек в боковой части сетчатки. Чёткость зрения там паршивая, зато чувствительность к изменению яркости — самая высокая.
Как раз эта особенность и помогала нашим предкам быстро реагировать на самые мелкие движения на периферии зрения, чтобы тигры не пооткусывали им задницы)
Итак, что мы имеем — сетчатка содержит суммарно около 130 Мп. Ура, вот и ответ!
Нет… это только начало и цифра далека от верного значения.
Вернёмся снова к центральной ямке fovea.
Колбочки в самой центральной части ямки «umbo» имеют каждая свой аксон (нервное волокно).
Т.е. эти рецепторы, можно сказать, самые приоритетные — сигнал от них почти напрямую поступает в зрительную кору мозга.
Колбочки, расположенные дальше от центра, уже собираются в группы по несколько штук — они называются «рецептивные поля».
Например, 5 колбочек соединяются с одним аксоном, и дальше сигнал идёт по зрительному нерву в кору.
На этой схеме как раз показан случай такой группировки нескольких колбочек в рецептивное поле.
Палочки, в свою очередь, собираются в группы по несколько тысяч — для них важна не резкость картинки, а яркость.
Итак, промежуточный вывод:
- каждая колбочка в самом центре сетчатки имеет свой аксон,
- колбочки на границах центральной ямки собираются в рецептивные поля по несколько штук,
- несколько тысяч палочек соединяются с одним аксоном.
Да, всего один миллион!
В фотиках матрицы по 100500 мегапикселей, а наши глаза всё равно субъективно круче!
Сейчас и до этого доберёмся)
Значит, 130 Мп превратились в 1 Мп, и мы каждый день смотрим на мир вокруг… хорошая графика, не так ли?)
Есть пара инструментов, помогающих нам видеть мир вокруг почти постоянно почти чётким:
1.Наши глаза совершают микро- и макросаккады — что-то типа постоянных перемещений взгляда.
Макросаккады — произвольные движения глаз, когда человек рассматривает что-то. В это время происходит «буферизация» или слияние соседних изображений, поэтому мир вокруг нам кажется чётким.
Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие (несколько угловых минут) движения.
Они необходимы для того, чтобы рецепторы сетчатки банально успевали насинтезировать новых зрительных пигментов — иначе поле зрения просто будет серым.
2.Ретинальная проекция
Начну с примера — когда мы читаем что-то с монитора и постепенно крутим колёсико мышки для перемещения текста, то текст не смазывается… хотя должен) Это очень занятная фишка — здесь в работу подключается зрительная кора.
Она постоянно держит в буфере картинку и при резком смещении объекта/текста перед зрителем быстро смещает эту картинку и накладывает на реальное изображение.
А как же она знает, куда смещать?
Очень просто — Ваше движение пальцем по колёсику уже изучено моторной корой до миллиметров… Зрительная и моторная области работают синхронно, поэтому Вы не видите смаза.
А вот когда кто-то другой крутанёт колёсико. )
Зрительный нерв
С каждого глаза выходит зрительный нерв плотностью ~1 Мп (от 770 тысяч до 1,6 млн пикселей — кому как повезло), дальше нервы с левого и правого глаз пересекаются в оптической хиазме — это видно на первой картинке — происходит смешение аксонов примерно по 53% с каждого глаза.
Потом два этих пучка попадают в левую и правую части таламуса - это такой «распределитель» сигналов в самом центре мозга.
В таламусе происходит, можно сказать, первичная «ретушь» картинки — повышается контраст.
Далее сигнал из таламуса поступает в зрительную кору.
И здесь происходит невероятное количество процессов, вот основные:
- слияние картинок с двух глаз в одну — происходит что-то типа наложения (1 Мп так и остаётся),
- определение элементарных форм — палочек, кружочков, треугольников,
- определение сложных шаблонов — лица, дома, машины и т.д.,
- обработка движения,
- покраска картинки. Да, именно покраска, до этого в кору просто поступали аналоговые импульсы разной частоты,
- ретушь слепых зон сетчатки — без этого мы бы видели постоянно перед собой два тёмно-серых пятна размером с яблоко,
- ещё уйма «фотошопа»,
- и наконец, вывод финального изображения — то, что вы и называете зрением — феномен зрения.
В этом и заключается суть феноменологии зрения — у вас ОДНА зрительная система. Вы не можете посмотреть на свою же картинку со стороны.
Если бы человек обладал двумя зрительными системами и по желанию мог переключиться с системы 1 на систему 2 и оценить как работает первая система — тогда да, ситуация была бы печальная :)
Но имея одну зрительную систему ВЫ сами и являетесь этой картинкой, которую видите!
Зрительная кора сама осознаёт процесс зрения. Перечитайте это несколько раз.
При травме первичной зрительной коры человек не понимает, что он слеп — это называется анозогнозия, т.е. картинку он совершенно не видит, но при этом может нормально ходить по коридору с препятствиями(первая ссылка в списке).
Здесь я сделаю небольшое отступление и дам краткое пояснение, почему же свет, проходя через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и все слои нейронов сетчатки не искажается так сильно, как мы предполагаем. Если сравнивать чистоту и степень аберраций, то нашему глазу далеко до хорошей оптики в современной фото-видео технике.
Всё дело в рецептивных полях — РП (имеются ввиду поля в сетчатке, ЛКТ и отделе коры V1). Одна из задач РП — увеличение микро-контраста изображения. Сетчатка получает слегка размытую картинку, а после этого в процессе нескольких этапов повышения контраста мы видим вполне детализированное изображение. Сама суть увеличения контраста состоит в сужении градиентов, как на примере ниже:
Завершая эту, надеюсь, краткую и понятную статью, хочу напомнить — мы все имеем картинку в ~1 Мп… живите с этим :)
Литература:
Дэвид Хьюбел — «Глаз, мозг, зрение»
Стивен Палмер — «От фотонов к феноменологии»
Баарс Б., Гейдж Н. — «Мозг, познание, разум»
Джон Николлс, А. Мартин, Б. Валлас, П. Фукс — «От нейрона к мозгу»
Майкл Газзанига — «Кто за главного?»
Головные боли, ощущение рези в глазах, словно под веки кто-то насыпал песка, застилающая взор пелена — все эти симптомы отлично знакомы каждому, кто вынужден проводить за экраном компьютера по несколько часов к ряду. Большинство людей относится к проявлениям компьютерного зрительного синдрома как к чему-то само собой разумеющемуся, и совершенно напрасно, ведь запущенный КЗС способен обернуться серьезными осложнениями в будущем. Как же предотвратить их появление и навсегда избавиться от столь неприятного недуга? Попробуем разобраться.
Межзрачковое расстояние для дали и близи — методы измерения
При измерении расстояния для близи специалисту необходимо учитывать конвергенцию (физиологическую способность глаз сводить зрительные оси на предмете). Измерение PD при взгляде вблизи проводится с внешней стороны радужки правого глаза до внутреннего края лимба левого глаза. Ведущий глаз врача находится при этом напротив центра переносицы пациента, на одном уровне. Промежуток между глазами врача и обследуемого человека равен сорока сантиметрам.
Комфортное бинокулярное зрение обеспечивает правильный инсет — разница между центром зрачка для дали и центром зрачка для близи.
Инсет важен при составлении рецепта для прогрессивных очков. При измерениях межзрачкового расстояния для дали, точку фиксации располагают на расстоянии 70 см от пациента, выше головы врача на 4-5 см. При проведении измерений для дали существенные преимущества имеет пупиллометр, минимизирующий различные погрешности. Так, по сравнению с методом измерения линейкой, у пупиллометра погрешностей в 3 раза меньше.
То, чего не может быть: почему наши глаза не дружат с компьютером?
Человеческое тело в его современном виде является плодом миллионов лет эволюции. Отдельные органы и их системы устроены и функционируют именно так, а не иначе, благодаря последовательному формированию и закреплению адаптаций к окружающей среде. Но в отличие от зверей и птиц человек способен не просто адаптироваться к существованию в рамках той или иной экосистемы, но и создавать новые условия обитания для своего вида.
За годы научно-технического прогресса на нашей планете сформировался уникальный объект экосферы — техносфера, частью которой являются персональные компьютеры и многочисленные мобильные гаджеты, которые мы с вами используем каждый день. В полезности этих устройств не приходится сомневаться: каждое из них делает нашу жизнь лучше, помогая решать огромное количество разнообразных задач. Вот только наше с вами тело попросту не успевает подстраиваться под стремительно меняющиеся правила игры.
Зрительная система человека оказалась решительно неготовой к считыванию информации с LCD- и OLED-дисплеев. Все дело в том, что формируемое на мониторе изображение принципиально отличается от всего, что существует в природе:
- символы и картинки, отображаемые на экране, не являются целостными, а состоят из дискретных элементов — пикселей;
- пиксели не имеют четких границ, а потому получаемые изображения оказываются гораздо менее контрастны по сравнению с реальными объектами;
- изображение на экране является самосветящимся (проекционным), тогда как человеческий глаз привык распознавать предметы исключительно в отраженном свете.
Для КЗС характерны следующие симптомы:
- снижение остроты зрения (предметы, которые ранее были четкими, кажутся размытыми);
- нарушение аккомодации (выражается в замедлении фокусировки при переводе взгляда с ближних предметов на дальние и обратно);
- эффект Мак-Калаха (при резком переводе взгляда с дисплея на черный или белый предмет он окрашивается в цвет, доминирующий на экране);
- диплопия (двоение в глазах);
- астенопия (зрительный дискомфорт, повышенная утомляемость и общее снижение работоспособности);
- головные боли, боли в области шеи.
Компьютерный зрительный синдром чреват рядом осложнений, наиболее серьезными из которых являются спазм цилиарной мышцы и привычно-избыточное напряжение аккомодации (ПИНА), которые, в свою очередь, способствуют прогрессированию миопии (близорукости), а у пользователей ПК старше 35 лет провоцируют преждевременное развитие пресбиопии (возрастной дальнозоркости, обусловленной необратимыми изменениями структуры хрусталика). В свою очередь, синдром «сухого глаза» способен вызвать развитие конъюнктивита (воспаление слизистой оболочки глаза), мейбомита (воспаление сальных желез, расположенных в толще хрящей век) и даже язвенного кератита — воспаления роговой оболочки глаза, сопровождаемого нарушением целостности ее эпителиального слоя и затрагивающего строму роговицы.
Читайте также: