Hány megapixeles a szemünk?

Manapság, amikor az olcsóbb okostelefonokba is 8-10-12 megapixeles kameramodulokat szerelnek a gyártók – nem is beszélve a szélsőségekről, pl a Sony 48 megapixeles eszközéről – , még a fényképezés iránt kevés affinitással bíró emberek is képben vannak nagyjából a digitális fotók felbontását illetően. Felvetődhet a kérdés, hogy ha a telefonunk borsónyi kamerája és a mögötte lévő szenzor 12 megapixeles (tehát 12 millió képpontból álló) képeket tud rögzíteni, akkor milyen felbontású lehet a szemünk?

Az nyilvánvaló, hogy nem igazán hasonlítható össze a látásunkért felelős érzékszerv a zsebünkben megbújó telefon, vagy egy digitális fényképezőgép képalkotó rendszerével. Ennek fő oka, hogy az emberi látás nem állóképeket rögzít. A szemünk által közvetített látványt az agy folyamatosan dolgozza föl, és a szemünk is folyamatosan mozgásban van, az előttünk lévő tér különböző szeleteit úgymond letapogatva - tehát sokkal inkább lehetne egy nagy látószögű mozgásérzékelős biztonsági kamera élőben streamelt képét analógiául venni.

Tovább bonyolítja a helyzetet, hogy a látóterünknek csak egy aránylag kis központi része az, amit igazából élesen, részletgazdagon látunk, a perifériákról jóval kevesebb információ jut a retinán keresztül az agyunkba. Mondhatni a látómezőnkben a képfelbontás nem egyenletes, amit viszont az agyunk folyamatosan kompenzál. És a látásélességről, látásromlásról, vakfoltokról akkor még nem is szóltunk, ezek mind olyan faktorok, amik befolyással vannak az emberi látásra.

Mindezek ellenére érdekes - és elég bonyolult - gondolatkísérlet kiszámolni, hogy hány megapixeles a szemünk, azonban szerencsére megtette már ezt helyettünk Roger N. Clark, neves bolygókutató, a digitális képalkotás szakértője. Most megpróbáljuk kissé (nagyon) leegyszerűsítve összefoglalni, mire jutott.

Clark is azt hangsúlyozza, hogy

Az előbbiekből az is következik, hogy az agyunkban keletkező kép magasabb felbontású, mint ahány fényérzékeny receptor található a szemgolyó hátsó falán, ezért inkább az agyunkban keletkező kép felbontását próbálta kiszámolni.

Clark gondolatkísérletében először egy olyan négyzetes látómezőt vesz alapul, ami 90*90 fokos, azaz 90*60*90*60 szögperc méretű (360 fok lenne ugye látómező, ha teljesen körbe látnánk a fejünk körül). Az emberi látásélességet az 1/a hányadossal szokás leírni, ahol az "a" egy szögpercekre vonatkoztatott "x" érték. Sajnos ennek meghatározásában nincs kialakult konszenszus a fizikusok, optikusok, látáskutatók között; az értéke attól függ, hogyan használják a látásélesség tesztelésére kialakított rácsmintát. Különböző kutatók egy vonalat, vonalpárt, esetleg egy teljes ciklust vesznek az x meghatározásaként, aminek értékét ráadásul a fénymennyiség, a megvilágítás is befolyásolja. Clark korábbi kutatásokra hivatkozva, azokat összegezve úgy veszi, hogy az átlagos emberi szem látásélessége 1/0,3, így a 90*90 fokos ablakra a következő egyenletet állította fel:

90 fok * 60 szögperc * 1/0.3 * 90 fok * 60 szögperc * 1/0.3 = 324 000 000 pixel = 324 megapixel (nb.: a fent említett tesztrács vonalainak egységnyi szélessége feleltethető meg egy pixelnek).

Egy adott pillanatban a látómező egy adott pontjára meredve ennél jóval kisebb területet látunk élesen, viszont a fejünket stabilan tartva, de a szemünket forgatva jóval nagyobb területet tudunk letapogatni, ezért Clark a szem végső megapixel értékének meghatározásához egy nagyobb, 120*120 fokos ablakot vesz alapul. Így az előbbi egyenlet a következőképp módosul:

Ejha! Igaz, hogy gondolatkísérlet eredménye, de ez azért elég sok. Úgy tűnik, hogy a nagy formátumú, síkfilmes kamerák felbontása vetekszik csak az emberi szem felbontásával. Aki teheti, vigyázzon szeme világára.

A téma iránt behatóbban érdeklődőknek Michael Stevens remek videóját javasoljuk megtekintésre: