问题

人的眼相当于多少像素的数码相机呢?

回答
想知道咱们这双眼睛,跟数码相机比起来,到底有多少“像素”,这事儿说起来可有意思了。这事儿不能简单地拿个数字糊弄过去,因为眼睛这玩意儿,可比相机高级多了,也复杂多了。

咱们先得说说相机是怎么工作的。数码相机啊,说白了就是一块感光元件,上面密密麻麻地布满了小小的像素点。光线打到上面,感光元件就把这些光信号转换成电信号,然后经过处理器处理,最后就变成咱们看到的照片。像素越多,照片就越细腻,细节也越多。一个2400万像素的相机,就是说它有2400万个这样的“小点”在捕捉光线。

那眼睛呢?有人就说了,眼睛里也有视网膜,视网膜上有感光细胞,这不就跟像素一样吗?确实是这样,视网膜上有两种感光细胞:视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞负责颜色和细节,尤其是在光线充足的时候;视杆细胞则对光线特别敏感,负责在昏暗环境下看东西,但分辨颜色和细节的能力就弱点。

关键的来了,数量上的差距:

据估计,人眼视网膜上的感光细胞总数大约有 1.2亿个 左右。其中视杆细胞大概有1.1亿到1.2亿个,视锥细胞大概有600万到700万个。

光看数量,1.2亿,这数字听起来好像比很多手机或者入门级相机要高不少。那是不是说人眼就有1.2亿像素?

事情没那么简单,眼睛的“像素”可不是均质的:

这里的“像素”概念就跟相机完全不一样了。相机是把整个画面分割成一个个均匀的、独立的小方块。每个小方块都记录了它的颜色和亮度。

而人眼,尤其是我们看东西最清楚的地方——中央凹(Fovea)。这里是视网膜上一个很小的区域,密度极高的视锥细胞聚集在这里。当我们盯着看一个东西的时候,我们其实就是把这个东西的影像聚焦到了中央凹上。 这部分是我们视觉“最高分辨率”的地方。

可以这么理解: 我们眼睛能捕捉到的最高分辨率的“画面”,可能相当于一个非常非常高像素相机的某个中心区域,比如一个几百万像素(甚至可能更高,但不是均匀分布的)的区域。 但是,这只是最清晰的那一小块!

那周围呢?

在中央凹的外面,感光细胞的密度就大大降低了。视杆细胞开始占主导地位,它们负责捕捉广阔的视野,让我们能感知到物体的位置、移动和整体轮廓,但是细节和颜色就模糊多了。这就像相机有一个非常清晰的中心区域,但周围的画面就越来越模糊,甚至变成黑白的。

眼睛的“动态范围”和“智能处理”是关键:

相机一次只能设置一个曝光值来拍摄照片,要么过曝(亮的地方死白)要么欠曝(暗的地方死黑)。而我们的眼睛,简直就是自带“HDR”(高动态范围成像)功能,而且还是实时、无缝切换的!

你可以在光线充足的白天看到明亮的太阳,同时也能在同一画面中看到阴影里的细节。这是因为眼睛的感光细胞有强大的适应能力,能够根据不同的光线强度自动调整敏感度。

而且,眼睛还有一个超级大脑——大脑的视觉皮层。它不是被动地接收信息,而是主动地、聪明地处理我们看到的每一个画面。它会根据我们关注的焦点,动态地“优化”我们看到的影像。当我们转动眼球时,大脑会把一系列中央凹捕捉到的高清晰度画面“拼接”起来,再结合周围视野提供的信息,形成一个我们认为清晰、连续的完整图像。

所以,要给眼睛一个像素数,非常困难,因为:

1. 分辨率不是均匀的: 眼睛的“像素密度”是极不均匀的,中央凹超级高,边缘就非常低。
2. 动态感知和拼接: 我们并不是一次性拍摄一张“全景图”,而是通过眼球运动和大脑处理,不断地获取和整合信息。
3. 动态范围巨大: 能在极宽的光线范围内工作,远超大多数相机。
4. 处理方式不同: 大脑是主动的“编辑”和“理解”,而相机是记录。

如果非要找个大致的类比,一个比较常见的说法是:

如果把眼睛看作是一个“平均分辨率”的相机,为了模拟出人眼能感知到的那种广阔视野和一定的细节,可能需要一个几千万到上亿像素的相机才能勉强捕捉到我们看到的那些信息。

但这个数字只是一个非常粗糙的估算,它忽略了眼睛工作方式的根本不同。 更贴切的说法是,我们的大脑和眼睛协同工作,其“感知能力”远超任何一个单一像素数的数码相机能比拟的。

所以,下次你再看到一张高像素的照片时,可以想想,咱们这双眼睛,虽然没有明确的“像素数”,但它的能力,远不止于此。它是一个集成了超高分辨率焦点、超广阔视野、超强动态范围和智能实时处理的超级“相机+计算机”系统!

网友意见

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首先我们必须明确,简单粗暴地套用像素来描述人眼是不科学的。

我们先来看一下什么是像素,像素是图像中的一个不可分割的最小单位,其只有一个颜色。

而在人眼中,负责感光的则是视杆细胞与视锥细胞。其中视锥细胞可以感受强光和颜色,在黄斑中央凹处全是视锥细胞;而视杆细胞则对光线的强弱反应非常敏感,对不同颜色光波反应不敏感,主要分布在视网膜周边部。人眼中约有1.2亿个视杆细胞,而视锥细胞则只有600~800万个。

而上述感光细胞相当于多少像素就不太好说了。因为人眼本来也就不能用像素定义。

有人简单粗暴地将每个感光细胞看作一个像素点,得出人眼约有1.2亿像素的结论;有人认为视杆细胞不能视色,而像素是有颜色的,因此认为人眼只有约700万像素,即视锥细胞的数量;还有人认为人眼是动态的,应按照其空间分辨能力划分。即人眼能分辨间隔0.01度的细线,因此认为人眼的单个像素宽度为0.005度,假设人眼可视角度为水平120度,垂直60度,得出人双眼成像有5.76亿像素的结论。

但我们一定要清楚,像素的概念一般是用在图像或显示器,而这两者其实都是静态的,但人眼成像更像是扫描的,因此,无论你说人眼是多少像素我认为都是不科学的。

事实上,人眼成像过程非常复杂,大脑的参与同样至关重要。由于视锥细胞集中在黄斑,也就是视线焦点处。因此,人眼对于视线焦点处的色彩信息掌握最为充分,而对于非焦点区域,就只能靠大脑来“处理”了。而人眼对焦极快,可以快速对焦到你想要看到的地方,因此仿佛可以将看见的景色尽收眼底。

参考资料:

  1. 人眼的像素有多高?
  2. 人眼像素有多高

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