¿Cuánto es una visión 20/20 medida en megapíxeles?

Alrededor de 340 megapíxeles. Sin embargo , es realmente una comparación ineficaz, porque los métodos de captura de imágenes en los ojos y en las cámaras digitales son completamente diferentes .

Fuente: xkcd: campo visual

Tenga en cuenta que la “visión 20/20” es solo un término que significa que tiene las capacidades de visión del humano promedio : muchos creen erróneamente que es una “visión perfecta”. El numerador y el denominador son términos adimensionales y relativos para describir qué tan lejos de un objeto debe estar para verlo, en comparación con la persona promedio. El numerador es la distancia que tiene que estar desde el objeto (20 pies) para verlo, y el denominador representa la misma métrica para la persona promedio en su lugar. Por lo tanto, la visión 20/20 es solo la visión humana promedio.

Curcio et al (1990) establecieron que el espacio entre píxeles del ojo es de alrededor de 0.39 minutos de arco por minuto, lo que significa que la resolución del ojo se puede encontrar en función del tamaño del campo de visión.

Teniendo en cuenta un campo de visión de 120 ° por 120 °, el cálculo para encontrar la cantidad de píxeles en una dimensión se encuentra por simple análisis unitario:

[math] 120 ^ {\ circ} * 60 \ frac {\ text {arc minutes}} {\ text {degree}}
* \ frac {1 \ text {pixel}} {0.39 \ text {arc minutes}} [/ math]

[matemáticas] \ approx 18500 \ text {pixels} [/ math]

Este cálculo representa el número de píxeles a lo largo de cada eje. Por lo tanto, la cantidad total de píxeles es aproximadamente:

[matemáticas] 18500 ^ 2 \ approx 3.42 * 10 ^ {8} \ text {pixels} = 342 \ text {megapixels} [/ math]

Sin embargo , esta estimación de la resolución del ojo se basa en la suposición de que el ojo tiene una densidad de píxeles distribuida uniformemente. Las siguientes cualidades del ojo impiden una estimación útil de su densidad de píxeles mediante métodos estándar:

La resolución del ojo varía según la región.
Nuestros ojos son maravillosos órganos, que la selección natural ha ajustado con precisión para que actúen de forma que beneficie nuestra supervivencia. A diferencia de las cámaras digitales, que hemos diseñado para capturar una densidad de píxeles igual en todas las partes de la imagen, el ojo humano ha mejorado sus herramientas de supervivencia separando sus dos tareas principales: examinar objetos y detectar el movimiento periférico (vital para cazar presas y evitar depredadores).

Lo más probable es que estés mirando estas palabras con tu fovea centralis , el área de la retina diseñada para un escrutinio de alta resolución. La fóvea es el epicentro de los conos, que nos proporcionan una visión del color de alta definición. En el cálculo anterior, el espaciado de píxeles del ojo se calculó utilizando las capacidades de visión de esta región. Sin embargo, ¡el ojo tiene una región mucho más grande de las barras de menor resolución!
Fuente: Las varillas y los conos del ojo humano

Las varillas están especializadas para proporcionar estímulos para el movimiento y funcionan mejor en condiciones de poca luz, cumpliendo un propósito diferente por completo que los conos. Como tal, la suposición de que la densidad de píxeles del ojo está distribuida uniformemente se contradice fuertemente.

Nuestro cerebro une imágenes.
Nuestra visión es más como una “secuencia de video” que como una instantánea única. Como experimento, mira al final de este párrafo. Intenta ver si puedes leer las siguientes oraciones sin mover los ojos.

Es posible que puedas leer esta oración.

… Pero ¿qué tal este?

Nuestro cerebro compensa la falta de conos alrededor del periférico del ojo al crear un marco de memoria que puede consistir en múltiples imágenes del ojo. Cuando las varillas (baja resolución pero especializadas para la detección de movimiento) encuentran un objeto de interés, el cerebro delega los ojos para moverse a esa área y “unir” las dos vistas. Es una forma notablemente efectiva de mantener la visión eficiente, reduciendo la necesidad de procesar estímulos innecesarios.

¿Podemos realmente calcular la resolución del ojo en base a una sola vista, cuando en realidad experimentamos muchos puntos de vista simultáneamente?

El ojo tiene sensibilidad variable según la hora del día.
Cuando la luz del sol retrocede, los conos se vuelven cada vez más ineficaces. Rods hace un mejor trabajo al proporcionarnos señales espaciales en la oscuridad, como señala el cómic de XKCD, es por eso que podemos andar por la noche, pero sería inútil leer un libro afuera en la oscuridad. ¿Significa esto que por la noche, nuestros ojos “bajan” su resolución? No. Más bien, simplemente se están ajustando a una tarea diferente que es más vital para la supervivencia.

Aunque la resolución de nuestro ojo puede ser superada por la de los dispositivos que construimos, me parece que subraya la magnificencia del diseño del ojo forjado por la evolución, en sus tareas de separación de la visión y su uso efectivo de la memoria a corto plazo y la inferencia en el cerebro. Puede ser interesante innovar un nuevo dispositivo de imágenes inspirado por el ojo humano.

tl; dr : Nuestros ojos y cámaras sirven para propósitos tan diferentes que las comparaciones directas son ineficaces.

Fuentes
Documento sobre el espaciado de píxeles en el ojo (Curcio et al )
Cálculo de la resolución del ojo humano