AdobeStock/Анастасия Луговская
Am Internet liest een dack 576 Megapixel. Mee dat stëmmt net ganz.
Déi Fro ze beäntweren ass net esou einfach, well dat mënschlecht A ganz anescht fonctionéiert ewéi en digitale Fotoapparat (cf. Infobox). Et liest een dacks, datt d'A „576 Megapixel“ huet – mee dat ass eng staark vereinfacht Behaaptung. Well am Géigesaz zu engem Fotoapparat mat senge villäicht 20 Megapixel hëlt d'A kee fest Rasterbild op. Eis Ae beweege sech villméi stänneg a klinzege Spréng hin an hier. D'Wëssenschaftler nennen dat Mikrosakkaden.
Bis ewell war een der Meenung, datt dës Mikrosakkaden déi visuell Perceptioun stéieren. Mee a Wierklechkeet erhéije se d'Schäerft, mat där ee gesäit: D'Gehier veraarbecht net nëmmen d'Bild, dat op d'Netzhaut trëfft. Et integréiert och Informatiounen iwwer d'Beweegunge vun den Aen an déi visuell Perceptioun. Doduerch kann d'Gehier och ganz reng raimlech Detailer erfaassen. Och wa sech d'Bild vun engem Objet duerch déi minimal Beweegunge vun den Ae liicht op der Netzhaut hin- an hierbeweegt: Eis Perceptioun bleift stabil an héichopléisend.
Déi héich Opléisung, mat där mir gesinn, kënnt also net primär duerch d'Netzhaut zustan. Se entsteet fir d'éischt an dengem Gehier – an dat kann een net a Megapixel ausdrécken.
Dat heescht also, datt s du mer keng fest Zuel fir d'Opléisung vum mënschlechen A kanns ginn?
Neen. Ech kann dir awer soen, wéi vill liichtempfindlech Zellen d'An ongeféier huet: Eis Netzhaut huet där eng 125 Milliounen. Dovunner si ronn 120 Millioune Stäbercher. Déi si fir d'Siicht bei schwaachem Liicht zoustänneg, se erkennen awer keng Faarwen. An da sinn do och nach fënnef bis siwe Milliounen Zäppercher. D'Zäppercher si fir Faarwen an Detailer
De Beräich mat der héchster Opléisung befënnt sech iwwregens an der Mëtt vun der Macula oder Fovea centralis. Do hu mer ongeféier
Kann ee mat der Unzuel vun de liichtempfindlechen Zellen net berechnen, wéi vill Megapixel d'An huet?
Mr Science: Dat ass wéinst der onreegelméisseger Verdeelung vun dësen Zellen op der Netzhaut esou schwiereg. E Fotoapparat huet eng fest Unzuel vu Bildpunkten, déi all gläichméisseg op engem Sensor verdeelt sinn. Am A leien an der Mëtt vun der Macula ganz vill Zäppercher fir d'Detailsiicht enk uneneen. Do ronderëm hu mer d'Stäbercher an déi sinn zum Rand zou ëmmer méi locker verdeelt.
Fir dir awer eng Zuel ze nennen:
Wéi fonctionéieren en digitale Fotoapparat an dat mënschlecht An?
Esouwuel dat mënschlecht An ewéi en digitale Fotoapparat déngen deem selwechten Zweck: Se huele Biller op. Dobäi schaffen déi zwee Systemer no änleche Grondprinzippien – an ënnerscheede sech awer däitlech am Opbau an der Funktioun.
Dat fänkt scho bei der Liichtopnam un. Beim Fotoapparat fält d'Liicht duerch d'Objektiv, beim An duerch d'Pupill. Wéi vill Liicht dobäi duerchgelooss gëtt, steiert de Fotoapparat iwwer eng Blend. D'A passt sech automatesch un – jee no Hellegkeet vergréissert d'Pupill sech oder se gëtt méi enk.
Och beim Fokusséiere gëtt et Ënnerscheeder: Wärend beim Fotoapparat d'Lënsemechanik am Objektiv verstallt gëtt, verännert d'An d'Form vun der Lëns selwer. Dofir suerge kleng Muskelen. Dëse Virgang nennt een Akkommodatioun.
D'Bild selwer gëtt beim Fotoapparat op engem elektronesche Sensor ofgebilt, am A lant et op der Netzhaut. A béide Fäll gëtt d'Liicht an elektresch Signaler ëmgewandelt – beim Fotoapparat iwwerhëlt de Sensor dat, beim A sinn et d'Sënneszellen. De Fotoapparat späichert dat fäerdegt Bild digital. D'An dogéint schéckt d'Signaler iwwer de Séinerv direkt un d'Gehier, wou Informatiounen an Echtzäit zu engem Bild veraarbecht ginn.
En däitlechen Ënnerscheet gëtt et och beim Dynamikberäich. Esouwuel d'An ewéi modern Sensore vu Fotoapparater kënnen hell an donkel Bildberäicher erfaassen. D'An huet allerdéngs e klore Virdeel: Et passt sech vill méi séier u Liichtverhältnisser, déi sech veränneren, un a kann iwwer d'Gehier Hellegkeetsënnerscheeder dynamesch ausgläichen. E Fotoapparat kann dat duerch Beliichtungsreien oder HDR-Technik usazweis nomaachen – kënnt awer kaum un d'Flexibilitéit vum An erun.
Och d'Perceptioun vun der Déift fonctionéiert ënnerschiddlech. E Fotoapparat schafft meeschtens mat nëmmen engem Objektiv. D'Schäerftendéift – also wéi vill vum Bild schaaft erschéngt – gëtt iwwer d'Blend gereegelt. Esou loosse sech geziilt de Vir- oder Hannergrond onschaarf stellen, wat eng gewëssen Déiftewierkung schaaft. Mir dogéint gesinn ëmmer mat zwee Ae gläichzäiteg – a gesinn dowéinst stereoskopesch. D'Gehier füügt déi liicht ënnerschiddlech Biller vun deenen zwee Aen zu engem raimlechen Androck zesummen. Fotoapparater mat zwee Objektiver oder speziellen Déiftesensoren – zum Beispill a moderne Smartphonen – kënnen dat haut och, wann och net ganz esou prezis.
Kuerz gesot: Den digitale Fotoapparat mécht vill Funktioune vum An no, mee déi mënschlech Siicht bleift a Saachen Dynamik, Echtzäitveraarbechtung a raimlech Perceptioun bis elo onerreecht.
Si 4K- oder 8K-Bildschiermer sënnvoll?
Ob eng héich Opléisung ewéi 4K oder 8K tatsächlech en Ënnerscheed mécht, hänkt virun allem vum Betruechtungsofstand an der Pixeldicht of. Wat ee méi no um Bildschierm sëtzt, wat d'A méi Detailer ka wouerhuelen. Gläichzäiteg spillt d'Pixeldicht (PPI – Pixels per Inch) eng entscheedend Roll: Vun enger gewësser Dicht u kann d'An eenzel Pixel net méi ënnerscheeden, wouduerch eng weider Erhéijung vun der Opléisung kee siichtbare Virdeel méi bréngt.
En normaalt A kann zwee Punkte getrennt wouerhuelen, wa se ënner engem Wénkelofstand vun ongeféier enger Wénkelminutt erschéngen. Dat bedeit, datt d'Perceptioun vu rengen Detailer vill vun der Gréisst vum Bildschierm an der Distanz vum Betruechter ofhänkt.
Eng méi héich Opléisung bréngt nëmmen da Virdeeler, wann de Bildschierm entweeder ganz grouss ass oder aus enger besonnesch kuerzer Distanz betruecht gëtt – beispillsweis bei professionelle Grafik-Applikatiounen oder héichopléisende Computerdisplayen.
Firwat ass eng héich Opléisung bei
Anescht ewéi bei traditionelle Bildschiermer gëlle fir Virtual-Reality-Headsets (VR) aner Ufuerderungen un d'Bildqualitéit. Well dës Head-Mounted-Displayen (HMDen) dem Benotzer säi ganzt Siichtfeld ofdecken, spillt d'Opléisung eng entscheedend Roll fir d'Perceptioun.
Ass d'Opléisung ze niddereg, ginn eenzel Pixelränner siichtbar – en Effekt, deen als „Méckegitter-Effekt“ bekannt ass an dat immersiivt Erliefnes, also dat komplett Andauchen an déi virtuell Welt, staark beanträchtegt. Zousätzlech musse VR-Displayen net nëmme schaarf sinn, mee och séier reagéieren: En héije Widderhuelungstaux vun de Biller an eng geréng Latenz – also eng minimal Verzögerung tëschent der Kappbeweegung an der Bildupassung – sinn essentiel, fir Verzögerungen ze vermeiden. Esou Verzögerunge kënnen zu Onwuelsinn oder Schwindel féieren.
Allerdéngs weist d'Fuerschung, datt eng méi héich Opléisung eleng net duergeet, fir d'Bildqualitéit ze verbesseren. Och Facteuren ewéi d'Qualitéit vun der Lëns, de Kontrast an d'Verdeelung vun de Subpixel – déi eenzel Faarfkomponente vun engem Pixel – beaflossen an engem grousse Mooss d'Schäerft, déi wouergeholl gëtt. A verschidde Fäll bidde VR-Headsets mat enger gerénger Pixeldicht esouguer eng besser Perceptioun ewéi Modeller mat méi Pixel. Dat ass dann de Fall, wann hir optesch Systemer besser ofgestëmmt sinn. Wärend bei Fernseeër oder Smartphonen d'Virdeeler vu méi héijen Opléisungen ab enger gewësser Grenz also kaum nach wouerzehuele sinn, ass d'Pixeldicht an der Virtueller Realitéit en zentrale Facteur fir e realistescht Erliefnes ouni Stéierungen.
Autor: Hannes Schlender (scienceRELATIONS)
Editeur: Michèle Weber (FNR)
Iwwersetzerin: Nadia Taouil (www.t9n.lu)
Infobox
https://reolink.com/blog/welche-aufloesung-hat-das-auge/
https://www.docma.info/blog/wie-viele-megapixel-hat-das-menschliche-auge
Zhao, Z., Ahissar, E., Victor, J.D. et al. Inferring visual space from ultra-fine extra-retinal knowledge of gaze position. Nat Commun 14, 269 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-35834-4
https://doi.org/10.1002/cne.902920402
https://www.canon.de/pro/infobank/image-sensors-explained/
Wissinger, B. (2009). Zapfendystrophien – von der Bedeutsamkeit einer Minderheit von Photorezeptoren. Ophthalmologe, 106, 97-98
Dëse Reportage gouf an Zesummenaarbecht mat RTL Radio ausgeschafft an op der Antenn vun RTL Radio diffuséiert. All zweet Woch presentéiert de Mr Science op RTL Radio, wat fir eng Fuerschung hanner Objeten aus dem Alldag stécht. All d’Emissioune fënns du hei: http://radio.rtl.lu/emissiounen/science/.
