(Ihmis)silmän resoluutio

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Mikä on (tässä tapauksessa) ihmissilmän resoluutio? Käsittääkseni yksi tappi tai (mikä se toinen nyt onkaan) pystyy vastaanottamaan useampia fotoneja samanaikaisesti.

Ja kuinka tarkka tämä kuva on?

Onko mahdollista luoda ihmissilmää tai varsinkaan jonkun kondorikotkan silmää tarkempi kamera/kuvauslaite? Lisäkysymys edelliseen: Jos on, niin voidaanko luoda niin tarkka laite, että kuvassa näkyisivät pölyhiukkaset jms?

Ristiriita piilee kuitenkin siinä että tälläisen kuvan tulostamiseen/näytössä näyttämiseen tarvittaisiin myös uudenlainen superresoluutioinen laite. Vaikka tulostus onnistuisikin, ihminen ei näkisi kuvassa mitään ihmeellistä kerran kuva ylittää ihmisen erotuskyvyn. Siis tälläisen ongelman ratkaisemiseen täytyisi tuottaa niin suuri tuloste, että ihminen erottaisi pölyhiukkaset.

Ps. Taisi tulla pikkaisen liikaa selostusta, mutta paljon jäi kysymyksiä aukikin...

Sivut

Kommentit (22)

Vierailija

Muistelisin että resoluutio oli siinä 50 miljoonaa pikseliä ja 500 miljoonaa värisävyä.

VOi olla tosin virheellisiä tietoja, muistelen vain.

Vierailija

Vaikka itse kysymyksen kysyinkin, on minulla silti sellainen aavistus ettei ihmissilmää voida verrata näyttöihin tai että silmällä ylipäätänsä ei oe resoluutiota vaan kaikki luodaan aivoissa saadusta datasta.

Vierailija
tupakka
Mikä on (tässä tapauksessa) ihmissilmän resoluutio?

Huono tai ilmeisestikin älyttömän huono. Näin siis jos ihmissilmää yrittää käyttää kuten kameraa. Tilanne muuttuu melko olennaisesti, kun silmien lähettämää informaatiota prosessoidaan samalla liikutetaan silmämunia.

Vierailija

Kuva, joka syntyy ihmisen silmän verkkokalvolle, sisältää periaatteessa äärettömän monta kuvapistettä, joista jokaisen väri on sekoitus spektrin äärettömän monesta väristä eli aallonpituudesta. Silmän verkkokalvolle muodostuva kuva sisältää siis äärettömästi informaatiota, vieläpä toiseen potenssiin. Tuntuu oikeastaan ihmeelliseltä, että aivot ylipäätänsä kykenevät käsittelemään näin suurta informaation määrää ja muodostamaan tajuttavan kuvan siitä.

Salaisuus on siinä, että silmäkin pikselöi kuvan. Silmän verkkokalvolla on kahdenlaisia näkösoluja, kirkkaassa valossa toimivia tappeja ja hämärässä näkeviä sauvoja. Vain tapit kykenevät aistimaan värejä. Tappeja on kolmenlaisia: yhdet ovat herkkiä punaiselle, yhdet vihreälle ja yhdet siniselle valolle. Tappien aivoihin lähettämien sähköärsykkeiden voimakkuus määrittää silmän näkemän kohteen kirkkauden ja eri värejä aistivien tappien antamien ärsykkeiden keskinäinen suhde värin.

Silmä siis poimii äärettömän suuresta informaation määrästä äärellisen määrän pisteitä, joista kukin sisältää vain kolmen värin kirkkausinformaation aivojen käsiteltäviksi. Oikeastaan ainoa oleellinen ero silmän aivoihin lähettämän kuvan ja tietokoneen kuvaruudulle muodostavan kuvan välillä on se, että tietokoneen kuvan väri-informaatio on digitaalisessa muodossa (jokainen väri voi saada 256 eri arvoa, jolloin mahdollisia eri värejä on kaiken kaikkiaan 256 x 256 x 256 = 16777216).

Silmän väri-informaatio on analogisessa muodossa (kuten myös perinteisessä analogisessa televisiossa), eli tappisolun aivoihin lähettämän signaalin voimakkuus voi olla suuruudeltaan mitä tahansa täydellisen pimeyden ja sokaistumisen aiheuttavien arvojen välissä. Koituva etu on hyvin periaatteellinen, koska käytännössä silmän on havaittu kykenevän erottamaan parhaimmillaankin vain noin 200 000 eri väriä.

Silmästä aivoihin lähtevällä kuvalla on siis kaksi "puutetta": Sen resoluutio on rajallinen ja kuva muodostuu vain kolmesta väristä. (Lainausmerkit siksi, että juuri tämän puutteen ansiosta aivot kykenevät käsittelemään silmän muodostamaa kuvaa.) Tämä silmän tapa muodostaa kuvan informaatio mahdollistaa myös sen, että vastaavalla tavalla vain kolmella värillä aikaansaatu pikselikuva näyttää parhaimmillaan yhtä aidolta kuin originaali.

http://www.kamera-lehti.fi/jutut/digi1.html

Vierailija
Psykosomaattinen Marsu
Kuva, joka syntyy ihmisen silmän verkkokalvolle, sisältää periaatteessa äärettömän monta kuvapistettä,

Itse asiassa ei. Valo koostuu fotoneista, joita on aina äärellinen määrä.

joista jokaisen väri on sekoitus spektrin äärettömän monesta väristä eli aallonpituudesta. Silmän verkkokalvolle muodostuva kuva sisältää siis äärettömästi informaatiota

Fotonien spektri on sitten kyllä jatkuva (nykytietämyksen mukaan).

PeterH
Seuraa 
Viestejä2874
Liittynyt20.9.2005

On huomioitava yksi tärkeä ero digikameran ja silmän välillä: digikameran valokennossa pikselit ovat tasaisesti jakautuneet koko kuva-alueelle. Ihmissilmässä taas suurin osa tarkkuudesta on keskittynyt ns. keltaiseen täplään, johon valo lankeaa katsetta kohdistettaessa. Kun kohdistat katseesi, huomannet että kohta johon katsot on tarkka, mutta sen ympärillä on aika puuroa.

Digikameran ja ihmissilmän välillä on myös se ero, että digikameran pikselit ovat säännöllisessä ruudukossa, kun taas verkkokalvon solukko on stokastisessa sekahärdellissä.

Aiheeseen liittyen, zoomailkaapas tätä:
http://www.tpd.tno.nl/smartsite966.html

Olisiko tuo kamera jo tarkempi kuin kotkan silmä?

Devil
Seuraa 
Viestejä1328
Liittynyt16.3.2005

Zoomailusta tuli mieleen että linnut näkevät melko kauas. En muista mistä sen alkujaan luin mutta pikagooglauksella löytyi tälläinen vastaava teksti:

Strutsi näkee harvinaisen kauas. Se voi erottaa sokeripalan kokoisen esineen jopa neljän kilometrin päästä. Tätä havainnollistimme laittamalla sinitarramöykyn pyöreään ikkunaan, joka on korkealla päänäyttely-salissa noin 30m päässä validointipaikasta. Lapset näkivät sen juuri ja juuri paljain silmin. Heitä pyydettiin kuvittelemaan, miltä tuntuisi nähdä sinitarra vielä neljän kilometrin päästä.

http://www.soberit.hut.fi/T-121/xu/lopp ... etapit.pdf
sivulta 29.

X

Loptio
Seuraa 
Viestejä1187
Liittynyt12.4.2005
Psykosomaattinen Marsu
Silmän väri-informaatio on analogisessa muodossa (kuten myös perinteisessä analogisessa televisiossa).

Tämä on mielestäni virheellisesti ilmaistu, koska jokaisella hermosolulla on aktiopotentiaalin ärsytyskynnys, jota pienemmät muutokset hermosolun toiminnassa eivät tuota signaalia. Hermosolun viejähaarakkeet (aksonit) ylittävät arsytyskynnyksen kalvopotentiaalin 5 - 20 mV muutoksella, jolloin jokaisen yksittäisen hermosolun voi katsoa olevan joko tilassa "0" tai "1", eikä näin voi muodostua analogista jatkumoa signaaliin. Synapsissa tapahtuva kemiallinen välitys ei myöskään muuta tätä.

Kaikki ihmisen aisti-informaatio on digitoitunutta.

Vierailija

Vaikka resoluutio olisi keskivertainen niin kun ihmisen silmämuna liikkuu pikkusen kokoajan se kerää siitä informaatiosta tarkan kuvan. Tälläistä tarkennussysteemiä Samsung muistaakseni kehittelee paraikaa televisioihin, kerää informaatiota liikkuvasta kuvasta muodostaakseen yhden tarkan kuvan.

Vierailija

Muistaakseni ihmissilmän resoluutio oli parhaissa olosuhteissa 1 tai 100 mikrometriä, en muista kumpi. Ne jotka osaavat yksikkömuunnokset, muuntakoon millimetreiksi, ja miettiköön, kumpi arvo on järkevämpi.

Vierailija

Joo, kyllähän se oli 1 mikrometri. Toisessa ketjussa ilmeni, että hiuksen paksuus on 18-180 mikrometriä, ja hiuksenhan voi nähdä yksinäänkin.

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Silmän laskennallinen erotuskyky on diffraktioteorian mukaan 40'' eli
4/360 astetta.

Ihmisen näkökenttä on 188x120 astetta silmien liikkeet mukaan laskettuna.

Värinäkökenttä on valaistuksesta ja muista olosuhteista riippuen 60x70 astetta - 120x70 astetta.

Stereonäkökenttä on noin 120x120 astetta.

Tarkan näkemisen sektori on noin 1x1 aste.

Jos nyt tarkastellaan näitä erikseen ja katsotaan kuinka monta 40''X40'' "pikseliä" näihin näkökenttiin menee, saadaan jonkinlainen viitearvo silmän maksimaalisesta resoluutiosta, oikeat arvot saa sitten kun tietää oman näöntarkkuutensa visus-arvona, niin siitä voi laskea silmän erotuskyvyn. Kaavaa en tällä hetkellä muista, mutta eiköhän sekin jostain löydy.

Eli siis ihmisen koko näkökenttään mahtuu 188*360/4 x 120*360/4 "pikseliä"
=67680*43200/16=2923776000/16=182736000 pikseliä eli noin 183 megapikseliä. Se on paljon.

Tämä siis teoreettisella maksiminäöntarkkuudella. Huomattavasti heikommalla, vaikkapa kahden kaariminuutin tarkkuudellakin pikseleitä tulee peräti 188*30*120*30=20304000 eli 20 megapikseliä.

Teoreettinen näöntarkkuus kuitenkin johdetaan lähinnä silmän optisista eikä fysiologisista ominaisuuksista, joten 1" olisi ehkä lähempänä totuutta. Lisäksi tämä näöntarkkuus pätee todellakin vain keltaisen täplän alueella, eli tuolla 1x1 asteen kokoisella alueella näkökentässä.

Teoreettisella maksiminäöntarkkuudella tarkan näkemisen sektorin pikselimäärä saa vain arvon

360*360/16=8100

mutta se liikuskelee siinä näkökentän keskialueella jopa sadan herzin taajuudella ja informaatio jää näköaivokuorelle. Mielenkiintoista ja valaisevaa tietoa osoitteessa

http://www.tut.fi/units/arc/amlold/11020/pdfs/nak-hav.pdf

Lisäksi on digikameroiden hyväksi todettava, että niiden näkökenttä on paljon pienempi kuin ihmisen ja niillä tarkkuus on koko ajan yhtä hyvä jokaisessa näkökentän pisteessä.

Kalkkunakorppikotkan (tai jonkin vastaavan raadonsyöjän) silmän rakenne on mielenkiintoinen: otus pystyy zoomaamaan halutessaan silmällään, eli siellä on sisällä eräällä tavalla kaksi linssiä, käsittääkseni.

Siinä olisi aika paljon otetta.

Muuten, jos silmä on hyvin likinäköinen, voisiko periaatteessa silmän linssi toimia objektiivin sijaan okulaarina, jos laitettaisiin isompi objektiivilinssi silmän etupuolelle? *borg borg*

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

MrKAT
Seuraa 
Viestejä2234
Liittynyt16.3.2005
Herra Tohtori
Silmän laskennallinen erotuskyky on diffraktioteorian mukaan 40'' eli
4/360 astetta.
...
Teoreettinen näöntarkkuus kuitenkin johdetaan lähinnä silmän optisista eikä fysiologisista ominaisuuksista, joten 1" olisi ehkä lähempänä totuutta.

(Jäljempänä varmaan tarkoitit 1' (kulmaminuutti) eikä 1".)

Nyt riippuu siitä mistä puhutaan. Katseltavana voi olla:
a) yksi piste,
b) yksi viiva,
c) kaksi pistettä tai
d) kaksi viivaa.

Havaintoesimerkkejä:
a) Tähden halkaisija on 1"-5" luokkaa (ilmastohäiriöineen), joka erottuu. Myös äärimmäisen ohut hämähäkin seitti auringossa metsää vasten.

b) Tiede-lehden kappalejakona olevan mustan viivan valkealla pohjalla erotan 8 m päästä, se tekee 5".

c) Tätä normaalisti tarkoitetaan ja sinäkin tarkoitit ja se on 1'=60" luokkaa käytännössä ihmissilmän erotuskyky kahdelle pisteelle.

d) Geodeetikon teodoliiteissä 0.1"-0.01" kaarisekunnin murto-osan kulmia voi mitata ja suurennukset on pienehköjä 18-52x joten geodeetikon ihmissilmä voi nähdä täsmäytyseroina 10-3", kun kyseessä on nooniasteikon viivat, jolla vertaillaan viivoja (ei päällekkäin vaan vierekkäin).
[code:1whe6zwj]
: | A| B |
: ----_____
:
: ---------
: _____
: ----
: -----
: ----
[/code:1whe6zwj]
Ja miten on mahdollista vertailla eroja jotka on näkösolun halkaisijan murto-osia ?
Viivojen vertailussa verkkokalvolla silmät+aivot ottaa ilmeisesti ikään kuin keskiarvon useiden satojen solujen havaintojen summasta.
[code:1whe6zwj]
o o o X X o o o o o o o o
o o o o X o o o o o o o o
o o o o X o o o o o o o o
o o o o X X o o o o o o o
o o o o X o o o o o o o o
o o o o X X o o o o o o o
[/code:1whe6zwj]

Hyvä tietolähde:
Martti Tikka: Käytännön Geodesia, Otakustantamo, 1977,1980.
Kirjassa mainitaan että viivoja silmä voipi verrata 30cc..10cc
tarkkuudella eli kun cc = goonin uussekunti =0.324" (kaarisekuntia)
niin ihmissilmä siis voipi mittailla 10"..3" tarkkuudella viivoja.

Veljeni vaaituskojeella, vaatimaton peli, jossa ei ole noonioasteikkoa ja viivat oli päällekkäin, sain 2" eron näkyviin ja kun suurennus 18x, niin silmäni täytyi erottaa noin 36".

Muuten, jos silmä on hyvin likinäköinen, voisiko periaatteessa silmän linssi toimia objektiivin sijaan okulaarina, jos laitettaisiin isompi objektiivilinssi silmän etupuolelle? *borg borg*

Jep. Kokeiltu on.

Homeopatia-skandaali A-talkissa: https://www.youtube.com/watch?v=qXLTz5LhHMU

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
Liittynyt18.3.2005

Eeei välttämättä.

Mainitsemasi "kauemmas siirtyminen" toimii miinusmerkkisillä laseilla.

Entä jos laittaisi silmään piilolinssin joka huomattavasti kasvattaa linssin dioptrilukua? Sitten vähän pidemmän matakan päähän vaan plusmerkkinen linssi objektiiviksi.

Objektiivi keskittäisi valon pupillista sisään siten kuten kaukoputket nyt tekevät yleensä suhteessa okulaariin. Pupilli sitten kohdistaisi valon verkkokalvolle.

Kai sen pitäisi toimia. Pienentäisi luonnollisesti näkökenttää, mutta zoomauskyky saattaisi kompensoida tätä puutetta.

Mutta sellaiset piilolinssit olisivat todella hienot ja siistit, jotka mahdollistaisivat tarkan näkemisen veden alla. Niistä vain tulisi luultavasti melko paksut, tai sitten ne pitäisi tehdä optisesti tiheämmästä aineesta normaaleihin piilolinsseihin verrattuna.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat