Pull to refresh
Comments 52
на периферии зрительного поля на одну такую клетку могут поступать сигналы от 1500 палочек, что позволяет получить хорошую чувствительность зрения при слабом освещении.

Так вот почему источник очень слабого света не виден в темной комнате, если смотреть прямо на него, но виден периферийным зрением. Много раз замечал это.

А ещё потому что в центральной области зрения расположены, преимщественно, колбочки, а не палочки.

это еще и пилоты используют, когда надо лететь в визуальном полете ночью

А есть исследования на тему максимальных возможностей зрения применительно к компьютерам? В плане покрытия цветового спектра, максимальной частоты экрана и разрешения (с учетом микросаккад). Хотелось бы понять на каких цифрах остановится развитие экранов (телефон, ноутбук, монитор)?

Ваш вопрос немного размыт.
Если взять во внимание максимальную частоту обновления картинки, то в зависимости от индивидуальных особенностей зрения, кто-то перестаёт видеть мерцание после 80Гц, а кому-то и 120Гц мало.

Про разрешение экрана — найдите историю, почему Apple назвали свой монитор Retina, всё станет на свои места)

По поводу цветового охвата — не совсем понял, что именно Вы хотите услышать.

Интересуют максимальные возможностей зрения, а не индивидуальные.
Пилоты могут реагировать на смену картинки с частотой 240 кадров, но уже сейчас есть мониторы с частотой 360 кадров, теоретический предел 1000 кадров, но где реально находится эта граница?
Apple Retina избитый и плохой пример, это маркетинговые "исследования", чтобы продать вам следующую версию продукта. С расстояния 20—25 см можно чётко увидеть точку размером 0.05 мм, первые Retina были 326 ppi, и только новые Retina HD с 324-458 ppi почти дотягивают до показателя 0.05 мм. Но уже сейчас есть смартфоны с 807 ppi, так где лежит реальная граница ниже которой нет смысла добавлять новые пиксели?
То же самое про цвет: какая цветовая палитра обеспечивает наибольший охват (sRGB), сколько бит нужно для хранения цвета (HDR), можно еще оценить яркость и контраст черного :)
В общем, насколько далеко современные технологии от максимальных возможностей человеческого зрения? На каких цифрах картинка на экране будет неотличима от реальности (без учета 3D эффекта)?

С герцовкой монитора немного другой момент. Глаз видит изображение непрерывно, а дискретное восприятие возникает уже при его обработке мозгом. Так вот проблема в том, что монитор рендерит изображение, как если бы оно было получено с нулевой выдержкой, в итоге быстродвижущиеся объекты на мониторе распадаются на отдельные изображения. Проще всего это заметить на курсоре мыши.


Чтобы человек видел естественную картинку при низкой герцовке, можно рендерить изображение с motion blur, как это делают в играх, чтобы при низком FPS игра оставалась играбельной. Проблема тут в том, что если человек будет взглядом следить за движущимся объектом, то объект будет размытым, что не соответствует ожиданиям.


Ну и второй момент — повышение герцовки снижает input lag.

В таком случае, с учетом рассинхронизации между монитором и зрением, максимальная частота монитора должна быть раза в 2 больше частоты дескретизации зрения. Может есть какие-то оценки последнего параметра?

Ещё раз: у зрения нет частоты дискретизации. Человек не видит мир дискретно.

Глаз видит изображение непрерывно, а дискретное восприятие возникает уже при его обработке мозгом.

DistortNeo, можно с этого момента по-подробнее…

Совсем поподробнее сложно. Учёные сами не до конца понимают, как работает зрение.


Но для начала, внимательно прочитайте статью:


Фоторецепторы на выходе из сетчатки выдают аналоговый импульсный сигнал… Сигнал несёт импульсы одинаковой амплитуды, но при этом может изменятся сама частота импульсации — 30 импульсов в секунду или 100.

При этом стоит отметить, что никакой тактовой частоты нет. Каждый нейрон генерирует импульсы независимо от других, а информация, поступающая с глаза, очень похожа на аналоговый шум.


Что происходит дальше — можно погуглить. Довольно понятно, что происходит, написано тут:
http://www.bio.bsu.by/phha/19/19_text.html#04


Ну а дальше уже идёт непосредственно распознавание образов и восприятие информации. И есть гипотеза, что этот процесс дискретный и привязан к α-активности мозга, имеющей определённую частоту (α-ритм).

Минимальный размер видимой точки зависит от контраста этой точки с фоном. Поэтому когда смотрят зазоры на просвет, светят фонариком. Чем больший контраст, тем меньшую точку может увидеть глаз. Угловой размер звезды намного меньше, чем точка 0,05 мм, рассматриваемая с 20 см, однако мы её видим из-за контраста.
Слесари говорят, что в зависимости от зрения на просвет видна щель от 3 до 1 мкм. В микропорошке F1000 (зерно от 1 до 10 мкм) на белой бумаге можно рассмотреть отдельные зерна.
Теоретическим пределом, я думаю, является размер пикселя равный длине волны.
Предел — половина ширины фоторецептора. В книге «Феноменология зрения» этот момент хорошо описан.

В разных источниках находил немного разные цифры. Диаметр колбочек примерно 1 — 5 мкм, палочек примерно 1 — 2 мкм. Получается половина от нижней границы равна 500 нм. При такой оценке максимальная разрешающая способность равна 50800 ppi, есть куда расти :)
Для достижения такого ppi нужен "экран" с диагональю примерно 9 мм и разрешением в 16K.

проскакивала статья, по поводу максимальной пропускной скорости потока из глаза…
интересно было-бы несколько расширенное понимание увидеть… Там суть была в том, что для обеспечения удовлетворительной пропускной способности, частичный разбор изображения происходит в глазу непосредственно, причем площадь точки в которой прямое соединения фоторецептор-нейронный проводник весьма мала… меньше мм… внешние площади частично обрабатываются нейронами в глазу, и только после этого отправляются в нейронный проводник до мозга…
В общем как то так, корявенько, с моего восприятия той работы…
Теория двухэтапного цветового зрения является полным аналогом конвертации цвета из системы RGB в систему LAB в фотошопе

Аналогом также является и формирование цветного изображения из полного цветного телевизионного сигнала. Это цветоразностные сигналы R-Y (красный и зеленый), B-Y (синий и желтый ) и сигнал яркости Y (черный и белый)
И как обычно ни слова о том, как/почему человек видит фиолетовый.
Эту часть я решил не описывать, так как она вызовет сильное бурление.
Найду основательное описание этого механизма — добавлю.

Потому что красный пигмент имеет второй пик в области синего, что не показано в статье.

спасибо.
UPD:
Прошёл по всем ссылкам внутри, не увидел такой график.
Будьте так любезны ткнуть меня туда мордой.

В CIE1931 видно, но это кажется итоговая чувствительность, не чувствительность пигментов. https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space#/media/File:CIE_1931_XYZ_Color_Matching_Functions.svg
UPD: это уже особенности модели XYZ, красная линия "is a mix of response curves chosen to be nonnegative"
UPD2: всё-таки есть небольшой пик кажется https://midimagic.sgc-hosting.com/eyespect.jpg

В качестве наглядного обоснования можно привести ту же оппонентную теорию: спроецируем все спектральные цвета на ось «красный-зелёный». Синий свет (синий канал RGB, 435 нм) возбуждает не только синие, но и немного — зелёные колбочки, в то время как фиолетовый (400 нм) практически не возбуждает зелёные колбочки, и он кажется более красным, хотя на самом деле он не содержит красного, а является менее зелёным, чем синий.
image
В качестве эксперимента можно попытаться прочитать текст при свете синего (~440 нм) и фиолетового (~400 нм) светодиодов. При синем свете вы ещё сможете что-то разобрать, так как вам будет немного «помогать» зелёный канал, а при фиолетовом (если бумага не флуоресцирует) — практически ничего. У человека синий канал устроен и работает не так, как красный и зелёный, и имеет намного меньшее разрешение. Если бы свет в районе 400 нм засвечивал «красные» колбочки, то эффекта снижения остроты зрения не наблюдалось бы.
image
Это вопрос к эволюционной биологии — значит, нашим предкам в какой-то долгий период развития было необходимо хорошо различать этот цвет.
Это значит, что хорошо различать какой-то другой цвет нашим предкам оказалось вредно.

Эх, всего две недели прошло - и опять копипастить одно и то же...
Когда дети спрашивают «Почему у бобра большие передние зубы?», взрослые обычно отвечают: «Чтобы было удобнее грызть деревья и складывать из них плотину», хотя правильный ответ должен быть — «Потому что выжили бобры с большими зубами, а бобры с мелкими зубами вымерли. Так уж устроена эволюция — мы видим лишь выжившие виды, а их особенности — это то, что помогло им выжить. Природа не помогает животным, она лишь оставляет в живых тех, кто мутировал удачнее». Так что почти на все вопросы о животных можно, не парясь, отвечать «остальные умерли». «Почему у зайчика зимой белая шубка?» — серых зимой сожрали волки. «Почему зебра полосатая?»- зебр без полос сожрали львы. «Почему у слона большие уши?» — слоны с маленькими ушами померли от жары. «А почему у капибары...» — остальные умерли, их сожрали, они подохли, смерть, смерть, смерть, будешь задавать много вопросов — выживет твой молчаливый брат.

Надо сказать, что есть и другой вариант ответа эволюционной биологии:

Most evolution is neutral or non-adaptive. There is a constant churn of nucleotide changes in the genome. Many of them will be phenotypically neutral — synonymous changes in codons, for instance (although there are cases where codon frequency makes a difference). A subset of those changes will have phenotypic effects, and most of those will also have no significant effect on fitness. Another subset — a fraction of a fraction — will have effects that do expose the individuals bearing them to selection. So in general, selective changes will be the minority of variation in a population.


The state of modern evolutionary theory may not be what you think it is
Так что почти на все вопросы о животных можно, не парясь, отвечать «остальные умерли».

Иногда нужно отвечать "потому что по-другому никак": антревольт

И всё-равно такие ответы оставляют вопросы. Волки устроили геноцид серым? Нет, просто зимой серые на фоне белом более заметны волкам. Львы почему не любят есть полосатых, ведь они заметнее глазу? Была статья на Хабре об исследовании, где выяснилось, что на полосатое сложно приземляться опасным насекомым, вызывающим болезни и смерть. Но тогда почему все остальные животные не полосатые?
Если вымерли слоны с маленькими ушами, то почему другие животные имеют маленькие уши? :)

И всё-равно такие ответы оставляют вопросы. Волки устроили геноцид серым? Нет, просто зимой серые на фоне белом более заметны волкам.

Белый окрас зимой приобретает только заяц беляк. Заяц русак и, к примеру, кролики окрас на белый не меняют.


Львы почему не любят есть полосатых, ведь они заметнее глазу?

Во-первых любят, а во-вторых не заметнее. Это называется расчленяющая окраска, смотря на стадо львам трудно выделить отдельный силуэт животного. Пример такой окраски сорока или тигр.


Была статья на Хабре об исследовании, где выяснилось, что на полосатое сложно приземляться опасным насекомым, вызывающим болезни и смерть.

Это в котором не было зебр, а только полосатые накидки?


Но тогда почему все остальные животные не полосатые?

Может потому что зебры болеют опасными заболеваниями не больше и не меньше остальных африканских копытных?


Если вымерли слоны с маленькими ушами, то почему другие животные имеют маленькие уши?

Маленькие уши? Вы видимо длинноухого тушканчика не видели))


Туповатый вопрос, но я всё же его задам. Как раз недавно была очередная презентация Neuralink. Возможно ли с помощью подобных технологий делать снимки того, что человек (или другое существо) видит собственными глазами?
Очевидно, что да, возможно. Однако, это произойдёт через несколько поколений нейроинтерфейсных устройств и при куда более совершенных методах обработки и преобразования данных
Уже сейчас есть нейросети распознающие образ картинки, которую видит испытуемый. Но этот образ очень размыт — это больше как паттерн.

Если вопрос о том сможет ли устройство считывать картинку со всеми деталями… я бы не был так оптимистичен. Хотя будем посмотреть)
Я думаю что проблема в том, что в мозгу может не быть той картинки. Ведь часть восприятия мозг синтезирует, что неоднократно доказывали. Мало того глаз видит часть изображения с очень маленьким углом. Остальная часть изображения вне этого угла вторична и по большей части и есть тот самый паттерн. Служит только для определения движения и опасности.
А что сейчас актуального по задержке от попадания фотона на рецептор и до получения сигнала таламусом от зрительного нерва? Если в самом зрительном нерве сигналы идут с частотой 0-150 герц, то что по задержке?
Восприятие насышенности довольно сильно зависит от давления в голове.

У М. Миннарта есть глава (№ 92) про наблюдение цвета с опущенной головой.
Художникам давно известно, что пейзаж кажется сочнее и богаче красками, если повернувшись к нему спиной, наклониться и рассматривать его между расставленными ногами. Предполагается, что обострившееся чувство света связано с приливом крови к голове.
Почему нейроны на пути света? Вот теория: изначально обработка сигнала проводилась самими нейронами и была крайне «грубой». По мере роста «точности/качества» (эволюция) образовывались новые типы клеток для обработки «цвета»и «резкости/поля зрения» — тем самым мы видим «сложность». Почему рост не напужу а внутрь? Чтоб в процессе все продолжало работать — это просто «миграция системы».
Есть виды с цветным стерео зрением и при этом «правильные»?
Более простой ответ — потому что )) и это не шутка а сарказм. Эволюция не выбирает Лучшее решение — она Перебирает Варианты и закрепляет Сработавшие. Если коротко -выживает не Сильнейший или Приспособившийся, а тот кто в данный момент времени имел Решение, лучше чем у Соседа.
Примерно так же я объясняю людям, которые узнают что я жуткий дальтоник, и вижу цвета совсем не так как они.

Интересный факт, над которым учёные бились почти два столетия — почему при смешении синей и жёлтой красок получается зелёный цвет? Но если взять два источника света, перед одним поставить синее стекло, а перед другим — жёлтое, то в результате смешения получится белый! Этот вопрос удалось решить Герману Гельмгольцу.

В первом случае имеет место субтрактивный синтез, во втором — аддитивный синтез, и результат может сильно зависеть от ширины спектра обоих компонентов. Если взять такие синюю и жёлтую краски, что их спектры отражения не перекрываются, то получится чёрный цвет.
Это примерно как сравнить смешение цветов на элт и на лазерном принтере.
До недавнего времени областью зрительной коры, ответственной за распознавание цвета, считалась зона V4.

В 2018 году были проведены исследования по обновлению картирования мозга. Для этого использовались методы объединения данных фМРТ с ретинотопными данными. В результате оказалось, что в коре нет единственного центра, отвечающего за обработку цвета, этим занимаются минимум 5 зон, среди них зона, чувствительная к движению:

V1
V8
VO
LOC
MT +

Сами механизмы обработки цвета (формирования цветового ощущения) до сих пор детально не описаны.
Вы уверены, что правильно поняли литературные данные?
Многие зоны чувствительны к длине волны (цветоселективны), это давно известно, это исследование уточнило их список, а за возникновение ощущения цвета отвечает зона V4 (здесь полнее), как было давно установлено исходя из исследований на макаках и клинических данных. Одно из последних исследований на эту тему (за 2020 год), цитата из аннотации:
Using functional MRI (fMRI) and a model-based encoding approach, we found that neural representations in higher visual areas, such as V4 and VO1, corresponded to the perceived color, whereas responses in early visual areas V1 and V2 were modulated by the chromatic light stimulus rather than color perception. Our findings support a transition in the ascending human ventral visual pathway, from a representation of the chromatic stimulus at the retina in early visual areas to responses that correspond to perceptually experienced colors in higher visual areas.
То же самое в более раннем исследовании:
Using PCA, a color space was derived from the covariation, across voxels, in the responses to different colors. In V4 and VO1, the first two principal component scores (main source of variation) of the responses revealed a progression through perceptual color space, with perceptually similar colors evoking the most similar responses. This was not the case for any of the other visual cortical areas, including V1, although decoding was most accurate in V1. This dissociation implies a transformation from the color representation in V1 to reflect perceptual color space in V4 and VO1.
Они также подтвердили цветоселективность многих зон.

Всегда доверял О. Саксу с его описанием «ИСТОРИЯ ХУДОЖНИКА С ЦВЕТОВОЙ СЛЕПОТОЙ» (можно найти в сети), где это связывалось с возможным повреждением V4.

Процесс поглощения фотона и образования сигнала на выходе фоторецептора — фототрансдукция.
При попадании кванта света на фоторецептор в нём происходит распад пигмента и последующий каскад реакций.
Про однофотонные исследования чувствительности глаз, и их использования в качестве возможных детекторов квантовых эффектов можно почитать в этой теме, и комментариях к ней.
Прочитал Ваши материалы. И списался с человеком занимающимся феноменологией зрения.
В общем — V4 нельзя выбрасывать из списка зон занимающихся обработкой цвета. Поэтому внёс маленькую правку)
Хорошо, что включили V4 в список)
Сами механизмы обработки цвета (формирования цветового ощущения) до сих пор детально не описаны.
Что такое ощущение цвета — это проблема субъективных состояний, но где возникает это ощущение известно — в V4.
Вот как раз возникает оно во всей зрительной коре — это важный момент.
А сама зона V4 одна из (но не единственная) тех частей, повреждение которых приводит к цветовой слепоте.
Only those users with full accounts are able to leave comments. Log in, please.