Ученые из Кембриджа: 4K и 8K не всегда нужны, создали калькулятор для выбора дисплея

Предел человеческого восприятия: стоит ли переплачивать за ультравысокое разрешение

Маркетинговые гонки за все более высоким разрешением дисплеев — от Full HD до 8K — могут вводить потребителей в заблуждение. Исследователи из Кембриджского университета в сотрудничестве с Meta Reality Labs обнаружили, что человеческий глаз имеет предел того, сколько пикселей он способен различить, и превышение этой границы не приносит заметного визуального улучшения. Это открытие имеет важное значение не только для телевизоров, но и для экранов мобильных устройств и систем виртуальной/дополненной реальности.

Доктор Малиха Ашраф, первый автор исследования, подчеркнула, что до сих пор не хватало точных измерений ограничений человеческого восприятия в контексте современных дисплеев. Профессор Рафал Мантюк добавил, что избыточное разрешение приводит к неэффективности, увеличению стоимости и росту требований к вычислительной мощности устройств.

Методика измерения: от таблицы Снеллена к пикселям на градус (PPD)

Для определения этой границы ученые отошли от устаревшего стандарта 20/20, основанного на настенной таблице Снеллена XIX века, которая предполагает предел в 60 пикселей на градус (PPD). Вместо этого была создана экспериментальная установка с выдвижным дисплеем. Исследователи измеряли PPD — количество отдельных пикселей, умещающихся в один градус поля зрения, что позволяет точно оценить видимое разрешение с конкретного расстояния.

Участники эксперимента оценивали способность различать мельчайшие детали на цветных и черно-белых изображениях, как при прямом, так и при периферийном зрении, а также на разных расстояниях до экрана. Эти факторы — размер экрана, освещение и дистанция — в совокупности определяют точный порог восприятия.

Различия в восприятии цвета и новые стандарты

Результаты показали, что предел разрешения глаза выше, чем считалось ранее, но он сильно зависит от цвета. Так, при прямом взгляде на изображения в оттенках серого средний показатель достиг 94 PPD. Для красно-зеленых узоров предел составил 89 PPD, однако для желто-фиолетовых оттенков он резко снизился — до 53 PPD.

«На самом деле наш мозг не очень хорошо воспринимает детали в цвете, поэтому мы увидели значительное снижение четкости цветных изображений, особенно при просмотре периферическим зрением», — прокомментировал профессор Мантюк, отмечая, что мозг активно достраивает недостающую информацию.

Практическое применение: когда 4K действительно избыточны

Исследователи привели конкретный пример: для средней британской гостиной, где расстояние от дивана до 44-дюймового телевизора составляет 2,5 метра, экран с разрешением 4K или 8K не даст заметных преимуществ по сравнению с дисплеем Quad HD (QHD) того же размера. Это означает, что потребители могут не заметить разницы, но при этом переплатить за более дорогие технологии.

На основе моделирования, которое учитывает вариативность популяции (например, для обеспечения видимости для 95% людей), ученые разработали онлайн-калькулятор. Этот инструмент позволяет пользователям ввести размеры своей комнаты, а также диагональ и разрешение текущего или планируемого телевизора, чтобы определить, насколько оправдана покупка экрана с более высоким разрешением с учетом их условий просмотра.