相机|了解眼睛有多神奇:人眼像素高达5.76亿,意味着什么?( 二 )


像素是指由图像的小方格组成的 , 这些小方块都有一个明确的位置和被分配的色彩数值 , 小方格颜色和位置就决定该图像所呈现出来的样子 。
根据这一定义我们可以把像素理解为图像里面的最小单位 , 这些像素有序的排列组合在一起 , 构成了我们最后看见的图像 , 就像是密密麻麻的拼图一样 , 像素决定了图像呈现时的大小 。
电子产品既定的几千万像素其实指的是像素值 , 也可以叫做最大像素或者最大分辨率 。 其实日常的各种电子屏幕也有像素 , 比如说电脑分辨率 , 就是通过电脑的操作系统进行调节 。 数码相机的像素值则跟它里面装的光敏元件有关 , 光敏元件一般是在光电传感器上面 , 元件越多则像素就越高 。 而原材料的增多就意味着价格会升高 , 像现在的单反相机像素就在2000万以上 。
总之 , 像素和成像之间有着密切的关系 , 在我们借助相机等电子产品进行拍摄时 , 一定想不到人类的眼睛其实本身也有着超高的像素 。 之前有人指出人类的视网膜当中可供感光的锥体细胞数量大约是600万个 , 将其数量类比于人眼像素 , 发现人类的眼睛相当于像素值600万的相机 。 其实人类眼睛的像素要比500万高得多 , 高达5.76亿 , 这意味着什么呢?
人眼像素5.76亿
单纯用锥体细胞的数量来作为人眼像素的测量依据显然是不科学的 , 因为在人眼当中还有许多其它的细胞 , 比如说棒体细胞 , 它的数量就有1.2亿个 , 它的主要功能就是用来分辨光线的亮度 , 对明暗的感触比较敏感 。 它能够与前面提到的椎体细胞在共同作用之下引起视觉 。
不过一定会有人疑惑 , 即使将这二者加在一起也不到5.76亿啊 。 这是因为计算眼球的像素还需要考虑别的因素 , 毕竟我们的眼球是活动的 , 而不是像手机相机一样一直被固定在后盖固定的位置 。 在眼球转动的过程中我们能看到更广的地方 。
假设我们的眼睛横向纵向都为120° , 而每个像素点为0.3角分 , 经过计算就可得出人眼分辨率约为5.76亿像素 。
因此人眼的像素如此高 , 其实是基于我们的眼球可以不断地转动 , 这就导致我们能够看到的区域更广 , 大脑在接收到这些零碎的图像之后再进行合成 , 组成画面 。 更不用说与普通的相机相比了 , 即使相机的像素再高 , 它也只能瞄准面前的一块区域 , 如果想拍全景势必要进行移动并且拍摄多张照片拼凑 。 但是人眼却不一样 , 两只眼睛可以轻易地看到全景 。
所以将人眼单纯定义成相机其实有些偏颇 , 毕竟它能够一直捕捉动态场景 , 比摄像机更加准确一些 。 这台超级摄像机不仅能够一直按快门对附近的景象进行拍照 , 还能迅速传递到大脑当中进行分析 , 像是被智能操控的相机 , 从拍摄到成像再到分解 , 和相机比起来实在是高级更多 。
并且需要知道 , 这个5.76亿像素的数值是在相对保守的估计之下计算出来的 。 可以说大家虽然都有眼睛 , 但是视力其实还是有很大的差异 , 很难说视力更好的人眼睛的像素会不会也更高 。
比如飞行员 , 他们就能凭借自己优秀的视力观察到一些常人看不到的东西 。 因此这一数值 , 还有继续上升的余地 。 不管怎么说 , 5.76亿已经很厉害了 , 按照普通单反相机1000万像素来计算 , 大家的眼睛可以等同于一次性塞进去了50多台单反 。
人眼与相机
前文提到了眼球壁的构造主要分为了三层 , 外层的巩膜部分其实就可以理解为相机外壳 , 是保护我们“视网膜”镜头的第一道屏障 。 而中层当中有许多色素细胞 , 可以阻止弥漫性的光线进入眼睛 , 营造出一种暗室效应 , 其功能和相机的暗箱类似 。
内层的视网膜当然就是成像的屏幕了 , 其中的玻璃体、晶状体则有着凸透镜的效果 , 所以视网膜其实就是相机的镜头 , 而附着在上的泪水是最后一层保护膜 。
人的眼睛就像实验室当中制作的透镜系统一样 , 外界物体反射出的光线依次经过 眼内这组透镜—类似相机的镜头—发生曲折 ,最后才成像于视网膜中心凹上 。
不过还是需要指出 , 人眼的生理光学还是有自己的特点的 , 因此我们不能将相机的成像原理直接套在人眼上 , 毕竟在人眼的背后还有大脑这种超高“智能”的存在 。 而面对术业有专攻的“相机” , 人眼的视网膜成像还是存在诸多缺陷的 , 不过自动调节焦点、明暗度方面还是甩了相机几条街 。
保护眼睛
随着科技的发展和互联网的大范围普及 , 人们的日常已经离不开大大小小的电子屏 , 上班时面对电脑 , 回家后面对着手机或者电视 , 用眼的时间特别长 。 近视眼的群体可谓是急速上升 , 全国至少有30%的人患有近视 。