Si è soliti paragonare la risoluzione dell’occhio umano a quella delle fotocamere digitali, attribuendole un valore stimato di circa 576 megapixel. Tuttavia, questa analogia semplifica eccessivamente la realtà data la complessità dell’occhio umano.
Diversamente da un sensore fotografico, l’occhio umano non presenta una risoluzione uniforme su tutto il campo visivo. La maggior densità di recettori si trova nella fovea, la zona centrale della retina, consentendo una percezione dettagliata e ad alta risoluzione in questa area specifica. Al contrario, la visione periferica è notevolmente meno precisa.
Allora, quanto è realmente precisa la vista umana? Esaminiamo più da vicino la natura della risoluzione e dei megapixel per capire meglio come funziona l’occhio umano.
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Cos’è la risoluzione e come viene misurata?
Il termine “risoluzione” può assumere significati diversi a seconda del contesto tecnologico in cui viene usato. Nel nostro ambito, la risoluzione si riferisce al numero di pixel presenti sul sensore di una fotocamera digitale o su uno schermo, indicando così la quantità di elementi dell’immagine o punti di colore disponibili.
Più semplicemente, la risoluzione determina la nitidezza e la chiarezza di un’immagine o fotografia, basandosi sul conteggio dei pixel disposti in orizzontale e in verticale. Questo parametro è cruciale per valutare la qualità visiva di immagini, foto e video digitali.
Un’immagine ad alta risoluzione, avendo un maggior numero di pixel, è in grado di contenere e visualizzare più dettagli visivi rispetto a una a bassa risoluzione, risultando quindi più nitida e chiara.
Nel contesto delle fotocamere digitali moderne, la risoluzione viene espressa in pixel per pollice (PPI). Invece, per quanto riguarda la stampa, si utilizza il termine punti per pollice (DPI) per misurare la risoluzione dell’immagine.
Come calcolare la risoluzione dell’occhio umano
Quando si parla della risoluzione della visione umana, l’argomento diventa più complesso, poiché è influenzato da vari fattori.
Generalmente, quando si discute della risoluzione degli occhi umani, ci si riferisce all’acuità visiva, ovvero la capacità di percepire piccoli dettagli in un’immagine.
Quindi, quale sarebbe la risoluzione dei nostri occhi? Secondo le ricerche dello scienziato e fotografo Roger M. N Clark, la risoluzione dell’occhio umano si aggirerebbe intorno ai 576 megapixel, equivalente a 576.000.000 di singoli pixel. Questo significa che possiamo percepire dettagli molto più fini di quelli visibili su una TV 8K.
Tuttavia, l’occhio non funziona come una macchina fotografica che cattura un singolo fotogramma fisso; è più simile a una videocamera che cattura continuamente immagini in movimento, elaborando una grande quantità di informazioni visive. Inoltre, poiché abbiamo due occhi, il nostro cervello fonde i segnali di entrambi per migliorare ulteriormente la risoluzione.
A causa di questi fattori, l’occhio e il cervello lavorano insieme per sfruttare al meglio il numero di fotorecettori presenti nella retina, raggiungendo una risoluzione ottimale. I numeri equivalenti in megapixel citati riflettono la quantità di dettaglio spaziale necessaria per dimostrare le capacità visive dell’occhio umano.
Per misurare con precisione la risoluzione dell’occhio umano, però, è fondamentale considerare la fovea. Questa piccola parte dell’occhio è cruciale per la nostra capacità di vedere dettagli molto fini e percepire i colori. Nonostante la grande risoluzione complessiva, la scienza sostiene che la risoluzione effettiva nella zona della fovea, dove elaboriamo la maggior parte delle informazioni visive, è di circa 7 megapixel.
E se l’occhio fosse una macchina fotografica?
Sia la visione umana che le fotocamere utilizzano lenti e superfici sensibili alla luce per funzionare. Nell’occhio umano, l’iride regola la quantità di luce che entra, mentre la retina, situata nella parte posteriore dell’occhio, cattura questa luce e trasmette segnali al cervello tramite il nervo ottico. Infine, il cervello interpreta queste informazioni visive.
Questo meccanismo è simile a quello di una fotocamera. La luce prima passa attraverso l’obiettivo, poi l’apertura della fotocamera regola la quantità di luce che raggiunge il sensore, che è la superficie sensibile alla luce all’interno della fotocamera. Qui, l’immagine viene elaborata per creare la fotografia finale.
Inoltre, sia il sistema visivo umano che le fotocamere ricevono immagini che sono invertite e capovolte. Ciò avviene perché sia l’occhio che l’obiettivo della fotocamera sono convessi, il che fa sì che la luce rifratta capovolga l’immagine. Tuttavia, nel processo di visione umana, il cervello corregge automaticamente questa inversione per farci percepire le immagini nel modo corretto.
Analogamente, le fotocamere DSLR sono dotate di prismi o specchi interni che riorientano l’immagine, assicurando che sia registrata nel verso giusto. Così, sia nel caso della visione umana sia in quello delle fotocamere, ci sono meccanismi interni che adattano l’immagine per una corretta percezione.
Ci sono alcuni altri punti di cui possiamo discutere.
ISO (la sensibilità dell’occhio alla luce)
Secondo le ricerche di Richard Blackwell, la visione umana può integrare informazioni visive per un periodo fino a circa 15 secondi in condizioni di scarsa illuminazione, con l’ISO dell’occhio che varia in base al livello di luce. Ciò è dovuto all’aumento della rodopsina, un pigmento sensibile alla luce presente nella retina.
Blackwell suggerisce che, indossando occhiali da sole e adattandosi all’oscurità, una persona potrebbe riuscire a vedere stelle molto deboli lontano dalle luci cittadine. Questo ci permette di fare una stima di quanto efficacemente possiamo vedere in condizioni di bassa luminosità.
Negli esperimenti condotti, Blackwell ha valutato che un occhio umano completamente adattato al buio ha una sensibilità ISO di circa 800. Di giorno, tuttavia, la sensibilità dell’occhio diminuisce drasticamente, risultando oltre 600 volte meno sensibile rispetto alle condizioni notturne. Uno studio realizzato a Toronto nel 1958 calcola che l’equivalente ISO diurno sarebbe circa 1.
La gamma dinamica dell’occhio
La capacità visiva umana supera quella di qualsiasi pellicola o fotocamera digitale, funzionando efficacemente sia sotto la piena luce del sole che nella debole luminosità delle stelle. Blackwell suggerisce un esperimento semplice per sperimentare questa straordinaria portata visiva:
- Porta con te una mappa stellare e dirigiti verso un luogo con cielo notturno chiaro e la luna piena.
- Datti qualche minuto per permettere ai tuoi occhi di adattarsi al buio.
- Cerca di identificare le stelle più deboli visibili mentre la luna piena è nel tuo campo visivo.
- Prova a posizionare la luna e le stelle a circa 45 gradi sopra di te (verso lo zenit).
- In condizioni ideali, lontano dall’inquinamento luminoso cittadino, dovresti riuscire a vedere stelle di magnitudine 3. Considerando che la luna piena brilla a una magnitudine di -12,5.
Se riesci a vedere stelle con magnitudine di 2,5, l’intervallo di magnitudine che il tuo occhio sta coprendo è di 15. Poiché ogni 5 magnitudini rappresentano un fattore di 100, un intervallo di 15 magnitudini equivale a 100 x 100 x 100 = 1.000.000. Ciò significa che la gamma dinamica in queste condizioni di bassa luminosità è di circa 1 milione a 1 (20 stop), forse anche più!
Lunghezza focale dell’occhio
Qual è realmente la lunghezza focale dell’occhio umano? Spesso si sente dire che un obiettivo da 50 mm riproduce la visione umana più fedelmente di altri, ma è veramente così?
Dalle mie ricerche, ho scoperto che le stime variano da 17 mm a 50 mm. Tuttavia, per ottenere una risposta più precisa, ho consultato lo studio “Light, Colour and Vision” di Hunt et al., pubblicato da Chapman and Hall, Ltd, a Londra nel 1968. Secondo questo studio, la lunghezza focale dall’occhio all’oggetto per un “adulto europeo standard” è di 16,7 mm, mentre la lunghezza focale dell’immagine all’interno dell’occhio è di 22,3 mm. Di conseguenza, possiamo affermare che la lunghezza focale più accurata per l’occhio umano è di circa 22 mm.
Domande frequenti sulla risoluzione dell’Occhio Umano
Gli esseri umani possono vedere in 16K?
La capacità dell’occhio umano di percepire una risoluzione 16K è limitata in condizioni di visualizzazione normali. Mentre i display 16K possono offrire dettagli incredibili, la maggior parte delle persone non noterà una differenza significativa nella qualità dell’immagine rispetto a risoluzioni inferiori durante l’uso quotidiano.
Gli occhi umani possono percepire il 4K?
Sì, gli occhi umani sono capaci di distinguere risoluzioni fino al 4K e anche oltre, come l’8K. Tuttavia, la differenza tra 4K e 8K può essere apprezzata solo con una visione molto acuta o stando molto vicini allo schermo.
Quanti pixel può vedere l’occhio umano?
Secondo le ricerche del fotografo e scienziato Roger M. N Clark, per coprire l’intero campo visivo umano, uno schermo dovrebbe avere una densità di circa 576 megapixel.
