האם הטלוויזיה האולטרה-גבוהה שלך באמת שווה את זה? האם אתה צריך מסך 4K או 8K כדי לקבל את חווית הצפייה הטובה ביותר בבית?
לפי חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' ומטא ריאליטי מעבדות, לעין האנושית יש מגבלת רזולוציה: במילים אחרות, יש רק כל כך הרבה פיקסלים שהעין יכולה לראות. מעל הגבול הזה, מסך נותן לעיניים שלנו יותר מידע ממה שהם יכולים לזהות.
כדי לחשב את מגבלת הרזולוציה, החוקרים ערכו מחקר שמדד את יכולתם של המשתתפים לזהות תכונות ספציפיות בתמונות בצבע ובגווני אפור על גבי מסך, בין אם מסתכלים על התמונות ישירות על הראייה ההיקפית שלהם או מבעד להם, ומתי המסך קרוב אליהם או רחוק יותר.
מגבלת הרזולוציה המדויקת תלויה במספר משתנים, כולל גודל המסך, כהות החדר והמרחק בין הצופה למסך. עם זאת, עבור סלון בגודל ממוצע בבריטניה, עם 2.5 מטרים בין הטלוויזיה לספה, טלוויזיית 44 אינץ' 4K או 8K לא תספק יתרון נוסף על פני טלוויזיית Quad HD (QHD) בעלת רזולוציה נמוכה יותר באותו גודל.
החוקרים פיתחו גם מחשבון מקוון בחינם שבו משתמשים יכולים להזין את גודל החדר שלהם ואת הממדים והרזולוציה של הטלוויזיה שלהם כדי לקבוע את המסך המתאים ביותר לביתם. התוצאות שלהם מדווחות בכתב העת תקשורת טבע.
כל צרכן שקונה טלוויזיה חדשה מפוצץ במידע טכני של יצרנים, כולם מנסים לשכנע אותם שרזולוציית התצוגה של המסכים שלהם – בין אם Full HD, 4K או 8K – מציעה להם את חווית הצפייה הטובה ביותר.
ורזולוציית התצוגה נחשבת חשובה לא פחות עבור המסכים הרבים האחרים שאנו משתמשים בהם, בטלפונים או במחשבים שלנו, בין אם אנו משתמשים בהם כדי לצלם תמונות, לצפות בסרטים או לשחק במשחקי וידאו, כולל משחקים במציאות מדומה או מוגברת. אפילו יצרני רכב מציעים רזולוציות גבוהות יותר ויותר עבור תצוגות מידע ברכב ומסכי סאטן.
מכיוון שמאמצים הנדסיים גדולים הולכים לשיפור הרזולוציה של צגי נייד, AR ו-VR, חשוב לדעת את הרזולוציה המקסימלית שבה שיפורים נוספים לא מביאים תועלת ניכרת. אבל לא היו מחקרים שבאמת מודדים מה העין האנושית יכולה לראות, ומהן מגבלות התפיסה שלה".
ד"ר מליהא אשרף, מחברת ראשונה מהמחלקה למדעי המחשב והטכנולוגיה של קיימברידג'
"אם יש לך יותר פיקסלים בתצוגה שלך, זה פחות יעיל, זה עולה יותר וזה דורש יותר כוח עיבוד כדי להניע אותו", אמר מחבר שותף פרופסור רפאל מנטיוק, גם הוא מהמחלקה למדעי המחשב והטכנולוגיה של קיימברידג'. "אז רצינו לדעת באיזו נקודה אין טעם לשפר עוד יותר את הרזולוציה של התצוגה."
החוקרים יצרו מערך ניסוי עם תצוגה הזזה שאפשרה להם למדוד בדיוק את מה שהעין האנושית יכולה לראות כשהיא מסתכלת על דפוסים על מסך. במקום למדוד את המפרט של מסך מסוים, הם מדדו פיקסלים לכל מעלה (PPD): מדידה של כמה פיקסלים בודדים יכולים להתאים לפרוסה של מעלה אחת משדה הראייה שלך. מדידת PPD עוזרת לענות על שאלה שימושית יותר מאשר 'כמה גבוהה הרזולוציה של מסך זה?' במקום זאת, הוא עונה על השאלה 'איך המסך הזה נראה מהמקום שבו אני יושב?'
תקן הראייה המקובל 20/20, המבוסס על תרשים סנלן שיהיה מוכר לכל מי שבדק את הראייה שלו, מצביע על כך שהעין האנושית יכולה לפתור פרטים ב-60 פיקסלים לכל מעלה.
"מדידה זו הייתה מקובלת רחבה, אבל אף אחד לא ממש ישב ומדד אותה עבור תצוגות מודרניות, במקום טבלת קיר של אותיות שפותחה לראשונה ב-19ה' המאה", אמר אשרף.
המשתתפים במחקר הסתכלו על דפוסים עם הדרגות עדינות מאוד, בגווני אפור ובצבע, ונשאלו האם הם מסוגלים לראות את הקווים בתמונה. המסך הוזז לכיוון הצופה ולהתרחק ממנו כדי למדוד PPD במרחקים שונים. PPD נמדד גם עבור ראייה מרכזית והיקפית.
החוקרים גילו שמגבלת הרזולוציה של העין גבוהה ממה שחשבו בעבר, אך ישנם הבדלים חשובים במגבלות הרזולוציה בין צבע לשחור-לבן. עבור תמונות בגווני אפור שנצפו ישירות, הממוצע היה 94 PPD. עבור דפוסים אדומים וירוקים, המספר היה 89 PPD, ולצהוב וסגול זה היה 53 PPD.
"למוח שלנו אין למעשה את היכולת לחוש היטב פרטים בצבע, וזו הסיבה שראינו ירידה גדולה בתמונות צבעוניות, במיוחד כשנצפים בראייה היקפית", אמר מנטיוק. "העיניים שלנו הן בעצם חיישנים שהם לא כל כך גדולים, אבל המוח שלנו מעבד את הנתונים האלה למה שהוא חושב שאנחנו צריכים לראות."
החוקרים עיצבו מודלים של תוצאותיהם כדי לחשב כיצד מגבלת הרזולוציה משתנה בין האוכלוסיה, מה שיעזור ליצרנים לקבל החלטות שרלוונטיות עבור רוב האוכלוסייה: לדוגמה, עיצוב תצוגה בעלת רזולוציית רשתית עבור 95% מהאנשים ולא לצופה ממוצע.
בהתבסס על מודל זה, החוקרים פיתחו את המחשבון המקוון שלהם, המאפשר לאנשים לבדוק את המסכים שלהם או לעזור ליידע החלטות קנייה עתידיות.
"התוצאות שלנו מציבות את הכוכב הצפוני לפיתוח תצוגה, עם השלכות על טכנולוגיות הדמיה, רינדור וקידוד וידאו עתידיות", אמר מחבר שותף ד"ר אלכס צ'פירו ממעבדות Meta Reality.
