Obraz ako realita

Medzi ľudskými očami a digitálnou kamerou je mnoho zásadných rozdielov. Napriek tomu je možné niektoré ich vlastnosti porovnať a posúdiť.

Z obchodov s elektronikou sa na nás valia pojmy ako 4K, OLED či VR. Cieľom týchto technológií je oklamať naše oči, aby vnímali obraz ako realitu.

Pohyb v bodoch

Základom digitálneho videa sú tzv. pixely, malé jednofarebné body tvoriace celý obraz. Čím ich je viac, tým ostrejšie je zobrazené video. Najbežnejší formát videa obsahuje 1 920 pixelov na šírku a 1 080 na výšku, čo poskytuje viac ako dva milióny samostatných bodov obrazu, nazývaných aj dva megapixely.
Takisto záleží na tom, ako rýchlo sa jednotlivé obrázky videa striedajú, s tým súvisí, ako sú pohyby vo videu pre náš mozog plynulé. Obľúbené GIF obrázky často obsahujú napríklad tri pomaly sa striedajúce nadväzujúce obrázky, z ktorých je jasný účel a pohyb animácie, no ešte vždy sme schopní rozpoznať tri samostatné obrázky. Opakom sú špeciálne premietania najmä dokumentárnych filmov rýchlosťou 60 snímok za sekundu, aby sa u diváka dosiahol ešte silnejší pocit reality.

Rozmazanie objektov

Naše oči však nie sú digitálne kamery a informácie neprijímajú v podobe pixelov a snímok za sekundu, ale v podobe celistvého toku fotónov na fotoreceptore vnútri oka. Následne posielajú informácie pomocou chemickej reakcie do mozgu na spracovanie. Keď rukou začneme pomaly náhodne hýbať a budeme ju sledovať očami, ruka bude ostrá a jasná. Keď však pohyb prudko zrýchlime, ruka bude pre oči rozmazaná. Ruka nie je rozmazaná v reálnom svete, ale je to jedna z vecí, ktoré si mozog domyslí. Rýchlo mihotajúca sa ruka sa tak neobjavuje na náhodných miestach v priestore, ale je vnímaná ako jeden objekt.
To je jedna z príčin, prečo môže byť pre niekoho problematické sledovať v televízii napríklad tenis. Loptička sa v reálnom svete pre divákov na tribúne javí ako rozmazaná. Televízna kamera ju však dokáže zachytiť ostro a rovnako ju zobrazí aj obrazovka. Spôsobí to neprirodzenosť pre diváka televízie a takéto prvky môžu preukázateľne vyvolať aj závraty. Preto sa do filmov a videí umelo pridáva rozmazanie pohybujúcich sa objektov.

Čo (ne)vidíme

Graf znázorňujúci, z akej vzdialenosti pre dané rozlíšenie a uhlopriečku obrazu už oči nie sú schopné rozlíšiť odlišné rozlíšenie obrazovky

Rozlíšenie televíznych obrazoviek sa rokmi zväčšuje. Známy pojem 4K označuje 3 840 obrazových pixelov na šírku a 2 160 na výšku. Je však veľmi dôležité, z akej vzdialenosti sa na obrazovku pozeráme. Z väčšej vzdialenosti pre dané rozlíšenie obrazu už oči nie sú schopné rozlíšiť aj veľmi rozdielne kvality obrazu. Preto ak si napríklad kúpime kvalitný 4K televízor s uhlopriečkou 200 centimetrov, ale budeme ho sledovať zo vzdialenosti viac ako tri metre, nepostrehneme rozdiel v kvalite v porovnaní s nižším modelom. Naopak, pri nízkej kvalite videa s malým rozlíšením je viditeľné štvorčekovanie obrazu a tým aj zníženie jeho zreteľnosti.
Obrazovka však zaberá iba malú časť bežného zorného poľa. Nie je možné plne zodpovedať otázku, koľko pixelov by muselo byť okolo nás tak, aby zaberali celé zorné pole a zároveň neboli rozoznateľné jednotlivé body. Oči a mozog totiž nespracovávajú obrazovú informáciu tak ako kamera. Nielenže je tok fotónov plynulý, ale obraz sa v mozgu tvorí postupne po malých častiach. Nikdy nevnímame všetko naraz.
Mentálny obraz sveta sa nám dotvára aj pomocou spomienok a vedomostí o objektoch, ktoré aktuálne vidíme. Prípadne, ktoré nevidíme, ako napríklad nos a okuliare, ktoré mozog ignoruje. Neustále viditeľný nos nás vďaka tomu neirituje.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 3/2023. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

Text a foto Stanislav Griguš
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave