來源：經濟日報-中國經濟網
用你的閃光眼閃瞎我
用你的閃光眼閃瞎我
你知道我已經無處可藏
你知道我一無所有
對,我一無所有
——《閃光眼》
我們經常會聽到「解析度」這個字眼——高解析度的電視機、DVD、藍光光碟、手機攝像頭……那麼,人眼有解析度嗎?要回答這個問題,我們必須首先解決另外兩個問題:什麼是解析度?人的眼球是怎麼工作的?
解析度是光學領域的一個概念,指的是某種儀器在一個圖像中識別並分離兩個物體的能力。舉個例子,想像一下天空里有兩顆看起來距離很近的星星,位置足以混淆我們的視線。如果你用低解析度的望遠鏡可能只會看到一顆星星,或者一塊光斑。相反如果你用有很高解析度的望遠鏡,那你將清晰地看到兩顆獨立的星星。
其他光學儀器也和望遠鏡一樣,如攝像機。數碼照片都是由一顆顆彩色的像素點構成的(可以將像素點認作照片的「原子」,是組成照片的最小單位)。
所以,一張照片的像素點越多,看起來就越清晰,也就是說,這張照片的解析度越高。一張超高解析度的圖片即使在經放大無數倍後列印出來,也不會變得模糊。
假設我們用一台照相機拍攝一張長方形的照片,有序排列的像素點在照片上排成1600列、1200行,那麼解析度就是這張照片上所有的這些像素點的數量。所以,我們可以把縱橫的數字相乘(1600×1200),會得到1920000,即192萬像素(平時我們使用的智慧型手機也就這麼多像素,對我們來說足夠了)。
但購買手機時,我們也得考慮其他會影響手機相機質量的參數,比如傳感器的大小、鏡頭特性以及照片處理軟體的質量。
那我們的眼睛呢?人眼有像素嗎?首先,讓我們先弄清楚人眼大致的工作過程:光線穿過我們的角膜,然後穿透我們的瞳孔(瞳孔會根據眼球接受光線的強弱自行收縮或放大)和眼球晶狀體(晶狀體有點像照相機的鏡頭,它可以調節遠近物體的形象,然後把物像反映在視網膜上)。最終的圖像會形成於視網膜上,視網膜位於眼球最內部,類似於螢幕的作用。落在視網膜上的光線會產生一系列化學反應和電流反應,刺激我們的視網膜神經元,然後再被傳遞到大腦皮層,大腦就會開始自動分析處理視網膜上的圖像。
科學逸事:
人眼是非常複雜的器官,既要接受並聚焦外來光線,還要將光線轉化為電信號。同時,大腦也要對肉眼接收到的圖像信息進行同步分析處理。真是高科技啊!這個過程被那些不相信達爾文進化論的「創世主義者」當作「上帝用七天創造萬物」的例證,他們認為這種複雜的過程只有神才能做到,而絕非進化過程中的偶然產生。那些人工智慧的擁護者也持類似看法,只不過他們把前者的宗教色彩換成了一種更高級巧妙的說辭。
幸好,科學家(如著名生物學家理察·道金斯)已經證實人的眼睛是如何在自然選擇中一步一步進化的,眼睛並非一開始就是非常完美的器官,它的進化顯示了由於進化的隨機性而產生的各種缺點和不完美。
就連人類的超級器官——大腦,也充滿了進化上的缺陷。如果人類是被預先設計好再創造出來的,那就不會存在累贅之物(畢竟沒有人會認為上帝是個差勁的設計師)。
回到我們的主題上來。人眼中有大量的感光細胞,其中視錐細胞大約為六百萬個,視杆細胞大約有一億個。視錐細胞位於視網膜中部,負責感受光的顏色,識別出藍光、紅光和綠光;視杆細胞位於視網膜外圍部分,負責感受光的強弱。所以說,在黑暗的環境中,有時通過眼角的一瞥,我們只能瞧見非常微弱的一點光線。這時,就是位於我們視網膜邊緣的視杆細胞在起作用。
我們已經可以回答一開始提出的問題了——什麼叫人眼的解析度?顯然,解析度這個說法是我們自己做的一個類比罷了,畢竟人眼和數位相機還是不一樣的。人眼隨時隨地都在接收外在的光線並形成圖像,沒有一刻處於休息狀態。而且,截至目前,從我們的肉眼捕獲光線信息到在大腦中形成圖像的整個過程,都不能被任何相機或者人工智慧複製。所以說,相對於「相機」而言,人眼其實更像個「攝像機」。
但我們能夠計算出人眼大致的解析度數值。人眼中大約有六百萬個視錐細胞,如果我們把這些細胞比作像素點,那人眼就有600萬像素的解析度。但我們也不能忘記還有一億個左右的視杆細胞,所以加起來,解析度大概就是1.06億像素。
同時,我們還要考慮到眼球會轉動的情況。眼球的轉動使得我們能夠看到非常廣闊的外部環境。假設我們的視角為橫向120°、縱向120°,如果每個像素點為0.3角分(又稱弧分,符號為「 ′」,是量度角度的單位),那麼我們最後可以得出肉眼的解析度大約為5.76億像素。這是美國地質局的羅傑·克拉克博士(Dr. Roger Clark)通過計算得出的數據。
手機相機的解析度最高可達1600萬像素。世界上解析度最高的相機是著名的「暗能量相機」(由美國能源部費米國家加速器實驗室在伊利諾州巴達維亞市建造的),一共有5.7億像素,這項工程花費了35億美元。由此可見,人的眼球還是有很高的內在價值的啊。
經濟日報-中國經濟網摘自《那些聽過卻從未搞明白的問題》四川文藝出版社