琪琪热热色原手机版:人眼极限分辨率与投影幕大小的关系
来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/05/05 19:37:59
在天文学中,定义刚刚能被望远镜分开的天球上两个发光点之间的角距离,称为角分辨率(与摄影镜头的线分辨率的概念不同)
人眼的理论分辨能力是20角秒,可是由于感光细胞的分布以及本身的缺陷,实际上对5000纳米黄绿光的分辨能力是1角分,宽度超过1角分的物体就和背景融在一起了。(摘自科教出版社《天文学简明教程》)
那么,现在让我们计算一下人眼在1m处能够看到的“点距极限”,你可以简单地理解为在1m处,你的眼睛能够看到的最小点径(或最小的直线径)(小于以上的大小,那么它们将溶入背景),或者也可以理解为能够把两个小点(线径)能够分开的最小间距(小于以上的间距,那么它们将溶为一点或者一条直线)。
弧度=弧长/半径 或 (弧长=弧度*半径)
1度=2Л/360弧度
1角分=1/60度=(2Л/360)/60=0.000291弧度
所以,1m处能够看到的最小点距(约等于弧长):
弧长=弧度*半径=0.000291*1000mm=0.291mm
下面来实际计算,主要以16:9和4:3的屏幕来说明:
16:9之1920*1080:
1M距离:
屏幕
宽度=1920*0.291=558.72mm=21.997英寸
屏幕对角线=21.997英寸 * 1.1473=25.237英寸
所以,2M=50英寸,3M=75英寸,4M=100英寸,5M=125英寸……
16:9之1280*720:
1M距离:
屏幕
宽度=1280*0.291=372.48mm=14.66英寸
屏幕对角线=14.66英寸 * 1.1473=16.82英寸
所以,2M=33.64英寸,3M=50.46英寸,4M=67.28英寸,5M=84.1英寸……
4:3之640*480:
1M距离:
屏幕
宽度=640*0.291=186.24mm=7.33英寸
屏幕对角线=7.33英寸 * 1.25=9.16英寸
所以,2M=18.32英寸,3M=27.48英寸,4M=36.64英寸,5M=45.8英寸……
4:3之800*600:
1M距离:
屏幕
宽度=800*0.291=232.8mm=9.165英寸
屏幕对角线=9.165英寸 * 1.25=11.46英寸
所以,2M=22.92英寸,3M=34.38英寸,4M=45.84英寸,5M=57.3英寸……
4:3之1024*768:
1M距离:
屏幕
宽度=1024*0.291=297.98mm=11.73英寸
屏幕对角线=11.73英寸 * 1.25=14.66英寸
所以,2M=29.32英寸,3M=43.98英寸,4M=58.64英寸,5M=73.3英寸……
请注意,以上所说的人眼的分辨率1角分,是在十分理想的情况下--足够明亮的晴天,同时无反光,对于白纸上的黑条测试(这种目标被成为 extended object,人眼对于这种目标有很强的分辨能力),并且是眼睛特别好的人得到的。实际上,一般人的眼睛没那么好,而在70年代的《天文爱好者手册》一书中,引用Pickering的研究成果,实际上白纸上的黑条测试是一种极端情况(并且这是白天照明条件好的时候做的,想想如果在昏暗的灯光下做这个实验结果会如何),人眼对这种图案的灵敏度高,会3到5倍于黑背景上的白点。另外,其他研究表明,人们对于昏暗中的点光源(点光源的亮度如果一样的话,比方说天文上的双星观测),分辨率最好的人能到2角分,一般人在3角分算是很不错的,通常更差,一般人眼这种情况下的分辨率是3-5角分。这可以理解为大多数人(包括我自己),在看VCD(352*288),用29英寸的彩电在3M处还可以忍受甚至津津有味的原因。请看以下分析:
VCD 4:3之352*288:
1M距离:
屏幕
宽度=352*0.291=102.43mm=4.03英寸
屏幕对角线=4.03英寸 * 1.25=5.04英寸
所以,2M=10英寸,3M=15英寸,4M=20英寸,5M=25英寸……(人眼的分辨率1角分)
2M=20英寸,3M=30英寸,4M=40英寸,5M=50英寸……(人眼的分辨率2角分)
2M=30英寸,3M=45英寸,4M=60英寸,5M=75英寸……(人眼的分辨率3角分)
看到没有,3米处的尺寸居然需要30英寸!!!!
现在,我们再来看一下DVD:
DVD 4:3之720*480:
1M距离:
屏幕
宽度=720*0.291=209.52mm=8.25英寸
屏幕对角线=8.25英寸 * 1.25=10.31英寸
所以,2M=20.62英寸,3M=30.93英寸,4M=41.24英寸,5M=51.55英寸……(人眼的分辨率1角分)
2M=41.24英寸,3M=61.86英寸,4M=82.48英寸,5M=103.1英寸 ……(人眼的分辨率2角分)
2M=61.86英寸,3M=92.79英寸,4M=123.72英寸,5M=154.65英寸……(人眼的分辨率3角分)
这同时也可以理解为,如果你的眼睛的分辨率是3角分的话,在3M处的距离,你需要用92.79英寸(约100英寸)的投影,而此时,你不会感觉到屏幕的颗粒感,因为已经达到你的眼睛的分辨率极限了,而如果你此时用一台50英寸的1920*1280高清的话,相信效果绝对不如用100英寸的投影放DVD 来的震撼和真实。因为在3角分的情况下,1920*1280的高清在3M处需要75*3=225英寸的屏幕才适合你的眼睛的分辨率。呵呵,在3M处看50 英寸的高清,浪费分辨率啊!!!
再次声明,以上的计算除非特别说明,是理想情况下人眼1角分分辨率的情况下的:屏幕分辨率、尺寸和观看距离的关系,如果你的眼睛是2角分或3角分等其它的话,请相应的加倍或者减倍。
也就是,在以下3个参数固定2个参数的情况下,眼睛的分辨率的“数值”(注:数值越大,说明你的眼睛分辨率越低),和
屏幕分辨率……反比
屏幕
尺寸……正比
观看
距离……反比
以上就是本人从眼睛的角度出发,对于显示分辨率,画面尺寸,观看距离的关系的研究。我相信从眼睛的角度出发,具有比其它角度来说更具有现实的意义。
一般情况下,我们的观看距离(一般是你的客厅的沙发和电视或者投影之间的距离)是不变的,所以就只要确定你要买的电视(投影)的尺寸,就可以确定你是要买高清还是标清或者其它分辨率的显示设备了。
反过来,一旦你确定了你的分辨率,也就可以确定你需要买多少大尺寸的显示设备。
在确定观看距离和分辨率的情况下,屏幕尺寸和眼睛的分辨率的数值大小成“正比”,所以上面我计算出的是1角分下所需要的最小尺寸,也就是一般情况下,我们的尺寸需要更大,需要乘以2~5倍,因为一般人的眼睛的分辨率大约是3-5角分!比1角分“大”得多!!!,这还没有考虑观看动态图像时的眼睛的分辨率的损失!!!
人眼的理论分辨能力是20角秒,可是由于感光细胞的分布以及本身的缺陷,实际上对5000纳米黄绿光的分辨能力是1角分,宽度超过1角分的物体就和背景融在一起了。(摘自科教出版社《天文学简明教程》)
那么,现在让我们计算一下人眼在1m处能够看到的“点距极限”,你可以简单地理解为在1m处,你的眼睛能够看到的最小点径(或最小的直线径)(小于以上的大小,那么它们将溶入背景),或者也可以理解为能够把两个小点(线径)能够分开的最小间距(小于以上的间距,那么它们将溶为一点或者一条直线)。
弧度=弧长/半径 或 (弧长=弧度*半径)
1度=2Л/360弧度
1角分=1/60度=(2Л/360)/60=0.000291弧度
所以,1m处能够看到的最小点距(约等于弧长):
弧长=弧度*半径=0.000291*1000mm=0.291mm
下面来实际计算,主要以16:9和4:3的屏幕来说明:
16:9之1920*1080:
1M距离:
屏幕
宽度=1920*0.291=558.72mm=21.997英寸
屏幕对角线=21.997英寸 * 1.1473=25.237英寸
所以,2M=50英寸,3M=75英寸,4M=100英寸,5M=125英寸……
16:9之1280*720:
1M距离:
屏幕
宽度=1280*0.291=372.48mm=14.66英寸
屏幕对角线=14.66英寸 * 1.1473=16.82英寸
所以,2M=33.64英寸,3M=50.46英寸,4M=67.28英寸,5M=84.1英寸……
4:3之640*480:
1M距离:
屏幕
宽度=640*0.291=186.24mm=7.33英寸
屏幕对角线=7.33英寸 * 1.25=9.16英寸
所以,2M=18.32英寸,3M=27.48英寸,4M=36.64英寸,5M=45.8英寸……
4:3之800*600:
1M距离:
屏幕
宽度=800*0.291=232.8mm=9.165英寸
屏幕对角线=9.165英寸 * 1.25=11.46英寸
所以,2M=22.92英寸,3M=34.38英寸,4M=45.84英寸,5M=57.3英寸……
4:3之1024*768:
1M距离:
屏幕
宽度=1024*0.291=297.98mm=11.73英寸
屏幕对角线=11.73英寸 * 1.25=14.66英寸
所以,2M=29.32英寸,3M=43.98英寸,4M=58.64英寸,5M=73.3英寸……
请注意,以上所说的人眼的分辨率1角分,是在十分理想的情况下--足够明亮的晴天,同时无反光,对于白纸上的黑条测试(这种目标被成为 extended object,人眼对于这种目标有很强的分辨能力),并且是眼睛特别好的人得到的。实际上,一般人的眼睛没那么好,而在70年代的《天文爱好者手册》一书中,引用Pickering的研究成果,实际上白纸上的黑条测试是一种极端情况(并且这是白天照明条件好的时候做的,想想如果在昏暗的灯光下做这个实验结果会如何),人眼对这种图案的灵敏度高,会3到5倍于黑背景上的白点。另外,其他研究表明,人们对于昏暗中的点光源(点光源的亮度如果一样的话,比方说天文上的双星观测),分辨率最好的人能到2角分,一般人在3角分算是很不错的,通常更差,一般人眼这种情况下的分辨率是3-5角分。这可以理解为大多数人(包括我自己),在看VCD(352*288),用29英寸的彩电在3M处还可以忍受甚至津津有味的原因。请看以下分析:
VCD 4:3之352*288:
1M距离:
屏幕
宽度=352*0.291=102.43mm=4.03英寸
屏幕对角线=4.03英寸 * 1.25=5.04英寸
所以,2M=10英寸,3M=15英寸,4M=20英寸,5M=25英寸……(人眼的分辨率1角分)
2M=20英寸,3M=30英寸,4M=40英寸,5M=50英寸……(人眼的分辨率2角分)
2M=30英寸,3M=45英寸,4M=60英寸,5M=75英寸……(人眼的分辨率3角分)
看到没有,3米处的尺寸居然需要30英寸!!!!
现在,我们再来看一下DVD:
DVD 4:3之720*480:
1M距离:
屏幕
宽度=720*0.291=209.52mm=8.25英寸
屏幕对角线=8.25英寸 * 1.25=10.31英寸
所以,2M=20.62英寸,3M=30.93英寸,4M=41.24英寸,5M=51.55英寸……(人眼的分辨率1角分)
2M=41.24英寸,3M=61.86英寸,4M=82.48英寸,5M=103.1英寸 ……(人眼的分辨率2角分)
2M=61.86英寸,3M=92.79英寸,4M=123.72英寸,5M=154.65英寸……(人眼的分辨率3角分)
这同时也可以理解为,如果你的眼睛的分辨率是3角分的话,在3M处的距离,你需要用92.79英寸(约100英寸)的投影,而此时,你不会感觉到屏幕的颗粒感,因为已经达到你的眼睛的分辨率极限了,而如果你此时用一台50英寸的1920*1280高清的话,相信效果绝对不如用100英寸的投影放DVD 来的震撼和真实。因为在3角分的情况下,1920*1280的高清在3M处需要75*3=225英寸的屏幕才适合你的眼睛的分辨率。呵呵,在3M处看50 英寸的高清,浪费分辨率啊!!!
再次声明,以上的计算除非特别说明,是理想情况下人眼1角分分辨率的情况下的:屏幕分辨率、尺寸和观看距离的关系,如果你的眼睛是2角分或3角分等其它的话,请相应的加倍或者减倍。
也就是,在以下3个参数固定2个参数的情况下,眼睛的分辨率的“数值”(注:数值越大,说明你的眼睛分辨率越低),和
屏幕分辨率……反比
屏幕
尺寸……正比
观看
距离……反比
以上就是本人从眼睛的角度出发,对于显示分辨率,画面尺寸,观看距离的关系的研究。我相信从眼睛的角度出发,具有比其它角度来说更具有现实的意义。
一般情况下,我们的观看距离(一般是你的客厅的沙发和电视或者投影之间的距离)是不变的,所以就只要确定你要买的电视(投影)的尺寸,就可以确定你是要买高清还是标清或者其它分辨率的显示设备了。
反过来,一旦你确定了你的分辨率,也就可以确定你需要买多少大尺寸的显示设备。
在确定观看距离和分辨率的情况下,屏幕尺寸和眼睛的分辨率的数值大小成“正比”,所以上面我计算出的是1角分下所需要的最小尺寸,也就是一般情况下,我们的尺寸需要更大,需要乘以2~5倍,因为一般人的眼睛的分辨率大约是3-5角分!比1角分“大”得多!!!,这还没有考虑观看动态图像时的眼睛的分辨率的损失!!!
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