FPS của thực tại mà chúng ta đang sống là bao nhiêu?

Tôi có một thí nghiệm đơn giản nhưng thú vị dành cho bạn: Lấy một cây bút, giữ nó ở khoảng cách một cánh tay trước mặt bạn và bắt đầu lắc nó. Nó có bị mờ không? Nếu bạn không tìm thấy bút, bạn có thể tự tay thử, xòe các ngón tay ra và bắt đầu lắc nó.

Nhớ giữ lại bút hoặc tay của bạn, vì chúng ta sẽ làm một thí nghiệm khác với nó ở phần sau của bài viết này.

Bây giờ, bút sẽ bị nhòe nếu bạn lắc nó, tất nhiên, và tay bạn cũng vậy. Điều này chứng minh rằng mắt chúng ta không thể xử lý hình ảnh chuyển động nhanh. FPS (khung hình trên giây) trong thực tế mà chúng ta cảm nhận được là có hạn.

Nhưng tại sao lại như vậy?

Độ trễ của não người trong việc xử lý hình ảnh

Để hiểu điều này, chúng ta phải xem não xử lý thị giác như thế nào. Hãy nghĩ lại về môn sinh học lớp 8 của bạn. Trong mắt bạn, có các tế bào thụ cảm hình nón và hình que giống như các chấm trong máy ảnh.

Chúng nằm sau mắt bạn, nơi chúng nhận được ánh sáng phát ra hoặc phản xạ từ tất cả các vật thể trong thế giới chúng ta đang sống. Các tế bào này sau đó chuyển đổi sóng ánh sáng và tần số thành tín hiệu điện. Mỗi tế bào thụ cảm ánh sáng được kết nối với một đầu dây thần kinh gửi tín hiệu đến vỏ não thị giác để phân tích và xử lý.

Sau đó, não kết hợp các tín hiệu này và tái tạo thế giới bên ngoài thành thế giới bên trong của bạn. Và sự tái tạo đó vừa khách quan vừa mang tính cá nhân.

Ví dụ, bạn và người bạn ngồi cạnh cùng nhìn thấy một chiếc ô tô đỗ trước mặt, cả hai đều biết đó là ô tô nhưng bạn nói rằng nó đẹp còn bạn của bạn thì không.

Nhưng điều quan trọng ở đây là, nếu xe đứng yên, bạn sẽ thấy rõ, nhưng nếu xe đang di chuyển, bạn có thể không thấy rõ. Đó là vì não xử lý các tín hiệu thị giác mà nó nhận được từ mắt với một độ trễ nhất định.

Vào năm 2014, một nhóm các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Hoa Kỳ đã tiến hành một thí nghiệm để đo độ chính xác của sự chậm trễ này?

Họ yêu cầu những người tình nguyện ngồi trước màn hình và cho họ xem một loạt 6-12 hình ảnh xuất hiện và biến mất ở các tốc độ khác nhau. Kết quả cho thấy những người tình nguyện có thể nhận ra hình ảnh trong 13 mili giây, hoặc 0,013 giây. Tương đương với 1/0,013 = 75 khung hình mỗi giây.

Sự chậm trễ của não trong việc xử lý hình ảnh giới hạn nhận thức thực tế của chúng ta ở mức 75 khung hình mỗi giây. Con số này cao hơn hầu hết các loài động vật nhỏ, từ cá vàng đến chó và mèo. Nhưng thấp hơn đáng kể so với các loài chim săn mồi như đại bàng, có thể nhìn thấy tới 140 khung hình mỗi giây.

Hệ thống ổn định hình ảnh quang học tuyệt vời của mắt

Bây giờ, chúng ta hãy quay lại thí nghiệm ban đầu của bài viết này. Bạn vẫn còn bút hoặc tay chứ? Sau đó, giơ nó lên trước mặt bạn, khóa tiêu điểm vào nó và bắt đầu lắc đầu, lên xuống, trái và phải. Bạn có thấy bút hoặc tay bị mờ không?

Một chút, nhưng không nhiều! Bạn vẫn có thể nhìn thấy các vật thể bạn muốn khóa tiêu điểm. Đó là vì bên trong đầu bạn có một hệ thống chống rung siêu mạnh gọi là phản xạ tiền đình-mắt (VOR).

Chức năng của VOR là ổn định hình ảnh hiển thị trên võng mạc của bạn, tương tự như hệ thống ổn định hình ảnh quang học của máy ảnh.

Chúng ta biết rằng bên trong ốc tai của mỗi người có một hệ thống gọi là tiền đình. Nó chỉ khoảng 3x5mm nhưng lại đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với con người.

Hệ thống tiền đình có trách nhiệm cảm nhận mọi chuyển động đang diễn ra với cơ thể bạn, giúp bạn giữ thăng bằng khi đi bộ, cúi người hoặc quay người. Do đó, những người mắc chứng rối loạn tiền đình thường bị chóng mặt, mất thăng bằng và dễ bị ngã.

Hệ thống này có một bó dây thần kinh kết nối với mắt giúp bạn khóa chặt các vật thể trong tầm nhìn của mình. Khi bạn di chuyển đầu sang trái, hệ thống tiền đình sẽ cảm nhận chuyển động đầu này và gửi tín hiệu đến mắt để tạo phản xạ VOR. Sau đó, mắt di chuyển theo hướng ngược lại, sang phải, để ổn định hình ảnh trên võng mạc, cho phép bạn vẫn nhìn rõ vật thể.

Phản xạ tiền đình-mắt cực kỳ quan trọng. Nếu nó bị rối loạn, bạn sẽ không thể đi xuống cầu thang, vì mỗi bước chân bạn đi sẽ làm rung chuyển hình ảnh bạn nhìn thấy. Bạn cũng sẽ không thể nhìn rõ các biển báo khi lái xe, vì chúng ta đều biết rằng xe máy và ô tô rung khi di chuyển.

Độ phân giải của mắt người

Năm 2005, Tiến sĩ Roger Clark, một nhà khoa học và nhiếp ảnh gia, đã tính toán độ phân giải của mắt người vào khoảng 576 megapixel. Bạn có thể đọc tính toán chi tiết của ông tại đây. Nhưng điều quan trọng cần lưu ý là đây chỉ là độ phân giải tại điểm trung tâm của tầm nhìn, trong một khu vực gọi là hố thị giác.

Ngoài phạm vi tiêu cự, mắt bạn làm mờ trường nhìn để giảm mức tiêu thụ năng lượng và giữ cho não bạn không bị quá tải. Hình ảnh ngoài phạm vi tiêu cự từ 5 đến 15 megapixel.

Đây là tất cả những sự trùng hợp thú vị giữa mắt, máy ảnh và màn hình điện tử. Hãy nhớ chăm sóc chúng thật tốt. Và đừng quên, không giống như máy ảnh, mắt bạn cần được giữ ẩm. Chớp mắt ít nhất 15-20 lần mỗi phút khi nhìn vào màn hình máy tính hoặc điện thoại.

Tổng hợp