وقتی یک منظره زیبا را پیش رویمان می‌بینیم، به سراغ تلفن همراه یا دوربینمان می‌رویم تا تصویری از آن را ثبت کنیم. اما حتی بهترین دوربین ها هم تصویری که ثبت می‌کنند از نظر کیفی کمی متفاوت از آنچه ما می‌بینیم هستند. چرا چنین چیزی وجود دارد؟ مگر بهترین دوربین را برای عکاسی تهیه نکرده‌ایم؟ یا مگر دقیقا همان تصویری که دیدیم را ثبت نکردیم؟ این سوالات که بوجود می‌آید، به سراغ مگاپیکسل چشم انسان می‌رویم، چرا که همه چیز به این مگاپیکسل باز می‌گردد.
رزولوشن چشم انسان چقدر است؟
نوبت به کیفیت و شفافیت تصویر که می‌رسد به واژه رزولوشن برخورد می‌کنیم. احتمالا این واژه را بیشتر در توضیحات فنی دوربین‌ها، موبایل یا تلویزیون دیده باشید. شاید اینطور تصور شود که رزولوشن فقط مختص عکس‌های دیجیتالی است اما در واقعیت رزولوشن به تعداد پیکسل افقی و عمودی که از یک تصویر دیده می‌شود گفته می‌شود، چه این بخواهد یک دوربین باشد چه یک نمایشگر کامپیوتری و حتی چه چشم انسان.
چشم انسان همانند لنز یک دوربین است که تصاویر را وارد حافظه می‌کند. اگر حافظه انسان جایی برای ثبت و چاپ تصاویری که انسان می‌بیند داشت، کیفیت همه چیز با بهترین عکس‌های گرفته شده امروز متفاوت می‌شد. چرا که رزولوشن چشم انسان تقریبا 576 مگاپیکسل است. این را با بهترین دوربین‌های امروز مقایسه کنید، در بهترین حالت دوربین‌های دیجیتال نهایت 100 مگاپیکسل می‌شوند این در حالیست که چشم انسان هنوز پنج برابر بهتر از لنز چنین دوربینی، تصاویر را مشاهده خواهد کرد.
مگاپیکسل چشم انسان چطور محاسبه شده است؟
محققان بسیاری به روی میدان دید انسان تحقیق کردند. در این میان دکتر کلارک شخصی بود که رقم 576 مگاپیکسل را برای دید چشم انسان انتخاب کرد. اما این انتخاب تصادفی نبود و با تحقیقات بسیاری به دست آمده است که توضیح کوتاهی درباره آن خواهیم داد. وقتی به تصویری نگاه می‌کنیم، چشم انسان یک میدان دید 180 درجه دارد. هرچند محققان آن را 120 درجه در نظر گرفتند تا به رقم معقول‌تری برسند. این 120 درجه چیست؟ تصور کنید به یک نقطه از خانه نگاه می‌کنید. تصویری که در میدان دید شما قرار دارد شامل نقاطی عمودی و افقی می‌شود. هرچند این توصیف بیشتر برای دوربین عکاسی به کار می‌آید تا چشم، چرا که کیفیت دید ما به قدری بالا است که این نقاط را جدا از هم تشخیص نمی‌دهیم. با اینحال برای بدست آوردن مگاپیکسل چشم انسان لازم است به آن اشاره کنیم.
با ضرب میدان دید افقی و عمودی (120) در 60 ثانیه و تقسیم آن به عدد 0.3 به رقم 24000 می‌رسیم که مشخص می‌کند چشم انسان قادر است در هر دقیقه 24000 نقطه افقی و عمودی را مشاهده کند. با محاسبات انجام شده به روی این اعداد (با ضرب و تقسیم رقم‌های ارائه شده) دکتر راجر کلارک به رقم 576 رسید که میزان مگاپیکسل چشم انسان را مشخص می‌کند.
آیا محاسبه میزان دید انسان با مگاپیکسل اشتباه است؟
با وجود اینکه امروزه مگاپیکسل و رزولوشن دو واژه کاملا شناخته شده در زمینه وضوح تصویر هستند، برخی معتقدند نمی‌توان دید انسان را با رزولوشن محاسبه یا توصیف کرد. این دسته از افراد بر این باورند، وقتی از رزولوشن یک تصویر صحبت می‌کنیم به جزییات آن تصویر اشاره می‌کنیم. هرچه رزولوشن بالاتر باشد جزییات بیشتری در تصویر دیده شده و کیفیت آن بالاتر می‌رود. اما مشکل کجاست؟
مشکل اندازه گیری دید انسان از نظر رزولوشن این است که در حقیقت چشم انسان همانند دوربین فقط هر بار یک قاب یا عکس را نمی‌بیند. ما می‌توانید همزمان چندین عکس را در مغزمان وارد کنیم. بعنوان مثال ما با نگاه کردن به یک اتاق، آن را در حافظه‌مان ثبت می‌کنیم. در واقع آنچه چشم ما بعنوان ورودی انجام می‌دهد اسکن کردن فضای اتاق است و در نهایت پردازش آن در مغز با ساخت تصویر کامل انجام می‌شود. به نوعی می‌توان آن را به جای عکس گرفتن، یک «تجربه بصری» خواند که بیشتر می‌تواند با ثبت یک لحظه به شکل ویدیو مقایسه شود تا یک عکس فوری.
در نهایت این دسته از افراد بر این باورند که مقایسه چشم انسان با دوربین عکاسی عملکرد چشم انسان را بسیار ساده‌تر از آنچه است نشان می‌دهد.
مقایسه چشم انسان با دوربین عکاسی
با وجود تمام توضیحاتی که داده شد نمی‌توان انکار کرد که چشم انسان و دوربین عکاسی شباهت‌هایی با هم دارند. در حقیقت دوربین‌ها اغلب با ایده گرفتن از چشم انسان ساخته شده‌اند. بنابراین شباهت‌هایی وجود دارد که می‌توان به کمک آن‌ها مقایسه کوتاهی بین چشم انسان و دوربین‌های عکاسی داشت.
شباهت چشم و دوربین عکاسی
چشم انسان و دوربین هر دو دارای لنز و سطوح حساس به نور هستند. عدسی چشم نور را وارد می‌کند و عنبیه چشم میزان نور وارد شده به چشم را کنترل می‌کند. شبکیه نیز یک سطح حساس به نور در پشت چشم است. در حقیقت آنچه ما می‌بینیم به روی شبکیه قرار می‌گیرد و شبکیه آن را به عصب بینایی در مغز ارسال می‌کند و در نهایت مغز آنچه که می‌بینیم را تفسیر می‌کند.
حال این اتفاق در دوربین عکاسی چطور رخ می‌دهد؟ در عملکرد چشم به شبکیه اشاره کردیم. جای شبکیه را در دوربین‌های آنالوگ فیلم‌ها می‌گیرند و در دوربین‌های دیجیتال این نقش را سنسورها بعهده دارند. یعنی آنچه از طریق لنز وارد دوربین می‌شود در مرحله بعد به روی فیلم یا سنسور قرار می‌گیرد. در نهایت به حافظه سپرده می‌شود و یا در اتاق تاریک ظاهر شده یا به شکل دیجیتالی مشاهده می‌شوند.
با یک مقایسه خیلی کوچک می‌توان متوجه شد عملکرد دوربین عکاسی برگرفته از چشم انسان است. هرچند شاید نتواند با وضوح چشم انسان چیزی را به ثبت برساند اما با ساز و کار ثبت تصاویر در مغز انسان، عمل می‌کنند.
تفاوت چشم انسان و دوربین عکاسی
حال در این میان تفاوتهای بسیار زیادی بین چشم انسان و دوربین عکاسی وجود دارد. برخی از آن‌ها شامل موارد زیر می‌شود:
- فاصله کانونی عدسی چشم انسان می‌تواند تغییر کند. اما این فاصله کانونی در دوربین‌ها ثابت است.
- شبکیه چشم انسان فقط برای 16/1 ثانیه یک تصویر را ذخیره می‌کند. فیلم یا حافظه دوربین می‌تواند تصاویر را دائمی نگه دارد.
- شبکیه چشم می‌تواند تصاویر نامحدودی را ببیند. دوربین در هر لحظه می‌تواند فقط یک عکس ثبت کند.
سخن پایانی
چشم انسان و دوربین‌های عکاسی بسیار شبیه به هم هستند. می‌توان تصور کرد که دوربین‌ها با توجه به عملکرد بینایی انسان ساخته شدند. هرچند هنوز نتوانسته‌اند چیزی به کیفیت دید انسان را به ثبت برسانند اما امروزه به قدری پیشرفته شده‌اند که شاید بتوانند روزی به اندازه مگاپیکسل چشم انسان نیز ببینند و همه چیز را آنطور که با چشممان می‌بینیم ثبت کنند.
جالب بود