Разрешение зрения. Часть 1.

Глаз человека имеет разрешающую способность 1 угловую минуту и расстояние наилучшего зрения 250 мм. Это доказали не только британские ученые. Поэтому примем эти данные за аксиому и займемся математикой.

1 минута – это различие точек или линий размером 0,1 мм (причем это для абсолютно здорового глаза (или, как любят говорить офтальмологи, — «со 100% зрением»). Еще есть разница в терминах.  В СССР (России) разрешающая способность меряется в линиях на мм, а в иностранной науке встречается термин «пара линий на мм (или дюйм)». Это одно и то же. Просто мы учитываем только черные линии, расположенные на расстоянии друг от друга равной толщине линии, а наши коллеги считают одну линию черную и вторую белой. По существу это одно и то же. Иногда вместо линий говорят точки, особенно в англоязычной науке – dpi (drop per inch). И это то же самое. Традиционно в полиграфии применяется измерение в точках на дюйм.

Итак, при стопроцентном зрении вы можете увидеть 10 линий на мм или 254 линии на дюйм. Больше никак, только с увеличительным стеклом. Поэтому за эталон печати взято разрешение от 240 до 300 точек на дюйм. Это требование к файлам всех полиграфистов. Однако, отодвинувшись  от изображения на расстояние 500 миллиметров (полметра), вы уменьшите угол зрения примерно в два раза и для вас приемлемым разрешением печати станет 5 линий на мм или 120 dpi. Для рассматривания что-нибудь с расстояния 1 метр достаточно 75-72 линий на дюйм. А на 10 метрах и 7 dpi будет достаточно.

Процесс зрения человека – это процесс сканирования поверхности изображения или пространства изображения. При этом сам процесс сканирования можно разбить на три ступени по антропологическим признакам.

Первый этап – двигаются только глаза. Глаз, как известно из физиологии спокойно и безболезненно (комфортно) двигается на 30 градусов по горизонтали и 17 градусов по вертикали. Если человек попытается повернуть глаза на больший уровень, то ощутит боль в глазных мышцах. Боль – защитная реакция организма, побуждающая изменить причины дискомфорта. И человек инстинктивно переходит ко второму этапу.

Второй этап – поворот и кивание всей головы на крайних значения угла комфортного зрения. Вместе с поворотом глаз человек при этом обхватывает угол примерно (зависит от индивидуальных особенностей конституции тела) в 90 – 100 градусов как по горизонтали, так и по вертикали. Причем кивание менее энергозатратно для человека, чем повороты. Поэтому для восприятия легче рассматривать вытянутое по вертикали изображение, чем растянутое по горизонтали.

Третий этап – на этом этапе к движениям головы и глаз присоединяются уже повороты и наклоны корпуса. Сначала разворачивается плечевой пояс, потом тазобедренный. С помощь поворота корпуса человек может охватить  угол в 180 градусов перед собой. Далее уже надо менять полную ориентацию корпуса в пространстве.

Теперь рассчитаем необходимое и достаточное разрешение изображения по горизонтали с учетом эргономических критериев.

На расстоянии наилучшего зрения в 250 миллиметров комфортный размер изображения или текста составляет 135 мм – это размер страницы в книгах. Мы читаем быстро сканируя по горизонтали и более медленно по вертикали. Поэтому книги по вертикали больше. Если страница в книге или журнале больше чем 135 мм, то текст делится на две и более колонок. Исключения составляют книги, которые читаются на большем расстоянии. К примеру — Богослужебные.

Пропорции отношения комфортных размеров по вертикали и горизонтали составляет 16:9! Не просто так это было выбрано и стандартизовано.

Какой максимальный размер экрана планшета для комфортного индивидуально чтения? Т.е. его большая сторона должна быть 135 мм. Или его диагональ должна быть примерно 155 мм , что составляет 6,5 дюймом (или как любят немножко привирать производители – 7 дюймов). То же этот размер не просто так появился. Планшет в 10 дюймов по диагонали имеет горизонтальный размер 124 мм и на нем удобно читать вертикальные тексты. Конечно, приведенные размеры будут отличаться от реальных, так как производители не всегда выдерживают правильные пропорции, да и размеры дюймов у тех же китайцев, не известно с какого эталона взяты.

Теперь возьмем и просчитаем комфортное расстояние для просмотра телевизоров. Результаты сведены в таблицу.

Диагональ горизонталь в см вертикаль в см Растояние до экрана в метрах
дюймы сантиметры
21 53 46 26 0,87
24 61 53 30 1,00
27 69 60 34 1,12
30 76 66 37 1,24
32 81 71 40 1,33
38 97 84 47 1,58
40 102 88 50 1,66
42 107 93 52 1,74
50 127 110 62 2,07
55 140 122 69 2,28
60 152 133 75 2,49
65 165 144 81 2,69
70 178 155 87 2,90
75 191 166 94 3,11
80 203 177 100 3,32
85 216 188 106 3,52
90 229 199 112 3,73
100 254 221 125 4,15
108 274 239 135 4,48

 

Если сидеть ближе, то придется мотать туда-сюда шеей. А потом жаловаться: — «Что-то шея болит. Продуло, наверно….»

Но все понятия разрешения глаза применимы для статических изображений. Во второй части статьи мы рассмотрим вопросы работы глаза при концентрации внимания на значимых зонах и разрешение глаза при динамических изображениях. Т.е. выясним:  какого качества должен быть кинофильм.