Сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз?

Визуальные стимулы измеряются в кадрах в секунду. Другими словами, когда вы смотрите вокруг, ваши глаза воспринимают визуальные сигналы, которые движутся с определенной скоростью, и эта скорость называется кадрами в секунду.

Как вы думаете, сколько кадров в секунду вы можете видеть?

Некоторые эксперты скажут вам, что человеческий глаз может видеть от 30 до 60 кадров в секунду. Некоторые утверждают, что человеческий глаз не может воспринимать более 60 кадров в секунду.

Но почему тогда разработчики видеоигр создают все более сложные игры, в том числе игры виртуальной реальности, с гораздо более высокой частотой кадров? Дело в том, что мы действительно можем видеть больше, чем думали.

Как наш мозг обрабатывает реальность

Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения.

  1. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
  2. Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой.
  3. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
  4. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите футбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, который едет на велосипеде по тротуару, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальные данные как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, смотрите видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Мы привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся с частотой от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь такую ​​же частоту кадров в секунду.

Телевизоры и компьютеры в вашем доме, вероятно, имеют более высокую «частоту обновления», что влияет на то, что вы видите и как вы это видите. Частота обновления — это столько раз ваш монитор обновляет новые изображения каждую секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц, что является стандартным, это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете компьютерный монитор с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один непрерывный поток, а не как серию постоянных мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

Некоторые исследования показывают, что человеческий глаз может обнаруживать более высокие уровни так называемой «частоты мерцания», чем считалось ранее.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, не превышает 60.

Почему вам нужно знать о частоте мерцания? Она может отвлекать, если будете воспринимать частоту мерцания, а не единый непрерывный поток света и изображений.

Итак, сколько кадров в секунду может увидеть человеческий глаз?

Вы можете задаться вопросом, что происходит, если вы смотрите что-то с действительно высоким значением кадров в секунду. Вы действительно увидите все те кадры, которые мелькают? В конце концов, ваш глаз не движется со скоростью 30 изображений в секунду.

Короткий ответ заключается в том, что вы, возможно, не сможете сознательно регистрировать эти кадры, но ваши глаза и мозг могут их осознавать.

Например, возьмем скорость 60 кадров в секунду, которую многие приняли за верхний предел.

Некоторые исследования показывают, что ваш мозг на самом деле может распознавать изображения, которые вы видите, в течение гораздо более короткого периода времени, чем думали эксперты.

Например, авторы исследования 2014 года из Массачусетского технологического института обнаружили, что мозг может обрабатывать изображение, которое видит ваш глаз, всего за 13 миллисекунд — это очень высокая скорость обработки.

Это особенно быстро по сравнению с принятыми 100 миллисекундами, которые использовались в более ранних исследованиях. Тринадцать миллисекунд переводятся примерно в 75 кадров в секунду.

Есть ли тесты, сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?

Некоторые исследователи показывают человеку быстрые последовательности изображений и просят дать ответы, чтобы увидеть, что они смогли обнаружить.

Именно это сделали исследователи в исследовании 2014 года, чтобы определить, что мозг может обрабатывать изображение, которое глаз видел только в течение 13 миллисекунд.

Офтальмолог может изучить движения внутри вашего глаза, известные как внутриглазные движения, с помощью высокоскоростной кинематографии, чтобы узнать больше о том, насколько быстро работают ваши глаза.

В наши дни даже смартфоны могут захватывать эти незаметные движения с помощью замедленного видео (slow motion). Эта технология позволяет телефону записывать больше изображений за более короткое время.

По мере развития технологий эксперты могут продолжать расширять диапазоны возможностей человеческого глаза.

Как наше зрение сравнивается с зрением животных

Возможно, вы слышали, как люди утверждают, что животные видят лучше людей. Оказывается, это не совсем так — острота зрения человека на самом деле лучше, чем у многих животных, особенно мелких.

Таким образом, маловероятно, что ваша домашняя кошка на самом деле видит больше кадров в секунду, чем вы. Вы, вероятно, можете видеть детали намного лучше, чем ваша кошка, ваша собака или ваша золотая рыбка.

Однако есть несколько видов животных с очень хорошей остротой зрения, которая даже лучше, чем у нас. Сюда входят некоторые хищные птицы, которые могут видеть до 140 кадров в секунду.

Подведем итоги

Ваши глаза и ваш мозг выполняют большую работу по обработке изображений — больше, чем вы можете себе представить.

Возможно, вы не думаете о том, сколько кадров в секунду могут видеть ваши глаза, но ваш мозг использует все визуальные подсказки, чтобы помочь вам принимать решения.

По мере того как ученые продолжают исследования, мы можем узнать больше о том, что наши глаза и мозг способны видеть и понимать.