Banner Advertisement
Banner Advertisement
Flash Banner AD
Banner Advertisement
  مقالات >  ديدگاه

چشمان چند مگاپیکسلی؟


ماهنامه شبکه - آبان 1390 شماره 127

پارسا ستوده‌نيا

اشاره:
ماهنامه شبکه - دوربین‌های عکاسی، تقلیدی از ساختار چشم انسان‌هستند. يك عدسی روی حفره‌ای وجود دارد که نور پس از عبور از آن در فاصله مشخصی روی سطحی تشکیل تصویر می‌دهد. همان طور که می‌دانیم، وقتی فیلم یا حسگر تصویری را در محل تشکیل تصویر (شبيه محل شبكيه در چشم) قرار دهیم، قادر خواهیم بود تصویر حاصل را ثبت کنیم...

دوربین‌های عکاسی، تقلیدی از ساختار چشم انسان‌هستند. يك عدسی روی حفره‌ای وجود دارد که نور پس از عبور از آن در فاصله مشخصی روی سطحی تشکیل تصویر می‌دهد. همان طور که می‌دانیم، وقتی فیلم یا حسگر تصویری را در محل تشکیل تصویر (شبيه محل شبكيه در چشم)  قرار دهیم، قادر خواهیم بود تصویر حاصل را ثبت کنیم. علاوه بر این مفاهیم پایه که در چشم و دوربین‌های آنالوگ و دیجیتال و حتی دوربین‌های شکاری و تلسکوپ مشترک است، مفاهیمی نیز تنها برای دوربین‌های دیجیتال مطرح می‌شود که از جمله این مفاهیم می‌توان به تعداد پیکسل‌های تصویر اشاره کرد.


برای بسیاری از افراد مبتدی که تازه با دوربین‌های دیجیتال آشنا‌شده‌اند یا حتی افرادی که تنها با دوربین‌های آنالوگ عکاسی کرده‌اند، ممکن است این سؤال مطرح شود که یک دوربین آنالوگ، چند مگاپیکسل است؟ یا در جای دیگر این ابهام به وجود بیاید که چشم انسان چند مگاپیکسل است؟ پاسخی که اغلب و البته به درستی به این پرسش‌ها داده می‌شود، آن است که این مفهوم در دوربین‌های آنالوگ و چشم که خود نوعی دوربین آنالوگ به شمار می‌آید، تعریف نشده است. زیرا پیکسل به اجزای تشکیل‌دهنده یک تصویر دیجیتال گفته می‌شود. اما شاید بتوان با کمی اغماض، پرسش این افراد را کمی دستکاری کنیم و به آن پاسخ دهیم. در واقع، این سؤال را این‌گونه مطرح کنیم: با توجه به اثرات و ویژگی‌های تعداد پیکسل‌های یک تصویر دیجیتال، در صورت مطرح شدن این مفهوم در تصویر یک دوربین عکاسی آنالوگ یا چشم انسان، آن تصویر معادل چندمگاپیکسل خواهد بود؟


تحقیقات نشان می‌دهد، شبکیه چشم انسان حدود پنج تا هفت میلیون سلول مخروطی دارد که بیشتر در ناحیه لکه زرد چشم که وضوح بینایی در آن بیشتر است، متمرکز شده‌اند. این سلول‌ها اطلاعات مربوط به رنگ اجسام را تشخیص می‌دهند. با این توصیف، به احتمال تصویر حاصل پنج تا هفت مگاپیکسل فرض شود. اما حتی اگر بینایی خود را با یک تصویر هفت مگاپیکسلی از بهترین دوربین دیجیتال مقایسه کنیم، تفاوت‌های بارزی مشاهده می‌کنیم که این مسئله را برای ما غیرقابل باور می‌سازند. در واقع نیز چنین است. زیرا چشم علاوه بر سلول‌های مخروطی حساس به رنگ، حدود 120 میلیون سلول تشخیص کنتراست مونوکروم دارد که نسبت به نور بسیار حساس‌تر از سلول‌های مخروطی هستند، وجود آن‌ها در دقت و وضوح تصویری که مشاهده می‌کنید، بسیار تأثیرگذار است. با این اوصاف، به احتمال چشم انسان معادل یک دوربین 125 مگاپیکسلی فرض مي‌شود. اما این میزان معادل‌سازی نیز با واقعیت فاصله دارد، زیرا به واقع با یک دوربین دیجیتال سروکار نداریم و نمی‌توانیم آن طور که یک فتودیود موجود روی حسگر‌های تصویری دوربین‌های دیجیتال را معادل یک پیکسل می‌دانیم، یک سلول را نیز معادل یک پیکسل فرض کنیم. براساس نتايج به‌دست‌آمده از بررسی این موضوع، زمانی که با زاویه دید 90 درجه در حال نگاه به جایی هستیم، مثل زمانی که از پشت یک پنجره به بیرون نگاه می‌کنیم، می‌توان تصویر را معادل 324 مگاپیکسل دانست. حال اگر زاویه دید به 180 درجه افزایش پیدا کند، با محاسبات انجام شده می‌توان آن را معادل یکدوربین دیجیتال 576 مگاپیکسلی با تفکیک‌پذیری 32000×18000 دانست که البته این میزان زمانی که کل زاویه دید چشم را درنظر بگیریم، می‌تواند بیشتر هم باشد! براساس این معادل سازی، هر تصویر از چشم ما حدود 1,6 گیگابایت اطلاعات تصویری خام (Raw) خواهد داشت که با پردازش آن و تبدیل آن به یک فایل Jpeg تصویری با حجم حدود 250 مگابایت حاصل خواهد شد. پردازش این حجم داده حاصل از یک تصویر در کامپیوتر چندین ثانیه ‌طول خواهد كشيد. در حالی که مغز پیوسته با نرخی معادل 220 فریم در ثانیه به صورت بي‌درنگ این تصاویر را پردازش مي‌كند و البته، هرگونه تحلیل مربوط به تشخیص محتوا از قبیل شناخت شخصیت، کشف حرکت، تشخیص الگو و ده‌ها نوع تشخیص دیگر نیز در آن نیز تقریباً به‌طور آنی انجام می‌شود. پس از پاسخ به این سؤالات، ممکن است باز هم ذهن کنجکاو ما این پرسش را مطرح کند که وقتی چشم ما با دقت معمولی، با این میزان اطلاعات و جزئیات روبه‌رو است، چشمان حیواناتی که دید دقیق‌تری نسبت به انسان دارند، معادل چه اعداد و ارقامی هستند.


 به عنوان مثال، گفته می‌شود بینایی چشمان عقاب چهار برابر انسان دقت دارد که با محاسبات ساده می‌توان تصاویر حاصل را معادل تصاویر گیگاپیکسلی دانست. البته، باید این نکته را نیز در نظر داشت که زاویه دید و گستره دقت در سطح شبکیه نیز می‌تواند روی این تخمین‌ها تأثیر داشته باشد. ضمن این‌که با وجود این تیزبینی، هرگز نمی‌توان مقیاسی از سرعت پردازش مغزی دو موجود را با هم مقایسه کرد. زيرا سطوح تشخیص در بین موجودات متفاوت است و همچنین الگوریتم‌های پردازش‌های مغزی نیز با هم فرق خواهد داشت.تاکنون مقایسه‌های بسیاری بین چشم جانداران به‌ویژه انسان و دوربین‌های عکاسی انجام شده است. حساسیت به نور (ISO) فاصله کانونی و بازه تغییر عدسی چشم، زاویه دید و... که بیان آن‌ها خارج از حوصله این بحث است و در جای مناسبی به آن‌ها نیز خواهیم پرداخت.



مطالب مرتبط

نظرات بازدیدکنندگان
خيلي خوب
ميانگين امتيازي که 32 نفر از خوانندگان به اين مطلب داده‌اند : 5.09 از 6


به اين مطلب چه امتيازي مي‌دهيد؟ ديدگاه خود را درباره اين مطلب با ما درميان بگذاريد.
نام (اختیاری)
Email (اختیاری)
نظر (اختیاری و حداکثر 1000 کاراکتر)
پیام شما شامل 0 کاراکتر است