การรับรู้ภาพของมนุษย์

การรับรู้ภาพของมนุษย์คือกระบวนการที่ตาและสมองเปลี่ยนแสงที่เข้ามาให้เป็นประสบการณ์ของความสว่าง สี ความลึก และรูปร่าง และข้อจำกัดของการรับรู้นี้มีผลต่อการออกแบบระบบสร้างภาพและกราฟิก

Definition

การรับรู้ภาพของมนุษย์คือชุดของกระบวนการทางสรีรวิทยาและทางปัญญาที่ระบบการมองเห็นใช้ในการเข้ารหัสและตีความแสงเพื่อสร้างการรับรู้ฉากภาพ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงทัศนศาสตร์ของดวงตา, เซลล์รับแสงและจอประสาทตา, การปรับตัวต่อแสงสว่างและความมืด, ความไวต่อความแตกต่างของความเข้มแสงและการตอบสนองต่อความถี่เชิงพื้นที่, การรับรู้ความลึกและการเคลื่อนไหว, และวิธีการทางจิตฟิสิกส์ที่ใช้ในการวัดเกณฑ์การรับรู้

Core questions

• ดวงตารับรู้แสงได้อย่างไรในระดับความเข้มที่หลากหลาย?
• ระบบการมองเห็นสามารถแยกแยะรายละเอียดเชิงพื้นที่และเชิงเวลาได้มากน้อยเพียงใด?
• ความสว่างและความแตกต่างของความเข้มแสงถูกรับรู้ได้อย่างไรแทนที่จะถูกวัด?
• ความลึกถูกกู้คืนจากภาพจอประสาทตาสองมิติได้อย่างไร?

Key concepts

• เซลล์รับแสงและจอประสาทตา
• การปรับตัวต่อแสงสว่างและความมืด
• ความไวต่อความแตกต่างของความเข้มแสง
• การตอบสนองต่อความถี่เชิงพื้นที่
• การรับรู้ความลึกและการเคลื่อนไหว
• เกณฑ์ทางจิตฟิสิกส์

Key theories

การปรับตัวและการเข้ารหัสความแตกต่างของความเข้มแสง

ระบบการมองเห็นปรับตัวเข้ากับระดับแสงที่มีอยู่และตอบสนองต่อความแตกต่างของความเข้มแสงสัมพัทธ์เป็นหลักมากกว่าความเข้มสัมบูรณ์ ซึ่งช่วยให้มองเห็นได้ในระดับความสว่างที่หลากหลายมาก และเป็นแรงจูงใจในการใช้เมตริกภาพที่อิงตามความแตกต่างของความเข้มแสง

ฟังก์ชันความไวต่อความแตกต่างของความเข้มแสง

ความไวต่อรูปแบบเชิงพื้นที่แตกต่างกันไปตามความถี่เชิงพื้นที่ โดยมีค่าสูงสุดที่ความถี่ปานกลางและลดลงเมื่อรายละเอียดละเอียดขึ้น ซึ่งเป็นการตอบสนองแบบผ่านย่านความถี่ที่ให้ข้อมูลในการเลือกความละเอียดของจอแสดงผลและเมตริกคุณภาพของภาพที่อิงตามการรับรู้

Clinical relevance

ความรู้เกี่ยวกับการรับรู้เป็นตัวขับเคลื่อนความละเอียด ความสว่าง และอัตราเฟรมของจอแสดงผล, การบีบอัดภาพและวิดีโอโดยอาศัยการรับรู้, การออกแบบความเป็นจริงเสมือนและความจริงเสริมเพื่อลดความไม่สบาย, และการประเมินคุณภาพของภาพ

History

จิตฟิสิกส์ในศตวรรษที่สิบเก้าได้สร้างกฎที่เชื่อมโยงสิ่งเร้ากับการรับรู้; งานในศตวรรษที่ยี่สิบได้ทำแผนที่สรีรวิทยาของจอประสาทตาและความไวต่อความแตกต่างของความเข้มแสง และผลการค้นพบเหล่านี้ได้ให้ข้อมูลแก่การสร้างภาพดิจิทัล การบีบอัด และวิศวกรรมการแสดงผลมากขึ้นเรื่อยๆ

Key figures

• Brian Wandell
• Stephen Palmer

Seminal works

• wandell1995
• palmer1999

Frequently asked questions

ทำไมเราจึงสามารถมองเห็นได้ทั้งในแสงจันทร์สลัวและแสงแดดจ้า?

ระบบการมองเห็นจะปรับความไวของมันให้เข้ากับระดับแสงโดยรอบและตอบสนองต่อความแตกต่างของความเข้มแสงสัมพัทธ์มากกว่าความสว่างสัมบูรณ์ ทำให้สามารถทำงานได้ในช่วงความเข้มแสงที่กว้างมาก

การรับรู้มีผลต่อการบีบอัดภาพอย่างไร?

เนื่องจากดวงตามีความไวต่อรายละเอียดบางอย่างมากกว่าอย่างอื่นมาก การบีบอัดจึงสามารถละทิ้งข้อมูลที่ระบบการมองเห็นแทบไม่สังเกตเห็นได้ ทำให้ประหยัดขนาดได้มากโดยมีการสูญเสียคุณภาพที่รับรู้ได้น้อย