Deine Augen haben ihre Grenze. Wie viel Auflösung brauchen wir wirklich?

Forschende der Universität Cambridge maßen die Grenzen des menschlichen Sehens, indem sie einen Bildschirm mit unterschiedlicher Auflösung bewegten. Die Ergebnisse erschienen in Nature Communications.

Jährlich rühmen sich Fernseherhersteller und technologische Giganten mit neuen, „revolutionären” Bildschirmen. Zuerst 4K, dann 8K – und heute, nur ein Jahrzehnt nach der Einführung der ersten verfügbaren UHD-Modelle, kann man bereits einen Fernseher mit doppelt so hoher Auflösung kaufen. Aber… können unsere Augen das überhaupt wahrnehmen?

Wo der Sinn der Pixel endet

Diese Frage ist nicht nur eine Frage des Marketings oder des Portemonnaies. Die Produktion und der Betrieb immer größerer Bildschirme verbrauchen enorme Mengen an Energie und somit auch an Umweltr Ressourcen. Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Cambridge und Meta Reality Labs hat sich daher entschieden zu untersuchen, ob es so etwas wie eine „Grenze der Auflösung“ gibt – einen Punkt, an dem zusätzliche Pixel einfach… überflüssig werden.

Neue Version des Sehtests aus dem 19. Jahrhundert

Anstelle der klassischen Snellen-Tafel (die mit den immer kleiner werdenden Buchstaben beim Augenarzt) haben Forscher ein eigenes digitales Pendant geschaffen. Ihr Bildschirm ermöglichte es, präzise zu messen, wie viele Details das menschliche Auge unter verschiedenen Bedingungen wahrnehmen kann. Sie zählten nicht die Gesamtzahl der Pixel, sondern die sogenannte pixels per degree (PPD) – also wie viele Pixel in einem Grad des Gesichtsfeldes enthalten sind. Das ist eine realistischere Messgröße, da sie berücksichtigt, wie weit man vom Bildschirm entfernt sitzt.

Freiwillige schauten sich Muster in verschiedenen Farben an, während die Wissenschaftler überprüften, wann sie begannen, einzelne Linien zu erkennen. Theoretisch sollte ein Mensch mit 20/20-Sehkraft Details bis zu 60 PPD unterscheiden können. In der Praxis sehen wir oft mehr.

Grau gewinnt gegen Farbe

Es hat sich herausgestellt, dass das menschliche Auge bei Bildern in Graustufen sogar 94 PPD wahrnehmen kann, also 50 % mehr als die klassische Snellen-Tafel annimmt. Für die Farben Rot und Grün sinkt die Grenze auf etwa 89 PPD, und bei Gelb und Violett sogar auf 53 PPD.

Warum? Weil unser Gehirn kein idealer Dekodierer von Farben ist.

„Wir haben nicht die Fähigkeit, Farbdetaile genau zu unterscheiden – insbesondere am Rand des Sichtfelds. Unsere Augen sind ziemlich gewöhnlich, und das Gehirn ‘fügt zusammen’, was es für die Wahrheit hält” – erklärt Dr. Rafał Mantiuk von der Universität Cambridge.

Links: Experimentierstand mit einem auf Schienen verschiebbaren Bildschirm, gesteuert durch einen motorisierten Kameraslider, um verschiedene Pixel pro Grad (PPD) zu erreichen. Der Fixationspunkt ist ein schwarzes Kreuz in der Mitte des Bildschirms, und für das periphere Sehen leuchtet eine LED auf einem gebogenen Mast auf. Rechts: verwendete Reize – von oben: Muster in Grautönen, rot-grüne und gelb-violette Streifen, schwarzer Text auf weißem und weißer Text auf schwarzem Hintergrund. Quelle: Nature Communications

Was bedeutet das für die Bildschirme der Zukunft

Das Verständnis dafür, wie wir wirklich sehen, kann für die Designer neuer Geräte von enormer Bedeutung sein – insbesondere im Zeitalter von VR und AR, wo jeder Pixel doppelt zählt. Mit dem neuen Modell ist es einfacher zu bestimmen, wann eine höhere Auflösung wirklich einen Unterschied macht und wann es sich nur um einen künstlichen Wettbewerb der Zahlen handelt. Interessanterweise hat das Team auch einen kostenlosen Online-Rechner entwickelt, der es jedem ermöglicht zu überprüfen, ob sein Bildschirm eine sinnvolle Pixel-Dichte in Abhängigkeit von Abstand und Gerätegröße hat.

Vielleicht solltest du also, bevor du dich zu einem weiteren „hyperrealistischen“ 8K-Fernseher überreden lässt, überprüfen, ob deine Augen überhaupt in der Lage sind, das wahrzunehmen.

Quelle: popsci.com