Comment l’œil humain traite les pixels

à quatre fois la résolution horizontale et verticale de 1080p et seize fois les pixels globaux, les images 8K — nommées pour le nombre approximatif de pixels le long de l’axe horizontal — sont probablement les images numériques les plus claires que l’œil humain ne verra jamais. Et quand il s’agit de la télévision et de la narration visuelle, la résolution compte vraiment., Que vous soyez hypnotisé par une magnifique photo aérienne d’un troupeau d’éléphants sauvages ou que vous baviez sur un gros plan d’un plat plaqué, une image numérique vraiment vivante a un moyen de sauter de l’écran et de s’intégrer dans l’esprit du spectateur.

mais certains ont soulevé des questions sur l’utilité d’une telle résolution pour les téléspectateurs qui, après tout, n’ont que des yeux d’une certaine taille. Que 8K ait une signification pour le traitement visuel humain dépend d’un système qui implique certaines des structures les plus complexes et mystérieuses du corps humain., Les fonctions combinées de ces structures produisent une expérience mentale que les scientifiques ont encore du mal à cartographier, mais chaque expérience nous rapproche de la vérité fascinante.

du pixel à l’image: comment nos yeux transforment la lumière en images

La Lumière — qu’elle soit concentrée en pixels ou non filtrée comme un flot de minuscules photons du monde physique 3D — arrive à l’œil dans un désordre diffus et illisible., Avant que le cerveau puisse commencer à trier les informations, la lumière est capturée et réfractée par les structures internes de l’œil, en particulier le cristallin naturel et un ensemble de « humeurs ». »Pas de blagues ici, cependant-ce sont les substances liquides qui protègent la lentille avec un coussin aqueux et donnent à l’œil sa forme sphérique, selon le Dr Lynn Huang, ophtalmologiste et chirurgien rétinien.

Si les structures visibles de l’œil sont comme un objectif de caméra, alors « la rétine est comme le film à l’intérieur de la caméra”, explique le Dr Huang., Cet organe mince et délicat — avec une consistance « comme du papier toilette humide” – contient trois couches de neurones spécialisés qui effectuent le premier cycle de traitement de l’information visuelle. Les cellules sensibles à la lumière de la rétine appelées photorécepteurs absorbent les photons lorsqu’ils sont focalisés sur l’arrière de l’œil.

les photorécepteurs de chaque œil comprennent environ 120 millions de bâtonnets, qui réagissent à l’intensité lumineuse, et 6 à 7 millions de cônes sensibles aux couleurs. Les bâtonnets occupent la majorité de l’immobilier rétinien, mais le centre même est une petite population très concentrée de cônes appelés fovea, explique le Dr Huang. En tant que seules cellules photosensibles du corps humain, les bâtonnets et les cônes sont essentiels à la conversion des données visuelles en signaux électrochimiques.,

Les neurones de la rétine peuvent alors commencer à analyser le champ visuel en enregistrant des contrastes dans les données du photorécepteur. Les contrastes — ou” bords  » -sont les unités de base de tout traitement visuel, selon Susana Martinez-Conde et Steven Macknick, professeurs d’ophtalmologie et de neurologie et co-auteurs du livre Champions of Illusion: The Science Behind Mind-Boggling Images and Mystifing Brain Puzzles. « Un bord est une différence entre deux points dans l’espace, soit la couleur, soit la lumière”, explique le Dr Macknick., Une fois que leurs signaux arrivent dans le cerveau, ces bords formeront des lignes de contour autour des formes des objets dans le champ visuel.

comme un appareil photo, l’œil doit être dirigé directement vers quelque chose afin de le voir avec le plus de clarté possible; même les objectifs les plus puissants ne peuvent pas capturer des détails avec une résolution maximale sur toute une image. Vos yeux ne peuvent voir que dans la résolution la plus nette, ou dans une acuité de 100%, dans la fovéa, une très petite fraction de votre champ visuel. « Environ 0,1% de votre champ visuel, à un moment donné, est le seul endroit où vous avez déjà eu une vision 20/20 », explique le Dr., Macknick; le reste du champ est « juste des ordures visuelles. »

le fait que vous ne remarquiez pas que le reste du monde se transforme en un paysage de rêve flou chaque fois que vous regardez votre montre témoigne de l’ingénierie sublime du cortex visuel. Lorsque vous prenez la vue d’une pièce, votre cerveau voit non seulement l’image devant vous, mais aussi les images de vos plus récentes secousses involontaires et staccato appelées saccades. Ces images, ainsi que votre mémoire visuelle, forment ensemble un modèle mental de l’espace autour de vous qui est mis à jour à chaque coup d’œil., Ainsi, même si seule une infime fraction du champ de vision est au point à un moment donné, le panorama entier semble tout aussi net, peu importe où vous regardez.

Cet acte d’acrobatie neuronale repose sur la capacité de l’œil à rediriger sa puissance de mise au point dans n’importe quelle direction. Les yeux avec une acuité moins que parfaite nécessitent l’aide de lentilles externes., Les Contacts, comme un photographe de point-and-shoot, se déplacent avec le centre de l’œil pour conserver la puissance idéale de flexion de la lumière là où elle aura le plus d’impact, tandis que des lunettes plus statiques couvrent la majorité du champ de vision avec le même grossissement pour fournir une clarté à tous les angles.

peut-on vraiment voir en 8K?

l’acuité visuelle — ce que votre optométriste mesure lorsqu’elle vous donne votre ordonnance — est la version de la résolution de l’œil. L’ajout de lunettes ou de contacts à la puissance de mise au point de l’œil s’apparente à une mise à niveau vers un écran de plus haute résolution., Une résolution plus élevée signifie non seulement plus de pixels — c’est — à-dire plus de bits de données lumineuses-mais des pixels plus petits, car la résolution est une mesure des données réparties sur une zone donnée. Avec un nombre constant de pixels, un plus grand champ de vision, alias un écran plus grand, se traduirait en fait par une résolution plus mauvaise car les données sont diluées sur une plus grande zone. Étant donné que la limite supérieure de ce que l’œil humain peut percevoir est contrôlée par la distance des pixels, et non par le nombre de pixels, il n’y a aucune raison de supposer que les écrans 8K vont au-delà de ce que les téléspectateurs peuvent apprécier.,

Mais les avantages de la 8K ont beaucoup plus à faire que de simplement augmenter la taille de l’écran. Les critiques de technologie ont fait valoir que la résolution accrue des écrans 8K a la capacité de rendre des images avec des bords plus doux et plus réalistes, ce qui est crucial pour la perception de la profondeur par le spectateur — ou en d’autres termes, pour ce réalisme de saut de l’écran que les téléspectateurs recherchent du contenu natif. Certains ont même noté que  » les images sont si nettes qu’elles ressemblent à des photographies imprimées en mouvement; il n’y a absolument aucune preuve de pixellisation même si votre visage est à un pouce de l’ensemble., »

ensuite, il y a l’étrange question de l’hyperactivité, l’une des questions les plus mystifiantes sur le traitement visuel humain. « Notre acuité visuelle est en fait beaucoup plus élevée que ce à quoi vous vous attendez, en fonction à la fois de l’optique et des circuits de l’œil”, explique le Dr Martinez-Conde. En d’autres termes, comme un détective sur une procédure de police de télévision qui fait la demande absurde qu’un pauvre technicien « améliore” les images de sécurité floues d’une scène de crime, le cortex visuel utilise des moyens inconnus pour créer des informations visuelles à partir de rien., Dan Sasaki, vice-président de L’ingénierie optique chez Panavision, a expliqué dans une présentation de 2017 que les sous-pixels plus grands de l’image « fournissent au spectateur beaucoup plus d’informations à partir desquelles rendre les images dans leur cerveau, ce qui donne un sentiment de plus grande profondeur et plus de réalisme. »

ainsi, la limite théorique sur la quantité de détails que l’œil humain peut réellement traiter peut être plus une ligne directrice qu’une règle. Le Dr Martinez-Conde souligne que l’énigme englobe tous les types de perception. « Fondamentalement, ajoute-t-elle, nous ne comprenons pas la base neuronale de l’expérience.,” Une chose est claire, cependant: les 33 millions de pixels que les téléviseurs 8K sont capables d’afficher changent la façon dont nous regardons la télévision et en font une expérience de visionnement vraiment immersive.