При поиски в сети все статьи дают гигантские числа — вроде 400-600 мегапикселей (Мп), да что говорить первая ссылка в Гугле дает 120-140 мегапикселей для каждого глаза.
При рассмотрении в первом приближении все вроде верно, сейчас 50 -100 мегапикселей (Мп) камера в топовых телефонах, а мы явно видим лучше (я беру человека с нормальным зрением) чем даже вот такие "супер камеры"
А сколько фотонов может зарегистрировать глаз человека?
Считается что палочки способны воспринять отдельный фотон, но затем все отфильтровывает и в конечном счете глаз и самое главное уже мозг человека способен воспринять 5-7 фотонов (а некоторые говорят что 3)
Но это про светочувствительность (и может тут вообще не полочки играют роль, см. ниже) а мы поговорим о разрешении человеческого глаза.
Давайте посчитаем сколько мегапикселей у нас на один глаз
Есть три типа рецепторов... Как три? Два же, полочки и колбочки, это известно даже школьникам.
А вот и нет! В 1991году открыли фоторецепторы(ipRGC) это супер древний тип рецепторов которые просто реагируют на общую освещённость, цветовую окраску и изменения освещённости и завязаны они совсем на другие отделы, не на кору головного мозга, а куда ниже, на подкорку, продолговатый мозг и аж на спинной мозг. Короче это мозг первых хордовых, а еще проще мозг рыб.
Но это так отступление. Вот этот новый - супер старый третий тип мы учитывать не будем так как он не принимает участие в формирование картинки.
Остаются давно знакомые полочки и колбочки.
Сколько их?
По исследованиям количество на один глаз:
- Колбочек около 7 млн
- Палочек около 120 млн
Итого: 127млн или около 130 мегапикселей (Мп) на глаз, но мы же не Циклопы и того суммарно 260 мегапикселей (Мп) на одного человека
Что делают полочки и колбочки:
- Колбочки воспринимают цвета
- Палочки воспринимают яркость
Колбочки расположены в центральной ямке Fovea размер этой области 3-4мм (на самом деле там все еще сложнее)
И интересно сопоставить с размером современных матриц фотоаппаратов. А размер матрицы фотиков от 6мм до 44мм - есть куда еще расти нашей технике, не переплюнули мы еще природу то, мать нашу!
Кстати помните старые электронные мониторы смотришь прямо на монитор все хорошо, как сбоку посмотрел мерцает зараза! То же самое сейчас с мерцающей подсветкой LCD мониторов или мерцанием светодиодных ламп из за плохого питания, плохих драйверов. Все это из за этих самых палочек, которых больше по периферии и которые и созданы в том числе и для того что бы реагировать на быстрое изменения яркости, а значит и на движение. Эволюционно так сложилось что для выживание важно как можно быстрее заметить движение, в вдруг там хищник подкрадывается? Возможно на это реагируют и те самые фоторецепторы(ipRGC) третьего, недавно открытого типа. И головные боли и другая неврологическая симптоматика возможно связаны с этим типом потому как завязаны они сразу на подкорку и продолговатый мозг, но это еще предстоит выяснить!
Но это еще одно отступление вернемся к нашим пятнам, желтым пятнам.
Оказывается колбочки по разному соединяются с проводниками - аксонами
- Колбочки самой центральной части ямки (umbo) имеют каждый свой аксон (нервное волокно).
- Колбочки, расположенные дальше от центра к периферии собираются в группы по несколько штук и затем подключаются к одному аксону
- Палочки вообще собираются в группы по несколько тысяч.
Итак, 130 миллионов рецепторов превращаются, превращаются... в 1 миллион нервных волокон (аксонов).
То есть 130 мегапикселей (Мп) превратились в 1 мегапикселей (Мп)
Да не скажите Вы мы чего смотрим на мир 1мегапиксельными камерами, да это бред! И будите правы!
Потому как природа придумала всякие разные хитрости и улучшения на софтовом уровне
Наши глаза постоянно бегают и дергаются и называется это микро- и макросаккады
- Макросаккады — произвольные движения глаз большой амплитуды. Причем движение происходит по определенному алгоритму, а не просто так. При этом глаза больше всего задерживаются на контрастных частях картинки фиксируя как бы края предмета или объекта. И например задерживается на глазах или на других выдающихся частях тела.
- Микросаккады — непроизвольные, очень быстрые и мелкие движения глаз маленькой амплитуды. Это низкоуровневая функция нужна для рецепторов сетчатки, для того чтобы они успевали синтезировать фермент.
- Ретинальная проекция - я его слепила из того что было.
Накладывание одного изображение на другое уже в зрительной коре. Ничего не напоминает? А HDR снимки
Мало воспринять информацию ее нужно еще передать в головной мозг для обработки. В анатомии считается что глаз это "вынос" мозга на поверхность тела потому как уж очень толстые зрительные пути - хиазма оптикум (chiasma opticum) А еще эти пути перекрещиваются и там смешиваются аксоны примерно на половину (53%)
Таламус - привет насекомое, ты мой родственник!
Затем два пучка попадают в таламус - это такой «распределитель» сигналов в самом центре мозга, обработчик всей сенсорной информации (кроме обоняния). Это очень древня структура еще древнее первых хордовых и уходит еще к членистоногим, офигеть! Короче, это обработчик низкоуровневой информации и тут уже формируется картинка обрабатывается, отсеваются не нужные детали, акцентируются нужные, происходит фильтрация. Но как она происходит, да никто не знает!
А дальше зрительная кора
которая находится в затылочной области она делится на:
1) Первичная зрительная кора
Происходит узнавание отрезков прямых линий и под каким они углом
Помните "горизонт завален" - это отработала первичная зрительная кора
2) Вторичная зрительная кора.
Здесь происходит:
- узнавание геометрических фигур (как суммы нескольких линий);
- объединение черно-белого и цветового потоков сигналов (информация от палочек используется для определения границ объектов, информация от колбочек – для «заливки» их цветом);
- сравнение информации от правого и левого глаза (попадает в одно полушарие благодаря хиазме) и за счет этого – вычисление расстояния до объектов и их объема.
- ретушь слепых зон сетчатки — без этого мы бы видели постоянно перед собой два тёмно-серых пятна размером с яблоко,
3) Третичная зрительная кора.
- Распознавание лиц
- Чтение текстов
- И другие высокоуровневые обработки
Выводы
Мы не видим то что на самом деле!
Мы не просто видим проекцию мира в наш головной мозг, а видим сложнейшую обработку по меньшей мере через 5 систем фильтров разных уровней и разной древности. Если системы третичной и вторичной зрительной коры легко адаптируются, обладают хорошей восстанавливаемостью. То все остальные системы жестко прошиты в нашем организме, инертны и перезагрузить их или модернизировать просто так не получается.
Странно что узким местом в системе головной мозг зрение стали зрительные пути которые в состоянии передать только 1 мегапиксель(МП) Возможно что это не так и существует еще какие-то ухищрение которые позволяют увеличить пропускную способность этой шины.
Но о пропускной способности мы поговорим в следующий раз...
Продолжение следует...