Mata, otak, kualitas video: pantulan 120fps, 8K, HDR, tongkat, kerucut, dan "efek opera sabun"

Saya banyak menulis di blog ini tentang kesetiaan reproduksi suara, dan videonya dilewati secara tidak adil dan hanya disentuh secara tidak langsung. Saya memutuskan untuk memperbaiki situasi - artikel ini sepenuhnya membahas masalah kualitas gambar, kesetiaan pemutaran video yang tinggi, serta hubungannya dengan penglihatan manusia.



Sebagai kesetiaan yang sempurna untuk pemutaran video, seseorang dapat mengambil tingkat teknologi sedemikian rupa sehingga gambar pada monitor tidak dapat dibedakan dari kenyataan di sekitarnya. Diketahui bahwa saat ini baik TV dan proyektor tradisional, maupun kacamata dan helm dari realitas virtual tidak mampu melakukan ini, tetapi pola dan arah yang masuk akal untuk bekerja sudah dilacak. Di bawah potongan, saya akan mencoba menentukan kriteria yang paling signifikan untuk kualitas reproduksi sesuai dengan cara persepsi visual kita bekerja.

Neurofisiologi persepsi visual

Untuk memahami seberapa penting kriteria ini atau itu, Anda perlu memiliki gagasan tentang bagaimana penglihatan bekerja dan bagaimana otak mengenali dan memproses sinyal visual. Pada retina manusia ada area yang sangat signifikan - fossa sentral retina. Area inilah, yang membentuk hanya 1% dari total area sensor visual, yang dapat melihat dan mengirimkan gambar definisi tinggi dan detail (mis., Ia memiliki sejumlah reseptor visual yang memadai: batang dan kerucut). Selain itu, informasi yang berasal dari situs ini memuat lebih dari setengah neuron zona visual korteks serebral yang berfungsi.



Pada saat yang sama, fossa visual hanya dapat mencakup 2 derajat bidang visual. Gambaran visual berskala lebih besar dari dunia sekitarnya dibuat di zona visual korteks karena terpisahnya bagian informasi yang "dipindai", dan juga berkat sistem memori visual. Proses "pemindaian" visual cepat, tetapi masih membutuhkan waktu. Saat ini, tidak ada konsensus mengenai perbedaan resolusi yang tidak dapat ditentukan oleh mata manusia.

Pemrosesan informasi visual oleh otak cepat dan tidak terlihat oleh kita, tetapi kecepatan tinggi persepsi dan pemrosesan inilah yang memungkinkan kita untuk dengan jelas melihat perbedaan antara laju bingkai yang berbeda dan sejumlah fitur lain yang memberi sinyal ke otak bahwa gambar linden bukanlah kenyataan. Pada saat yang sama, kita dapat mengatakan bahwa keseluruhan gambar realitas yang kita lihat adalah produk dari aktivitas otak biasa, agak tertinggal dalam waktu (dalam milidetik) dari peristiwa yang terjadi saat ini. Jadi dapat dikatakan bahwa mata kita hidup di masa lalu.



Aspek penting adalah frame rate. Ilusi gerakan terus menerus sudah muncul pada frekuensi 13 - 17 frame per detik. Diketahui juga bahwa penglihatan manusia mampu menangkap objek pada layar yang muncul selama sepersekian detik (dari 1/16 hingga 1/220 detik). Kemampuan ini bersifat individual dan sangat berkembang di kalangan e-olahragawan dan insinyur video. Menurut Profesor Stuart Enstos, otak mampu mengurangi "keterlambatan" dalam persepsi visual hingga 10-15 milidetik.

Batang praktis tidak rentan terhadap bunga, dan kerucut lebih lambat dari batang. Secara kasar, kita dapat mengatakan bahwa "FPS maksimum" dalam penglihatan manusia dimiliki oleh tongkat. Di tengah retina, kedua batang dan kerucut terkonsentrasi, yang memungkinkan Anda untuk mendapatkan gambar yang lengkap, sedangkan kerucut "lambat" membentuk persepsi warna yang lebih banyak, dan batang terutama memperbaiki gerakan.

Kelambanan reseptor retina (batang dan kerucut) dianggap sebagai keterbatasan fisik utama dari kecepatan persepsi visual, mereka terutama menentukan waktu tunda ketika mengirimkan informasi dari mata ke otak. Massachusetts Technological Institute mengukur inertness minimum fotoreseptor untuk mentransmisikan informasi visual - 13 m (yang sesuai dengan 77 fps), mengkonfirmasikan data Enstos. Diketahui juga bahwa inersia "tongkat-kerucut" minimum adalah 20 ms (yang sesuai dengan 50 fps). Sederhananya, batasan fisiologis kecepatan persepsi visual adalah 77 fps, dan persepsi warna adalah 50 fps.

Namun, ada pengamatan empiris yang menunjukkan bahwa gambar 50 fps dan, misalnya, 96 fps berbeda secara visual dalam intensitas warna dan penilaian subjektif kejelasan gambar. Perbedaan ini membenarkan pembuatan film dan konten lainnya dengan frekuensi di atas 77 fps.

Beberapa penulis menulis bahwa otak dilengkapi dengan algoritma tertentu yang memproses informasi visual, dan bahkan membandingkannya dengan algoritma pemrosesan kamera. Pada kenyataannya, perbandingannya tidak benar, dan konsep algoritme hanya berlaku ketika menarik retina ke globe. Otak kita, seperti banyak, saya percaya, tahu, adalah sistem analog, dan proses elektrokimia dan biokimia terjadi di dalamnya yang menentukan hasil aktivitasnya. Ini bisa disebut algoritma, tetapi akan sangat jauh dari algoritma pemrosesan data digital.

Dengan demikian, kriteria yang bertanggung jawab atas kesetiaan reproduksi secara langsung berkaitan dengan bagaimana kita menerima informasi visual dan bagaimana otak memahami dan memprosesnya. Akan adil untuk mengatakan bahwa rahasia realisme terletak pada bidang penciptaan ilusi sedemikian rupa sehingga otak tidak dapat mengidentifikasi sebagai gambar palsu. Dan ada masalah besar, data pada kecepatan persepsi yang nyata dan pembentukan gambar visual fiksi tidak dipahami dengan baik, secara individual dapat bervariasi dalam jangkauan yang luas. dan tergantung pada ratusan faktor fisiologis. Untuk alasan ini, norma-norma gambar berkualitas tinggi biasanya ditentukan secara empiris, dengan metode poking ilmiah paling akurat.

Resolusi

Seringkali, orang yang baru mulai menyelidiki masalah kualitas gambar digital, percaya bahwa satu-satunya kriteria penting adalah resolusi. Sebagian, kita bisa setuju dengan mereka, karena detail gambar terutama tergantung padanya. Saat ini, ada perdebatan tentang berapa banyak kehidupan membutuhkan format dengan resolusi lebih tinggi dari FullHD. Jelas bahwa realisme dalam video tidak dapat dicapai tanpa resolusi tinggi, meskipun itu bukan satu-satunya syarat untuk kesetiaan reproduksi yang tinggi.

Dari pengalaman subyektif, kita dapat menyimpulkan bahwa jika Anda melihat lebih dekat dan memperhatikan detail, terutama ketika menyangkut proyektor dan ukuran layar yang sangat besar, penggunaan 4K dapat dibenarkan. Terlebih lagi, hari ini 4K berubah menjadi semacam standar bagi orang-orang yang peduli dengan kualitas gambar, kata mereka, dengan resolusi di bawahnya yang bahkan tidak pantas untuk dibeli. Perusahaan dagang, termasuk kami, sangat senang dengan stereotip ini - ini memungkinkan kami untuk mendapatkan lebih banyak.



Sudah hari ini, banyak pembeli menganggap 8K sebagai kejahatan yang perlu. Sebagai aturan, keinginan seperti itu tidak muncul dari kenyataan bahwa perbedaannya benar-benar terlihat oleh pembeli. Seringkali mereka hanya ingin membeli perangkat yang tidak akan mereka ragukan, yaitu untuk mengetahui bahwa TV atau proyektor yang dibeli dibuat pada batas kemampuan teknologi pada masanya. Resolusi ini memperoleh makna khusus dalam sistem VR, di mana mereka mencoba untuk mencapai pencelupan pengguna dan berusaha untuk menciptakan ilusi realitas yang paling dapat diandalkan.

Berlawanan dengan perkiraan para pakar yang waras, tetapi tidak terlalu lihai, penyiaran dalam 8K telah dimulai. RED dan NHK disiarkan dalam format ini, dan mungkin orang lain yang saya tidak tahu, tetapi ini telah menjadi pelopor. Berdasarkan penelitian di bidang VR, beberapa memprediksi 8K masa depan dan menulis bahwa format ini memiliki nilai praktis yang bagus. Saya tidak memiliki optimisme yang jujur, walaupun saya yakin bahwa cepat atau lambat saya akan dapat menemukan beberapa perbedaan dari 4K dan bahkan 8K tidak akan menjadi yang terakhir dalam perlombaan resolusi.



Ini bukan dari kenyataan bahwa 8K benar-benar diperlukan, tetapi sehubungan dengan ini, kemajuan tidak boleh berhenti. Kemampuan teknologi untuk meningkatkan resolusi tergantung pada ukuran piksel aktual, logis bahwa yang terakhir lebih kecil, semakin tinggi resolusinya. Saya ragu bahwa piksel dapat dikurangi tanpa batas waktu, cepat atau lambat proses ini akan mencapai batas fisik.

Masalah resolusi tinggi adalah volume video yang terus meningkat, dan, dengan demikian, kebutuhan untuk terus meningkatkan bandwidth saluran data. Ketika datang ke televisi dan penyiaran reguler, volume besar data resolusi tinggi (bahkan 4K) kadang-kadang menyebabkan kelambatan dan distorsi, yang terkait dengan saluran yang tidak memadai untuk penyiaran.

Rentang dinamis

Kemampuan visi kami untuk memahami cahaya dan warna dari berbagai intensitas, untuk membedakan sejumlah besar warna membentuk kriteria lain untuk kualitas gambar video - rentang dinamis. Fitur yang menangkap rasio warna paling terang ke kurang terang (tetapi belum hitam) dalam konten video. Rentang dinamis tinggi dan teknologi yang menyediakannya saat ini disebut HDR. Secara umum diterima bahwa mata manusia mampu menentukan rentang dinamis dalam 1.000.000: 1, dan kadang-kadang bahkan lebih tinggi. Kemampuan penglihatan ini sebagian besar disebabkan oleh kebutuhan untuk membedakan antara dimensi dan bentuk objek di sekitar kita, bahkan dengan pencahayaan yang tidak terlalu baik.



Eksperimen diketahui yang mencerminkan pentingnya rentang dinamis bersama dengan resolusi. Jadi, 1080p SDR dan UHD HDR, dan kemudian 1080p HDR dan UHD HDR, dibandingkan. Dalam perbandingan pertama, perbedaannya terlihat dengan mata telanjang, tetapi untuk kasus kedua itu tidak jelas. Penilaian subyektif adalah bahwa penggunaan HDR dianggap sebagai peningkatan kualitas (kejelasan, detail, akurasi) gambar sebesar 90% dibandingkan dengan SDR.

Frame rate per detik

Di blog kami, kami pernah menyentuh masalah frame rate per detik. Secara obyektif, frame rate tinggi per detik jelas membuat gambar lebih realistis. Apa bidikan film pertama di dunia dengan 96fps, yang sudah kami tulis, terbukti. Secara karakteristik, film ini adalah film dokumenter. Bukan kebetulan bahwa justru frekuensi yang berkali-kali lebih tinggi dari 24fps tradisional untuk bioskop, yang digunakan dalam sistem realitas virtual serial terbaik dunia HTC vive pro. Seperti yang saya sebutkan, di VR ada kebutuhan mendesak untuk gambar yang paling realistis.



Catatan Dokumenter, yang kami tulis tentangnya, dikalahkan oleh film Amerika “Long Way Billy Lynn dalam Break of a Football Match” oleh Ang Lee, di mana frekuensinya sudah 120fps. Meskipun ada terobosan di bidang frekuensi, kebanyakan orang bertemu dengan inovasi dengan kemarahan, menyalahkan efek "opera sabun", "televisi", "sinematografi rendah", dan "keganasan artistik" dari frekuensi seperti itu. Seperti, frekuensi buruk membunuh semua "keajaiban tabung hangat film".

Efeknya dijelaskan oleh fakta bahwa sebagian besar kritik mengidentifikasi bioskop yang baik dengan apa yang telah mereka lihat, dan mereka melihat bioskop yang bagus di bioskop dengan 24fps. Pada saat yang sama, peningkatan frekuensi mayoritas dikaitkan dengan serial televisi, jauh dari yang semuanya berkualitas baik. Standar ini begitu mengakar dalam budaya manusia sehingga dijamin akan tercermin dalam persepsi dan menjadi salah satu kriteria kualitas, meskipun secara objektif tidak seharusnya demikian.

Total

Komponen logis dari kesetiaan reproduksi, seperti biasa, menjadi cukup dimengerti, karakteristik yang dapat dijelaskan secara fisik, seperti dalam hal suara. Dalam hal ini, dengan analogi, ada permintaan untuk kuno (dalam hal suara, ada lampu hangat) dan kritik tajam terhadap arah pembangunan yang progresif. Jelas, generasi harus melewati sebelum saat ketika bioskop yang baik dan konten video lainnya dianggap tidak melalui prisma jumlah frame per detik, tetapi sesuai dengan kriteria lain. Mungkin saya melewatkan beberapa faktor penting dari kesetiaan reproduksi. Beri tahu saya di komentar. Saya juga akan menghargai ide pribadi Anda tentang seperti apa video masa depan.

Konten foto yang digunakan:
www.quora.com/How-come-its-really-hard-to-look-directly-at-something-in-low-light-but-when-we-look-right-next-to-the-object-we-can-see-it-better
data.cyclowiki.org/images/9/90/Centralnaya-yamka-setchatki.jpg
www.provideomontaj.ru/tv-8k-chto-jeto-nuzhno-li-sejchas-pokupat-televizor-8k


, . , , .