Wieviel Megapixel hat das menschliche Auge?

Hey!

Hab in letzter Zeit einige Bilder geschossen und so kam ich auf die Frage wieviel Megapixel eine Kamera beim Idealabstand wohl haben müsste um keine Abweichung zum menschlichen Auge festzustellen.

Find die Frage sehr interessant und hab im Netz schon einige Sachen gefunden von Leuten die sich die gleiche Frage stellten.

Da geht es dann um Bogensekunden etc...und man kam auf umgerechnet 20 Mio. Pixel was ja schon sehr ordentlich ist. Vor allem wenn man bedenkt wie scharf eine 8 mega Pixel Kamera schon ist.

Kennt sich da einer genauer aus? Habt ihr euch die gleiche Frage auch schon gestellt?

interessante frage. ich habe keine ahnung, allerdings sind 20 mio. pixel finde ich garnicht so viel, wenn man bedenkt dass die marktführenden SLRs das bestimmt bald erreicht haben werden.

ich glaube aber, dass bei einem bild wie es das menschliche auge "schießen" würde, nicht nur die megapixel eine rolle spielen. oder?

Naja, ich denke, das kann man nicht vergleichen,... Wer in Bio aufgepasst hat (oder bei der BlueManGroup ), der weiß ja, dass im Auge z.B. Zapfen und Stäbchen sind, die für versch. Aufgaben zuständig sind. Außerdem sieht das Auge selbst nicht sondern das Hirn - das setzt einfach Informationen, die vom Auge übertragen werden, zu einem Bild zusammen. Das Auge nimmt ja auch nicht ein Bild an sich auf sondern wackelt minimal hin und her, ähnlich dem Kopf beim Hören, um die Schallquelle genau orten zu können. Zudem nehmen wir ja nicht 100% des Gesehenen auch perfekt wahr, in den äußeren Winkeln wird's ja zunehmend schlechter!

Im Übrigen sind die meisten Digitalkameras dem menschlichen Auge in vielen Bereichen um längen voraus... Man vergleiche nur mal z.B. den trägen Augenfokus mit dem Autofokus einer Cam

Ich hab gelesen, dass das Auge das sehr gut kompensiert.

Träger Augenfokus? Schau mal umher und zähle wie lang dein Auge brauch um scharf zu stellen und dann nehm ne Digicam und mach im gleichen Tempo ein scharfes Foto....

Im übrigen geht es nicht um die genauen Vorgänge im Auge und um das Zusammenspiel mit dem Gehirn. Es geht nur um einen oberflächlichen Vergleich zwischen Technik und Mensch.

Den Artikel fand ich ganz interessant News: Your Eye's "megapixel" Resolution

Bin aber zu der Erkenntnis gelangt, das sich ein hochspezialisiertes Gerät wie es eine Digitalkamera darstellt nur sehr schlecht mit einem Organ wie dem menschlichen Auge bzw. dem Sehnerv vergleichen lässt.

Theoretisch müsstest du ja nur die Übertragungskapazität des Sehnerves feststellen.

Oder du zählst Stäbchen und Zäpfchen. Aber im Endeffekt wirst du zu keinem wirklichen Ergebnis kommen. Wenn doch poste es bitte, wär interessant

Edit:
Nein. Davon abgesehen das es nicht stimmt, lässt sich das absolut nicht vergleichen.

Oder schaut die Kamera selbst durch ihren Sucher um den Fokus hinzubekommen? Und Multifokus ist nach wie vor heikel. Also imo Quatsch. Cobain = Seconded.

Nicht das Auge - das Gehirn! Ansonsten würden optische Täuschungen niemals funktionieren.

Halte deinen Finger ein 20cm vor deine Augen und fokusiere diesen, dann fokusiere ins Unendliche oder von mir aus 5, 10m weg. Du hast einen merkbaren Zeitversatz! Nimm dann mal ne anständige (!) Digicam, z.B. ne DSLR... Da ist meine Cam aber um ein vielfaches flotter

Anderes Beispiel wäre die Grundlage einer jeden Animation... Nicht mal 20 Bilder pro Sekunde und schon nimmt unser Auge bzw. Gehirn etwas als flüssig laufende Bewegung wahr.

Das Problem hierbei ist, dass Stäbachen und Zäpfchen ja für versch. Zwecke vorhanden sind (Farberkennung bei Helligkeit (Zapfen) bzw. Kontrasterkennung bei Dunkelheit (Stäbchen) - "Nachts sind alle Katzen grau!"). Insofern wäre das auch nicht repräsentiv. Aber man kann ja mal die Sehzellen zählen

Hab jetzt so einiges gelesen und folgendes rausbekommen:Im Auge befinden sich Zapfen (ca. 6 Millionen) fürs Farbensehen und Stäbschen (ca. 120 Millionen) zum unterscheiden von hell/dunkel. Im Zentrum des schärfsten Sehens (Foveola; Durchmesser ca 0,1mm~20']) befinden sich übrigens keine Stäbchen, somit sinkt im dunkeln auch die Sehschärfe. In ihr befinden sich von jeder Farbe ca. 2500 Zapfen.
Das Auflösungsvermögen eines Objektes ist 1. vom optischen System und 2. von der verteilung der Zapfen abhängig.
Und wer in 1m Entfernung zwei Punkte im Abstand von 0,29mm unterscheiden kann hat einen normalen Visus, man spricht dann von 1,0.

Wenn man jetzt einfach die Zapfen und Stäbchen als Rezeptoren zählt, kommt man auf 126 Millionen Pixel pro Auge aber.....wie Mike schon sagte sind nie alle aktiv und für die unterschiedlichen Aufgaben aufgeteilt, Helligkeit, Dunkelheit, Farben.....effektiv sind es immer ca.20 Mio., aber da für die Bildqualität noch viele andere Dinge eine Rolle spielen kann man auch das nicht so genau sagen.

Hier gibt es noch eine interessante Diskussion mit etwas mehr Fachwissen click

Die beiden Sachen kann man ja gar nicht vergleichen. Einer Kamera ist es ja egal, was sich auf dem Bild befindet, das fängt einfach nur die Photonen ein, und speichert sie ab. Das macht das Auge im Prinzip gleich, aber wir sehen im Endeffekt etwas vollkommen anderes... Die Information, die durch den Sehnerv gelangt ist somit nicht stellvertretend für die effektive auflösung, die wir sehen. Wir sehen auch eher in Kategorien "Stuhl", "Tisch", "Schotterweg", ohne dass unser gehirn viele informationen abspeichert, wie das entsprechende Objekt beschaffen ist(es sei denn wir interessieren uns außerordentlich für stühle, oder konzentrieren uns auf den Stuhl etc...) Beim Schotterweg ists noch extremer, man weiß ja wohl kaum welcher stein wie groß war, welche form hatte, und wo lag. Da waren eben nur steine am Boden.

Die Frage ist interessant!
Bei optimalen Verhältnissen sollte ein Menschliches Sehorgan jede nur denkbare Kamera, selbst in 100.000 Jahren übertreffen.

Warum? Ganz einfach, wir werden immer in der Lage sein, eine Fotografie in seiner Gesamtheit zu sehen selbst wenn diese 100.000.000 ^999999 Mio. Pixel hat.
Ich denke da liegt der sprichwörtliche Hund begraben.

Wenn ein Bild mehr Pixel hat, als das Auge erfassen kann, sieht man es doch nur noch normal - und nicht so gut wie das Bild ist, oder?



Eine Frage zum High Definition TV:
Ich habe den eindruck, dass HD zu echt aussieht. Sprich echter, als es in wirklichkeit ist. Dass kann aber nicht wirklich sein oder??

Naja, es heißt ja auch "schärfer als die Realität". Im Prinzip wird da viel mit sehr (zu?) hohem Kontrast gearbeitet sowie eben stark geschärften Bildern. Wird bei manchen Fotos auch gerne als Effekt eingesetzt, um Motive noch besser zu betonen etc.! Außerdem wirkt das ganze dann fast schon dreidimensional (man kennt ja diese ganzen HD-Demos, wo man glaub, tatsächlich fast in dieser wunderbar quietschbunten Natur zu stehen).

Ein Auge hat ungefähr 120 Millionen "Stäbchen", für s/w-Sehen, aber nur 6 Millionen "Zäpfchen" für Farbe (die sich dann auch noch in 3 Typen für rgb aufteilt). Macht also 120MP für s/w bzw Graustufen und 2MP für Farben.

Erstens sind die aber nicht gleichmäßig verteilt (Stäbchen aussen mehr als innen, Zäpfchen vv), und zweitens isses wahrscheinlich schwer Graustufen und Farben so zu verrechnen, dass was Sinnvolles dabei rauskommt . Ganz zu schweigen davon, dass unsere Linse so wenig perfekt ist, dass theoretische 100MP eh nicht zur Geltung kommen .

Joah, also zurück ans Entwurfsbrett.

Wie sieht's mit meiner Idee aus die Übertragungskapazität des Sehnervs zu nehmen? Mehr als da durchgeht wird im Hirn net ankommen.

Hab aber nix substantielles dazu gefunden.

Hier hab ich was gefunden:

Bleiben wir mal bei der physiologischen 1Bogenminute Auflösung....

Ich betrachte mit einem Kunden Fotos, ausbelichtet auf A3 Fotopapier und die liegen in ca. 30cm Entfernung auf dem Tisch.
Also Längenmaß 2πr=Umfang~360°

also 2x30cmx3,14=188,4cm / 360°x60 = 0,088mm Auflösung oder per Kehrwert
ca. 12 L/mm

Gelernt habe ich mal maximal bei deutlicher Sehweite 7Lp/mm=14L/mm

Ich benötige also, um das Auflösungsvermögen meines und des Kunden Auges zu füttern mindestens 12Linien oder Pixel pro mm
bei einem A3 sind´s ca. 300mmx420mm
also 3600pixel x 5040pixel.
Das entspricht ca. 18 Megapixel im Sensor (solange es keine Verluste gibt)

Und noch ein paar interessante Texte...

Nicht ganz unabhängig von dieser Anatomie ergibt sich dann für "normale Betrachtungsabstände" eine Auflösung von 0,5-1 Bogenminute und damit für ein Bild, welches aus dem Abstand der Bilddiagonalen betrachtet wird, eine maximal erlaubte Punktunschärfe von 1/1.500 der Bilddiagonalen. Um in der Bilddiagonalen ca. 1500 gut auflösende Pixel zu haben, benötigen wir je nach Format-Aspekt und Antialiasing-Intensität ca. 2-3 MP knackige Bayer-Pixel oder 1,3-2 MP Vollfarb-Pixel. Mehr schadet nicht, sondern hilft dem Auge, keine Qualitätsminderung durch Interferenz aus Bildraster und Augenabtastungs-Raster zu empfinden.

Die Umrechnung von den Zäpfchen udn Stäbchen zu Megapixeln und Bogensekundenzeugs ist zwar schön und gut aber eigentlich relativ schwachsinnig, da unser Auge eben nicht 1:1 mit dem Hirn verschaltet ist und so Informationen "wahrnimmt". Viel mehr hat unser Hirn viele Rezeptive Felder, d.h. Rezeptoren, die Zusammengeschaltet sind zu Feldern. Solch ein Feld reagiert dann bspw. auf eine Kante, oder ein ein-aus im Sinne von Hell-dunkel etc. Diese rezeptiven Felder werden dann ins Hirn geleitet und münden dort in sogenannten Kolumnen, die mehrere Rezeptive Felder zusammenfassen. Solche optische Kolumnen können bspw. Figuren erkennen. So gibt es für gewisse Grundfiguren eigene otpsiche Kolumnen, und für jede Winkelorientierung ein eigenes Neuron. So können wir bspw. ein Gesicht oder einen Apfel in einer bestimmten Winkelstellung genau mit einem Neuron wahrnehmen, da die dazu benötigten rezeptiven Felder (für die Form, die Linien, die Farben etc.) entsprechend verschaltet sind. Und genau so funktioniert unsere WAhrnehmung: nicht pixelgenau sondern aufgrund von verschalteten Pixeln und rezeptiven Feldern aus denen das Hirn dann ein Bild errechnet und durch welches wir Figuren, Farben, Formen, Helligkeiten etc. "errechnen" können.

Somit bringt eigentlich ein pixelvergleich überhaupt nichts, da wir wie gesagt nicht pixelgenau wahrnehmen, da schon in der Netzhaut eine erste Verschaltung stattfindet. Die Informationen gelangen also gar nicht als Pixelinfos ins Gehirn.

Diese Verschaltung auf Rezeptorebene ist eher unüblich. Der Geruchssinn ist bspw. 1:1 direkt verschaltet und gelangt auch direkt - sprich auch nicht durch den Thalamus - ins Gehirn. Unser akkustischer Sinn wird auch nicht auf Rezeptorebene verschaltet sondern auch erst im Gehirn (weisst aber dort auch eine sehr logische Ordnung auf, nämlich ist auch im Gehirn alles nach Frequenzen geordnet und strukturiert).

Auf normale Betrachtungsdistanz bei einem Buch (also ca. 30-50 cm?) kann das Auge eines jungen Menschen spätestens ab einer Druckdichte von 300 dpi keine einzelnen Punkte mehr ausmachen, diese 'verschmelzen' ineinander.
In Megapixel umgerechnet bedeutet 300dpi bei einem Bild im Format 30 x 20 cm also ca. 8.3 mp

Also ich hab im Internet etwas von 700-800MB/sec. gelesen, die vom Auge ans Gehirn übertragen werden. Wenn wir das jetzt - theoretisch - auf ein normales RGB-Bild runterrechnen würden... Jeder Pixel hat unkomprimiert 3 Byte, somit würden jede Sekunde - theoretisch - 230 bis 270 Millionen Pixel, also gemittelt 250 Megapixel. Wenn man jetzt noch bedenkt, das ne flüssige Bewegung ab etwa 20 Bildern pro Sekunde erfasst werden kann, könnte man - theoretisch - von 125 Megapixeln ausgehen... Allerdings wären das die komplett übertragenen Daten in einem RGB-Farbraum. Da das Auge ja aber anders sieht (allein schon der Unterschied additive/subtraktive Farbmischung würde uns da nen Strich durch die Rechnung machen) und auch andere Informationen überträgt, ist diese Rechnung - man glaube es kaum - nur theoretisch!