Resolução retiniana do olho humano: quantos píxeis conseguimos ver?

Quantos “pontos” de imagem conseguimos, de facto, distinguir com o olho humano - qual é a sua resolução retiniana - e quantos píxeis conseguimos perceber? E, na prática, vale a pena investir muito dinheiro num televisor 4K ou 8K para obter a melhor experiência de visualização em casa?

Estas dúvidas foram analisadas por uma equipa da Universidade de Cambridge, em colaboração com os Laboratórios de Realidade da Meta, que desenvolvem tecnologias de realidade virtual e aumentada.

O que os investigadores observaram na distância típica sofá–televisor

As conclusões indicam que, à distância habitual entre o sofá e o televisor numa sala de estar média no Reino Unido, o olho humano não consegue separar (resolver) todos os píxeis que são mostrados em televisores de ultra-alta definição 4K ou 8K.

Por isso, ao que tudo aponta, estes ecrãs não trazem vantagens visíveis face a um televisor 2K de igual dimensão - 44 polegadas (cerca de 112 cm) - quando o objetivo é apenas ganhar detalhe perceptível.

Como a Universidade de Cambridge mediu a resolução: padrões, cor e visão periférica

Para chegarem a este resultado, os investigadores avaliaram a capacidade dos participantes para identificar características muito específicas no ecrã, como padrões com transições finas e gradações subtis. O teste foi repetido em diferentes cenários: imagens a cores e em tons de cinzento, várias distâncias ao televisor e observação tanto de frente como através da visão periférica.

Quando os participantes - 18 pessoas, com idades entre 13 e 46 anos - conseguiam ver as linhas presentes na imagem, isso significava que os seus olhos eram capazes de resolver detalhe naquele nível.

Píxeis por grau (ppd): para lá da “resolução” tradicional

Além de uma medição simples de resolução, a equipa procurou caracterizar melhor os limites da visão humana ao estudar os píxeis por grau (ppd) - uma forma de quantificar quantos píxeis individuais cabem em cada grau do nosso campo visual.

Durante muito tempo, assumiu-se que o olho humano conseguiria perceber detalhe até 60 ppd, com base no padrão de visão 20/20 associado ao conhecido quadro de letras de Snellen, em que cada linha apresenta caracteres progressivamente mais pequenos.

No entanto, o quadro de Snellen é, em certa medida, um “dinossauro” da oftalmologia.

"Esta medição tem sido amplamente aceite", explica a investigadora de visão da Universidade de Cambridge, Maliha Ashraf, "mas ninguém se tinha sentado a medi-la para ecrãs modernos, em vez de um quadro de letras na parede que foi desenvolvido pela primeira vez no século XIX."

Neste novo trabalho, Ashraf e os seus colegas concluíram que o limite de resolução do olho humano é mais elevado do que se pensava - embora varie consoante a cor. Em tons de cinzento, o valor chega a 94 ppd; em verde e vermelho, atinge 89 ppd. Já em amarelo e violeta, desce abruptamente para 53 ppd.

Com base nestes resultados, parece que o design de televisores pode ter entrado numa fase de retornos decrescentes, pelo menos no que diz respeito à resolução.

Em termos de tamanho, televisores maiores continuarão sempre a ser desejados. Ainda assim, os investigadores esperam que estas novas medições incentivem os fabricantes a criar ecrãs ajustados à capacidade de resolução de uma fatia maior da população - por exemplo, 95 por cento - em vez de se basearem no “observador médio” previamente assumido.

Porque a nitidez não depende só dos olhos: o papel do cérebro

Apesar de os olhos imporem limites ao que vemos com clareza, não são os únicos responsáveis: o cérebro também condiciona a perceção. Os sentidos humanos funcionam em conjunto, e a nossa resolução visual depende tanto dos olhos e do cérebro como da interação entre ambos.

"O nosso cérebro não tem, na verdade, capacidade para detetar detalhes em cor muito bem, e é por isso que vimos uma grande queda [em ppd] nas imagens a cores, sobretudo quando observadas na visão periférica", explica Rafał Mantiuk, cientista de computação da Universidade de Cambridge e autor sénior do estudo.

"Os nossos olhos são, essencialmente, sensores que não são assim tão bons, mas o nosso cérebro processa esses dados e transforma-os naquilo que acha que devemos estar a ver."

Isto recorda-nos que estes aspetos da nossa visão - aparentemente limitada - evoluíram, sobreviveram e espalharam-se porque são suficientemente bons, não porque sejam perfeitos.

Se os fabricantes querem mesmo captar a nossa atenção e mantê-la, poderão beneficiar ao desenhar ecrãs mais alinhados com a forma como mais pessoas efetivamente veem.

Esta investigação foi publicada na revista Comunicações da Natureza.