Jak to jest z tym odświeżaniem ekranu? Ilość Hertz’ów a jakość postrzegania.

Odkąd tylko istnieją ekrany, a ludzie zaczęli codziennie korzystać z komputerów, telewizorów, a nawet telefonów, częstym tematem rozważań stała się częstotliwość odświeżania ekranów.

Wielu użytkowników forum vrpolska, czy członków facebookowej grupy o tej samej nazwie, porusza kwestię wpływu ilości Hz na jakość obrazu. Istnieje na ten temat wiele opinii, często skrajnie się od siebie różniących. Postanowiliśmy (po przeczytaniu wywiadu z Małgorzatą Osowiecką) trochę przybliżyć pogląd reprezentowany przez laureatkę Studenckiego Nobla z Sopockiej Szkoły Wyższej Psychologii Społecznej. Już od dłuższego czasu wiadomo, że 24 Hz to optymalna częstotliwość przy oglądaniu filmów, ponieważ pozwala ona na płynne postrzeganie obrazu, oraz zapobiega zawrotom głowy czy mdłościom podczas seansu. Obraz wyświetlany z niższą częstotliwością może wyglądać podobnie do galerii zdjęć wyświetlanej przy pomocy slajdów.

Wiele osób zakłada, że im wyższa częstotliwość, tym lepszy będzie obraz, który zobaczy ludzkie oko. Jednak sytuacja nie jest taka prosta – możliwości ludzkiego mózgu, też są w jakiś sposób ograniczone.

KOMUNIKACJA OKO-MÓZG

Obiekt postrzegany przez człowieka odbierany jest przez siatkówkę. Obraz ten, tak naprawdę, jest odwrócony „do góry nogami”. Ludzki mózg podczas pierwszych dnia życia uczy się ten obraz odczytywać poprawnie (obracać go). Wbrew temu, co nam się wydaje, obraz taki, jakim go postrzega człowiek, musi zostać odpowiednio przetworzony. Mózg człowieka posiada też pewną granicę jego przetwarzania.

GRANICA POSTRZEGANIA

Mózg może przetworzyć MAKSYMALNIE do trzystu klatek na sekundę. Jednak najczęstszą granicą ludzkich możliwości jest około 200 Hz. Istnieją osoby, a właściwie wybrane jednostki, które mogą postrzegać więcej, jednak nie więcej niż 300 Hz.

PŁYNNOŚĆ POSTRZEGANIA PRZY 24 KLATKACH NA SEKUNDĘ

Człowiek widzi płynnie obraz przy częstotliwości 24 Hz tylko dlatego, że jego mózg jest do takiego obrazu przyzwyczajony. Jednak, jeśli w danej chwili człowiek obejrzy film z obrazem wyświetlanym z częstotliwością wyższą, np. 48 Hz, a chwilę później obejrzy film o częstotliwości 24Hz, możliwe, że zacznie postrzegać znaczną różnicę w płynności obrazu. Istotnym i wartym zapamiętania jest też fakt, że im mniej klatek na sekundę oraz im bardziej „szarpany” obraz, tym bardziej męczy się wzrok. Obraz powyżej 70Hz przestaje być męczący dla ludzkiego oka. Warto tu zapamiętać, że w żarówkach starego typu żarnik świeci się ciągle. Natomiast nowe typy oświetlenia emitują światło z określoną częstotliwością, co z czasem męczy i niszczy wzrok. Obraz z ekranu monitora jest światłem. Im wolniejsza jest jego częstotliwość, tym gorzej.

Mózg przy niższej płynności, np. 10 Hz, zaczyna dorabiać „brakujące” klatki i kompensować sobie w ten sposób utratę płynności. Jest to z kolei bardzo męczące dla mózgu.

OBRAZ O WYSOKIEJ CZĘSTOTLIWOŚCI MOŻE BYĆ NIENATURALNY, A OBRAZ ODWZOROWUJĄCY RZECZYWISTOŚĆ NIEKOMFORTOWY

Niektóre osoby uważają, że obiektom wyświetlanym w wysokich częstotliwościach brakuje rozmycia, które człowiek przywykł widzieć, gdy dany obiekt porusza się szybko. Jest to kolejny efekt przyzwyczajenia mózgu do tego, co odbiera w realnej rzeczywistości. À propos naturalności: lepsze od płaskich ekranów są ekrany zakrzywione. Dzięki zakrzywionym ekranom człowiek odbiera obraz o obszarze 180 stopni, do czego jest przyzwyczajony. Oczywiście wciąż pozostaje problem ogniskowania wzroku w konkretnym punkcie, aczkolwiek przy takim ekranie rejestrowany jest również ruch poza tym punktem. Absurdalne jest jednak to, że taki obraz, mimo wszystko, i tak może wydawać się odbiorcy nienaturalny.

Istnieją osoby, dla których 60 Hz obraz jest nieprzyjemny. Wpadają oni w tzw. „dolinę niesamowitości”. Fikcja miesza się u nich z rzeczywistością, powodując tym samym poczucie dyskomfortu.

ROZRÓŻNIANIE ILOŚCI KLATEK NA SEKUNDĘ

Jedynie osoba z poważną wadą wzroku (ślepota, jaskra) albo patrząca bardzo nieuważnie może nie odróżnić trzydziestu klatek na sekundę od sześćdziesięciu. By ujrzeć znaczącą różnicę, wystarczy skupić się na wyświetlanym obrazie, a mózg na pewno ją zarejestruje. Wzrok w połączeniu z mózgiem odbiera prawie każdą różnicę Hz – ich uwadze nie umknie także rozbieżność pomiędzy obrazem o częstotliwości 30 Hz, a obrazem o częstotliwości 35 Hz.

POŁĄCZENIE WIELU WYŚWIETLACZY W CELU ROZSZERZENIA PERSPEKTYWY OBRAZU

Obecna technologia pozwala na łączenie obrazu z wielu źródeł w jeden. Najprostszym, znanym większości przykładem jest połączenie wielu monitorów tak, by powstał z nich jeden większy. Wiele osób rezygnuje z tego rozwiązania, myśląc, że nieestetyczne przerwy na nowo utworzonym wyświetlaczu, spowodowane obramowaniem pomniejszych monitorów go tworzących, mogą przeszkadzać w oglądaniu zupełnie niepotrzebnie. Po chwili siedzenia przed takim obrazem obszar mózgu odpowiedzialny za filtrowanie treści dochodzących z oka kompletnie pominie ramki, przez co obserwator przestanie je dostrzegać.

JAK TO SIĘ MA DO VR i AR?

Skoro mózg potrafi wykonać m.in. takie sztuczki, jak wymienione w artykule (odwracanie obrazu z siatkówki oka oraz filtrowanie ramek przy połączonych monitorach), to jak bardzo może nas oszukać w czasie wizyty w wirtualnej rzeczywistości? Na spotkaniu w ramach „Wszystko o VR i AR!” w Auli Polskiej wspomniano, że użytkownicy oglądający wirtualny spacer po górach, stojąc na szczycie, widzieli buty (tak, jakby mieli je na sobie), podczas gdy w rzeczywistości w aplikacji nie umieszczono żadnego obrazu butów . Dlaczego mózg akurat w taki sposób oszukał odbiorcę? Na to pytanie, niestety, jeszcze nie poznaliśmy odpowiedzi, jednak widać, że wirtualna rzeczywistość to nie tylko potencjał do prowadzenia naukowych badań, lecz także (a może i przede wszystkim) mocne narzędzie do oszukiwania narzędzia wzroku oraz mózgu. Jeśli poszerzy się nasza wiedza na temat odbioru wirtualnej rzeczywistości, dla graczy może to oznaczać wysoką jakość rozrywki w trakcie grania w gry video przy jednoczesnych niewygórowanych kosztach takiej zabawy. Jednak, z drugiej strony, dla ludzi chcących przemycić różnego typu treści, może to oznaczać łatwy sposób manipulowania odbiorcami… Trzymajmy zatem kciuki, żeby wyniki badań nie wpadły w niepowołane ręcę. Nasza redakcja oczywiście będzie śledzić postępy badań i postara się informować o nich na bieżąco.