시각 해상도란? = Spatial resolution + Temporal resolution
이번 글에서는
Visual resolution (시각 해상도)
에 대하여 살펴보겠습니다.
시각 해상도는
인간의 눈이 구분할 수 있는
최소 정보를 나타내는 척도입니다.
Spatial Resolution (공간 해상도),
Temporal Resolution (시간 해상도)
구분하여 살펴보겠습니다.
먼저, Spatial resolution 은 얼마나
작은 차이를 구분할 수 있는지 나타냅니다.
사람의 눈의 FoV 는 위 그림과 같습니다.
특히 가운데 부분을
제외하고는 흐릿하게 보입니다.
FoV 가 크다는 것은 위 그림처럼
보이는 부분이 넓다는 것을 의미합니다.
현재 VR/AR 산업에서도
몰입감을 높이기 위해서는
이 문제를 반드시 풀어야 합니다.
CPD (Cycle per degree) 는
Spatial resolution 을 측정하기 위한 단위로
1도 안에서 몇개의 싸이클을
구분할 수 있는지를 의미합니다.
X 축은 오른쪽으로 갈수록
점점 세밀해지고 있고,
Y 축은 올라갈수록
contrast (대조) 가 약해지고 있습니다.
이 그림을 얼만큼 떨어져서 관찰하는지에
따라서 경계가 다르지만
1 degree 에서 4~6 CPD 를 볼 때,
가장 Contrast 를 잘 구분할 수 있다고 합니다.
또한 사람의 신경 세포 Cone 1개는
최대 60 CPD 를 볼 수 있다고 합니다.
Contrast 는 Spatial frequency 만 고려하여
결정되는 것은 아니고,
다양한 영향을 받습니다.
이게 무슨 소리인지 이해가
잘 안 되실거라 생각합니다.
저도 그렇거든요 Hybrid Images 를
보면서 직관적으로 살펴보겠습니다.
Spatial Resolution 이해를 위한 예시그림
얼만큼 떨어져서 그림을 보는지에 따라
Contrast sensitive 가 다르다고
위에서 살펴봤었습니다.
작은 그림과 큰 그림은
동일한 그림으로 사이즈만
다른 그림입니다.
그런데 위 그림은 코끼리와 여자 같고
아래 그림은 표범과 아인슈타인 같습니다.
스케일이 다르다는 것은
거리가 다르다는 것과 같으므로,
스케일을 조절하여
Contrast sensitive 를 이용하여
두 이미지가 다르게
보이는 것 입니다.
이러한 이미지는 Blur 와 Subsample 을
반복하는 Gaussian image pyramid 방법이나,
블러를 먹인 이미지를 원본 이미지에서 빼서
라플라시안 이미지를 각 Level 마다 얻는
Laplacian image pyramid 방식을
이용할 수 있습니다.
인간의 눈은 최대로 1 degree 에서
60 싸이클을 구분할 수 있다고 합니다.
물론 이 조건은 사람의 눈도
최상의 상태 Fovea, Lighting 등
다양한 상태가 만족될 때 입니다.
일반적으로는
30 cycles per degree 라고 합니다.
Arcmin 은 1/60 도를 의미하는
정밀한 각도를 측정하기 위한 단위입니다.
사람의 눈의 1 Arcmin 은
756m 떨어진 곳의 축구공을
볼 수 있다고 합니다.
우리가 흔히 시력 검사할 때,
사용하는 문자들은 모두 5×5 Grid 로
구성되어 있습니다.
1 arcmin 에서 30 CPD 를
구분할 수 있어야
빨간색 줄 부분의 문자가
보인다고 합니다.
Retina Display란?
애플에서 흔히 언급하는 Retina Displays 는
우리가 모니터를 12인치 떨어져서
바라본다고 가정했을 때,
인간의 최대 해상도 60 CPD 를 만족하는
디스플레이 해상도를 계산하여
pixel 사이즈를 결정한 것을 의미합니다.
Temporal Resolution (시간 해상도)
Temporal Resolution 은 매우 간단합니다.
사람의 눈은 60Hz 이상으로
깜빡이는 빛은 잘 인지하지
못한다는 것 입니다.
에를 들어 100Hz 인 광원은
우리 눈에는 깜빡이지
않는 것처럼 보입니다.
| 항목 | 설명 |
|---|---|
| 👁️ 시각 해상도 정의 | 인간이 구분할 수 있는 최소 단위 정보 |
| 🧭 CPD 기준 | 일반: 30 CPD / 이상적: 60 CPD |
| ⏱️ Temporal Resolution | 60Hz 이상이면 깜빡임 인지 어려움 |
| 📐 Arcmin 기준 | 1 Arcmin = 1/60도 = 축구공 756m 시야 |
| 📺 Retina Display 정의 | 12인치 거리 기준 인간이 픽셀 구분 못함 |
그런 건 난 잘 모르겠고,
시각 해상도는 인간의 눈이
공간과 시간 안에서 얼마나
세밀하게 정보를 구분할 수
있는지 나타내는 기준
참고자료
