Kann die Nyquist-Abtastrate für das menschliche Auge genauso gelten wie für die Elektronik? [geschlossen]

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In der Elektronik zeigt die Nyquist-Abtastrate die maximale Frequenz an, die ohne Aliasing abgetastet werden kann. Wenn das menschliche Auge also 24 fps sehen kann, bedeutet dies, dass Sie alle Informationen unter 12 fps sehen können?

suyol854
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Sind die Gehirne digital? Haben wir eine Uhr im Inneren, sodass alle Vorgänge wie im Computer synchron sind? Welche numerische Basis haben unsere Gehirne? Oder vielleicht sind sie überhaupt nicht digital, sondern können analoge Computer, eine Reihe von Komparatoren und Verstärkern sein. Wer weiß? Man ist sich jedoch sicher, dass das Gehirn weitaus komplexer ist als ein Computer.
Marko Buršič
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Die Hypothese (dass die "Zeitauflösung" des menschlichen Sehens 24 fps beträgt) ist sowieso falsch.
R .. GitHub STOP HELPING ICE
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@ MarkoBuršič Eigentlich hat das Gehirn eine Art Uhr, um verschiedene neuronale Aktivitäten zu synchronisieren. Das sind Gehirnwellen. Im Gegensatz zu einem Computeruhrsignal synchronisieren die Wellen nicht jedes Neuronale perfekt, sondern ermöglichen es verschiedenen Regionen des Gehirns, Informationen gleichzeitig zu verarbeiten.
Wald
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Ich kann sehen und mich über das Flimmern des Displays bei Frequenzen von viel mehr als 24 fps ärgern.
Mkeith
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Wirklich interessante Frage, aber nicht hier, Abstimmung zum Abschluss als Off-Topic.
RoyC

Antworten:

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Das Abfeuern von Neuronen im Auge ist vollständig asynchron, daher muss der Prozess, den wir "Sehen" nennen, in jeder Hinsicht als zeitkontinuierlich betrachtet und nicht als Stichprobe betrachtet werden. Nyquist gilt nicht.

Wenn sich die Dinge zu schnell bewegen, erscheinen sie einfach verschwommen. Und "zu schnell" variiert von Person zu Person; Es gibt keine genau definierte Grenzfrequenz für die allgemeine Bevölkerung.

Dave Tweed
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Ich stimme der Aussage "Abtastrate ist ein Konzept, das nicht für das Auge gilt" zu. Wir können jedoch auch in ununterbrochener Zeit informationstheoretische Aussagen treffen: Wenn beispielsweise ein Neuron eine sehr nichtlineare Übertragungsfunktion hat (dh es gibt sowohl eine maximale als auch eine minimale Anzahl von Schüssen pro Sekunde, die immer noch "etwas bedeuten"). ), dann verzerrt das einfach die Transinformation zwischen Quelle (Bild) und Senke (Gehirn) und wir können Aussagen wie "Ein Bild, das sich x-mal pro Sekunde ändert, enthält mehr b Bits an Informationen, was viel mehr ist als die Transinfokapazität des Beobachtungssystem
Marcus Müller
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... und damit Informationsverlust muss auftreten“Wohlgemerkt, mit Zahlen hier fast unmöglich kommen..
Marcus Müller
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Und um die Sache noch schlimmer zu machen, hat ein einzelner Augapfel verschiedene Bereiche mit mehr oder weniger hoher Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Intensität. Persönlich kann ich auf einem 60-Hz-Computerbildschirm (CRT) ein deutliches Flimmern erkennen, wenn ich es aus dem Augenwinkel betrachte, das ich nicht erkennen kann, wenn ich es direkt betrachte.
Wossname
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@Wossname: Ja, das ist der Unterschied zwischen den schnellen "Stabzellen", die nur für die Intensität empfindlich sind und sich mehr in Richtung der Peripherie der Netzhaut verteilen, und den langsameren "Kegelzellen", die für die Farbe empfindlich sind und sich stärker in der Netzhaut konzentrieren Zentrum (Fovea). Ich arbeite gerade mit einigen Forschern von Netzhautimplantaten zusammen und sie halten die Fähigkeit, die Neuronen mit einer Zeitauflösung von 1 ms zu stimulieren, für "kaum ausreichend".
Dave Tweed
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Der visuelle Kortex des menschlichen Gehirns hat die Aufgabe, ein 3_D-Modell der Welt um uns herum zu initialisieren und zuverlässig zu aktualisieren. Während wir uns bewegen, bestätigt oder verringert der optische Fluss interessanter Merkmale, die verdeckt und später aufgedeckt werden, kontinuierlich das Vertrauen in das 3_D-Modell. Wenn wir einfach sitzen und hin und her schwanken, verstärken oder fordern die binokularen und monokularen Unterschiede das 3_D-Modell auf ähnliche Weise heraus. All dieses Verstärkungs- / Herausforderungsverhalten erfordert Informationen.
Analogsystemsrf
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Die Terminologie, die bei der Anwendung auf das menschliche Auge verwendet wird, ist die kritische Fusionsfrequenz, auch Flicker Fusion Threshold genannt. Dies ist die Frequenz, mit der ein blinkender Lichtpunkt visuell zu einem einzigen festen Lichtpunkt verschmilzt. Die genaue Frequenz hängt davon ab, welcher Bereich der Netzhaut stimuliert wird, wie hell das Licht ist, wie viel Umgebungslicht vorhanden ist und welche Wellenlänge das Licht hat. Am niedrigsten (schwaches, blaues Licht, Zentrum der Netzhaut) kann die Frequenz bis zu 10 Hz betragen. Am höchsten kann es über 60 Hz sein. Eine Sakkade (schnelle Augenbewegung) deaktiviert diese Grenze vorübergehend.

Dies ist keine Einschränkung der Netzhaut selbst, sondern eine absichtliche Unschärfe im Gehirn, die als visuelle Persistenz bezeichnet wird. Dieses Phänomen ermöglicht es uns, kurz gesehene Bilder für den Bruchteil einer Sekunde länger auf Kosten einer geringeren zeitlichen Auflösung zu verarbeiten. Der Grund, warum unterschwellige visuelle Reize wirken, ist, dass ein Bild langsam genug geblitzt werden kann, damit unsere Netzhaut es aufnehmen kann, aber zu schnell, als dass unsere visuelle Beharrlichkeit einsetzt, was dazu führt, dass wir uns des angezeigten Bildes nicht bewusst sind. Ein Bild eines Paares, das sich küsst und Millisekunden lang blinkt, wird positive Emotionen hervorrufen, obwohl unsere visuelle Beharrlichkeit unserem Bewusstsein nicht genügend Zeit gibt, das Bild zu verarbeiten und sich dessen bewusst zu sein.

Für das menschliche visuelle System führt eine übermäßige Frequenz nicht zu einem Aliasing. Aliasing gilt nur für ein periodisch abgetastetes Signal, wenn das ursprüngliche Signal zu hohe Frequenzen enthält. Das visuelle System hat keine diskrete Abtastrate. Unschärfe entsteht einfach dadurch, dass die vorherigen Bilder den aktuellen Bildern überlagert werden, da sie sich im unmittelbaren Speicher befinden. Wenn sich das Bild zu schnell ändert, führt dies zu einer unscharfen, verwirrenden Wahrnehmung.

Wald
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Betreff: "Aliasing wird speziell auf digitale Bilder angewendet." Tatsächlich tritt Aliasing immer dann auf, wenn Sie mit einem periodisch abgetasteten Signal arbeiten , und das ursprüngliche Signal enthält Frequenzen, die höher als die Nyquist-Frequenz sind. Das Signal muss nicht unbedingt ein Bild sein, und die "Frequenz" muss nicht unbedingt eine Frequenz im Zeitbereich sein .
Solomon Slow
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Es ist eine visuelle Illusion bekannt, bei der sich Objekte, die sich periodisch mit einer bestimmten Frequenz bewegen, unter kontinuierlicher Beleuchtung in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen scheinen. Es gibt verschiedene Theorien, die solche Beobachtungen erklären, und eine davon legt nahe, dass das menschliche Sehen eine sogenannte "Abtastfrequenz" zwischen 15 und 20 Hz aufweist. AFAIK gibt es immer noch eine Debatte zu diesem Thema, und da klassische Experimente zur subjektiven Stroboskopie die Einnahme von LSD und ähnlichen Arzneimitteln beinhalteten, sind die experimentellen Daten in diesem Bereich bei weitem nicht vollständig.

Was Sie sicherlich nicht finden werden, ist eine Abtastfrequenz, die über die Bevölkerung, unterschiedliche Lichtverhältnisse oder sogar verschiedene Teile des Gesichtsfeldes konstant ist.

Dmitry Grigoryev
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Die Probenahme kann durch Blinken simuliert werden. Stellen Sie sich eine Uhr mit einem Arm vor, die Sie so einstellen können, dass sie sich mit beliebiger Geschwindigkeit in beide Richtungen dreht. Wenn sich der Arm bei geschlossenem Augenlid um mehr als 180 Grad dreht, können Sie nicht sagen, in welche Richtung er sich gedreht hat. Genau das ist Aliasing.

Rakeshdn
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Offensichtlich weiß der Benutzer bereits, dass Aliasing ist, daher die Frage. Diese Antwort erklärt nur, was passiert, wenn Sie künstliche Probenahme einführen, was nicht die Frage ist.
Pipe