Ultra-HD, 4K of zelfs 8K, wie een nieuwe tv zoekt, gaat het al snel duizelen. En heb je al die technische snufjes nu echt nodig? Cambridge-onderzoekers keken of we überhaupt wel zulke subtiele verschillen in beeldkwaliteit kunnen waarnemen.
Volgens de Britse wetenschappers heeft het menselijk oog een resolutiegrens. Het aantal pixels dat onze ogen kunnen waarnemen is met andere woorden beperkt. Dan kun je nog veel meer pixels in je tv stoppen, maar daar heb je helemaal niks aan.
Een experimentje
De vraag is natuurlijk waar die grens ligt. Om daar achter te komen bouwden de onderzoekers een experimentele opstelling met een beweegbaar scherm, waarmee ze precies konden bepalen wat het menselijk oog daadwerkelijk waarneemt. In plaats van de specificaties van één tv te meten, keken ze naar het aantal pixels per graad (PPD), oftewel de hoeveelheid pixels die in één graad van het gezichtsveld past. Die meting is veel relevanter. Het gaat niet om: hoe hoog is de resolutie van dit scherm? Maar: hoe scherp lijkt dit scherm vanaf mijn zitplek?
Volgens de standaard van perfect zicht, gebaseerd op de bekende Snellen-kaart, kan het menselijk oog details onderscheiden tot ongeveer 60 pixels per graad. “Die waarde wordt algemeen geaccepteerd, maar niemand had dat ooit echt nauwkeurig gemeten voor moderne beeldschermen, alleen voor de letterkaarten die in de 19de eeuw werden ontwikkeld”, aldus dr. Maliha Ashraf van de afdeling computerwetenschappen van Cambridge.
Tijdens het experiment bekeken deelnemers fijne patronen in grijs- en kleurtinten en gaven ze aan of ze de lijnen konden onderscheiden. De onderzoekers varieerden de afstand tot het scherm en maten de PPD voor zowel centraal als perifeer zicht.
Niet goed in kleur
De resultaten toonden aan dat het menselijk oog een hogere resolutie aankan dan eerder gedacht, maar dat er grote verschillen bestaan tussen zwart-wit en kleur. Bij grijstinten zagen mensen gemiddeld 94 PPD, bij rood-groene patronen 89 PPD en bij geel-violet slechts 53 PPD.
“Onze hersenen zijn eigenlijk niet erg goed in het waarnemen van details in kleur”, zegt professor Rafał Mantiuk. “Daarom zagen we een sterke afname in scherpte bij kleurenbeelden, vooral in het perifere zicht. Onze ogen zijn sensoren met een beperkte capaciteit. Het brein vult de gaten op met wat het dénkt dat we zouden moeten zien.”
De exacte resolutiegrens hangt af van meerdere factoren, zoals de schermgrootte, de lichtomstandigheden in de kamer en de afstand tussen kijker en beeldscherm. Toch geldt voor een gemiddelde woonkamer – met zo’n 2,5 meter tussen bank en tv – dat een 44-inch 4K- of 8K-televisie geen zichtbaar voordeel biedt ten opzichte van een Quad HD-scherm (QHD) van dezelfde grootte. Met andere woorden: je kunt jezelf een dure tv besparen, de extra scherpte neem je niet waar.
Bereken wat voor tv je nodig hebt
Om het makkelijker te maken hebben de onderzoekers een onlinerekenhulp gemaakt. Daarin kun je de afmetingen van je kamer en tv invoeren en zo berekenen welke resolutie in jouw situatie het beste is. “Omdat er momenteel enorme technologische inspanningen worden geleverd om de resolutie van schermen te verbeteren, is het belangrijk om te weten wanneer verdere verbeteringen geen merkbaar voordeel meer opleveren”, reageert Ashraf. “Tot nu toe zijn er echter nauwelijks studies die werkelijk meten wat het menselijk oog kan zien en waar de grenzen van dat vermogen liggen.”
“Hoe meer pixels een scherm heeft, hoe minder efficiënt het wordt: het kost meer, en het vergt meer rekenkracht”, vult Mantiuk aan. “Wij wilden weten op welk punt het simpelweg geen zin meer heeft om de resolutie nog verder te verhogen.”
De onderzoekers gebruikten hun gegevens om te modelleren hoe de resolutiegrens per persoon varieert, zodat fabrikanten schermen kunnen ontwerpen die optimaal zijn voor de meerderheid van de bevolking. Op basis van die modellen ontwikkelden ze hun onlinecalculator, waarmee consumenten hun eigen schermen kunnen testen of zich kunnen laten adviseren bij een volgende aankoop. “Onze resultaten vormen een soort poolster voor toekomstige schermtechnologie”, zegt dr. Alex Chapiro van Meta Reality Labs. “Ze geven richting aan de verdere ontwikkeling van beeldschermen en videocompressie.”
Luister ook naar de Scientias Podcast: