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Los Mpx del ojo humano

ojo pixelado Una de las preguntas básicas a la hora elegir una cámara digital, decidir a qué resolución sacar las fotos, o cómo imprimirlas, es la relativa a "cuántos Mpx es capaz de ver el ojo humano".

Pues bien, lo primero aclarar que los Mpx son una unidad abstracta, traducible a unidades de superficie plana, mientras que el ojo "ve" en unidades de ángulo de visión esférico. Para relacionar ambas medidas, necesitamos otra más: la distancia desde el ojo.

Por ejemplo, si a una distancia determinada el mínimo punto que ve el ojo tiene 1cm de ancho, al doble de distancia no distinguirá nada más pequeños que 2cm de ancho, mientras que a la mitad de distancia será capaz de distinguir puntos de sólo 0.5cm.

angular vs. superficie

Una vez dicho esto, supongamos una distancia "normal": 30cm del ojo. Cuando miramos una foto en papel es más o menos la distancia normal, mientras que en un monitor es más común que sean 60cm o más, y en una TV no suele bajar de 200cm (2 metros).

De entrada, podemos ver que en una TV apenas distinguimos puntos 6.66 veces más grandes que en una foto, lo que -teniendo en cuenta que hablamos de alto y ancho- nos dice que veremos 44 veces menos puntos que en una foto. Si en una foto en papel viésemos 44Mpx, en TV no veríamos ni 1Mpx.

Ahora, veamos el ojo.

Dentro del ojo hay unos 100 millones de detectores de luz (100Mpx), pero no están repartidos de forma homogénea; más de 30Mpx están concentrados en la fóvea, sobre un área más o menos circular de unos 15º de diámetro. Pero ni siquiera ahí están repartidos de forma uniforme, y encima estamos hablando de 30Mpx "monocromo". Una foto se toma en 3 colores (rojo, verde y azul), así que el equivalente de la fóvea estaría sobre los 10Mpx.

En el ojo hay otra severa limitación: el nervio óptico, con apenas 1 millón de fibras. Obviamente, no se pueden encajar 100M detectores en 1M fibras, así que la información que se transmite llega "pre-procesada" dentro del ojo. Detección de bordes, contrastes, colores relativos y otros, se realizan en el ojo antes de llegar al nervio (lo que se aprovecha para crear ilusiones ópticas). Al final sólo llegan al cerebro 1M impulsos de cada ojo, aún cuando necesitamos ofrecerle al ojo una mayor cantidad de puntos para que se conviertan en los impulsos correctos.

Para compensarlo, tenemos dos ojos (2M impulsos) y ambos están vibrando constantemente para sacar más detalle de donde no lo hay. En cierta forma el cerebro está constantemente interpolando señales de baja resolución, aprovechando que provienen de sensores con una resolución mucho mayor. Al final, el cerebro es bastante capaz de captar unos 2Mpx por cada posición que mire fijamente.

Pero... y este es el "gran PERO"... ¡rara vez miramos fijamente a un solo punto!

Lo normal es que miremos una zona, luego otra, luego otra más... y así contínuamente, escaneando cada imágen a golpe de unos 2Mpx por cada posición. Defectos de visión borrosa aparte.

Así que, el resultado sería aproximadamente que:

El humano ve unos 2Mpx por cada 15º de diámetro de campo visual.

Traducido a una foto, el límite superior estaría en los 2Mpx en un área de 8x7cm a 30cm de distancia, o lo que es lo mismo:

  • ~6Mpx en una foto de 15x10cm a 30cm de distancia (~500dpi)
  • ~5Mpx en una TV de 17" a 2m de distancia
  • ~4Mpx en un cartel de 2m a 10m de distancia (~40dpi)

Por suerte, para apreciar una foto no necesitamos llegar a esos límites máximos, y nos podemos conformar con 4 o hasta 16 veces menos. Aunque resulte menos realista ;)

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8 comentarios

Comentario from: angel maria [Visitante] Email · http://angelmaria.com/
vaya, que agradable descubrir este blog. Un artículo muy bien explicado, aunque yo sigo pensando que yo veo en VGA a 256 colores :)
22.10.06 @ 15:56
Comentario from: jotape [Visitante] · http://jplopez.net
"Dentro del ojo hay unos 100mil detectores de luz (100Mpx),"

¿No serían 100 millones de detectores, o bien 100 Kpx?

Un saludo.
23.10.06 @ 11:49
Comentario from: Gaona [Visitante] Email · http://gaona.blogspot.com
"100mil detectores de luz (100Mpx)"

100.000 detectores son 0.1 Mpx, ¿no?
23.10.06 @ 11:54
Comentario from: JarFil [Miembro] Email · http://blog.jarfil.net
Ciertamente, son 100 millones. Gracias por las correcciones.
23.10.06 @ 12:13
Comentario from: Andy [Visitante] · http://andreasnaive.blogspot.com/
Creo que fui yo quien originó, en cierto sentido, esta entrada, así que muchas gracias. Está todo muy bien explicado, aunque el cuerpo me sigue pidiendo complementar esta información con los resultados de algún experimento real (para comprobar la variabilidad estadística existente en la población).

Y, desde luego, tú no sufres de procrastinación, muchacho. ;)
26.10.06 @ 13:23
Comentario from: JarFil [Miembro] Email · http://blog.jarfil.net
No, no es procrastinación... bueno, no mucha esta vez. Ya tenía recogidos los datos de otras ocasiones, así que sólo ha sido juntarlos :D

Lo que sí me concederás, es que intento reutilizar las cosas que encuentro, ¿verdad? ;)

El tema de los experimentos reales, tengo como pendiente hacer un "howto", una especie de "experimento paso a paso" para ver los resultados. De entrada, se me ocurre preparar unos patrones para imprimir, y dar unas pautas para que cada uno lo pueda comprobar en su casa.
28.10.06 @ 08:10
Comentario from: Un fósforo [Visitante]
"más de 30Mpx están concentrados en la fóvea, sobre un área más o menos circular de unos 15º de diámetro. Pero ni siquiera ahí están repartidos de forma uniforme, y encima estamos hablando de 30Mpx "monocromo"." No lo he entendido bien, pero la fóvea sólo ve en color (solo tiene conos). De hecho, se puede decir que esa zona es "menos sensible" a la luz (a oscuras con un punto muy tenue de luz, mirándolo de frente puede no verse, pero cuando se mueve el ojo para utilizar la visión periférica se aprecia).
08.07.07 @ 01:03
Comentario from: JarFil [Miembro] Email · http://blog.jarfil.net
Quería decir que la fóvea tiene 30 Millones de "detectores", repartidos de forma no-uniforme entre rojo, verde y azul, lo que hace que esos Mpx teóricos bajen bastante... aunque en realidad no se puede traducir exactamente a Mpx digitales dado que la distribución no es homogénea.

Se podría decir que en según que parte y color hay una resolución u otra.
08.07.07 @ 01:56

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