從理論上來講，人的眼睛像素達(dá)到5億。正常情況人眼睛上的視網(wǎng)膜有幾百萬個(gè)錐形細(xì)胞，這些錐形細(xì)胞可以幫助眼睛感受外部的色彩變化。而且人眼睛里面還含有上億個(gè)棒狀細(xì)胞，這些棒狀細(xì)胞可以用來感受外部的明暗視覺。綜合起來人眼睛相當(dāng)于一臺上億像素的相機(jī)，比最先進(jìn)的相機(jī)還要先進(jìn)。眼睛是心靈的窗口，眼睛也是我們認(rèn)識外部世界的一個(gè)非常重要的工具。

世界上最好的攝像頭是人眼，任何攝像頭再好都沒有辦法復(fù)現(xiàn)出人眼所看到的細(xì)節(jié)。

我們總認(rèn)為拍照記錄美景的手機(jī)像素越高越好，然而無論多高的分辨率，都難以匹敵我們?nèi)庋鬯姷慕k麗多彩。[熊貓]

原來，視覺對人類來說意義非凡，我們的大腦消耗了人體25%的氧氣，其中65%的能量用于處理眼睛傳來的信息，可以說，眼睛對大腦而言是最大的“內(nèi)存占用者”。

這說明了我們的眼睛絕不是攝像機(jī)，而是隱藏著巨大奧秘與潛能的精密器官，它讓我們得以欣賞這個(gè)五光十色的世界，也讓人類在生存競爭中居于優(yōu)勢。

01

世界上最好的攝像頭其實(shí)都比不過人眼

人眼和攝像頭都是令人驚嘆的光學(xué)系統(tǒng)，但兩者之間存在巨大的差異。

人眼的結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，包含角膜、虹膜、晶狀體、視網(wǎng)膜等部分，這些部件相互配合，實(shí)現(xiàn)了精妙的調(diào)焦、聚光和成像功能。

光線進(jìn)入眼內(nèi)后，會(huì)受到折射、聚集，在視網(wǎng)膜上投射出一個(gè)倒立的影像，這種生物光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)焦速度非常驚人，只需0.2秒就能在遠(yuǎn)近兩個(gè)物體間轉(zhuǎn)換視線。

這主要得益于眼內(nèi)肌肉和晶狀體的伸縮變形，與此同時(shí)，大腦也在不斷適應(yīng)圖像的倒立，使我們能有正常的視覺體驗(yàn)。

相比之下，攝像頭的結(jié)構(gòu)就簡單多了，它通常只包含一個(gè)凸透鏡和一個(gè)攝像芯片，光線直接通過透鏡折射，在芯片上成倒立實(shí)像。

這種光學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，但調(diào)焦速度較慢，需要手動(dòng)或電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏡頭運(yùn)動(dòng)完成，數(shù)碼相機(jī)的分辨率靠有效像素?cái)?shù)表示，現(xiàn)在已達(dá)到1億像素量級，但與人眼的1.3億感光細(xì)胞還有一定差距。

此外人眼在色彩、動(dòng)態(tài)范圍等方面的表現(xiàn)也非常出色，能感知微妙的光線變化，自動(dòng)適應(yīng)各種場景。

這主要源自視網(wǎng)膜復(fù)雜的神經(jīng)環(huán)路和大腦的處理能力，數(shù)碼設(shè)備在硬件指標(biāo)上占優(yōu)，但總體成像效果仍難以達(dá)到生物系統(tǒng)的靈敏和適應(yīng)能力。

02

人眼像素計(jì)算的復(fù)雜性

人眼的圖像像素?cái)?shù)量一直存在爭議，羅杰·克拉克根據(jù)理論計(jì)算，認(rèn)為人眼可達(dá)到5.76億像素，但這一結(jié)論過于理想化，沒有考慮到視網(wǎng)膜中心凹的高密度視錐細(xì)胞分布。

事實(shí)上，人眼中心視野清晰，周邊則模糊，從進(jìn)化角度來看，這有利于古人類集中注意力盯緊獵物，

相比之下，視力隨著年齡增長而衰退，兒童和青少年的視力明顯優(yōu)于中老年人，部分動(dòng)物的視力也強(qiáng)過人類。

僅從硬件的光學(xué)結(jié)構(gòu)來看，人眼不如某些動(dòng)物，但是，人類強(qiáng)大的大腦軟件系統(tǒng)，能提升簡單的視覺輸入為復(fù)雜的視覺體驗(yàn)。

人眼的秘密在于軟硬件的配合，而不僅僅是像素?cái)?shù)量，據(jù)科學(xué)家指出，人眼分辨微小角度變化的能力，超過理論分辨率。

根據(jù)研究人眼“拍出”的有效像素?cái)?shù)約為500萬，強(qiáng)過當(dāng)前專業(yè)相機(jī)，軟硬件配合使其成為一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。

進(jìn)一步來說，人眼像素計(jì)算問題之所以復(fù)雜，還在于視力本身就是一個(gè)變化的指標(biāo)，不同人群之間，兒童、青少年與老年人的視力就有顯著差異。

同時(shí)個(gè)體差異也很大，有的人天生視力較好，有的人則不行，這意味著像素?cái)?shù)量也會(huì)隨之變化。

就算同一個(gè)人來說，雙眼視力也存在細(xì)微差異，導(dǎo)致“拍攝”出的圖像左右不對稱，我們大腦后期處理可以彌補(bǔ)這一差異，但原始視覺輸入并不對等，日間和夜間的視力變化也會(huì)影響最終的有效像素。

可以說，人眼像素計(jì)算取決于太多變數(shù)，例如個(gè)體、年齡、時(shí)間、環(huán)境等，很難用一個(gè)絕對數(shù)值來定義，其精妙之處在于動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)與大腦軟件協(xié)同，遠(yuǎn)非任何機(jī)械設(shè)備可比。

所以人眼像素的計(jì)算并不像表面那么簡單，它需要整體考量人眼的進(jìn)化優(yōu)勢、視力分布特征、年齡差異、個(gè)體差異、軟硬件協(xié)同等多方面因素，任何孤立的計(jì)算都會(huì)導(dǎo)致過于理想化，無法反映人眼圖像的復(fù)雜特性。

人眼并非單純的攝像機(jī)，它是一個(gè)精密而復(fù)雜的生物系統(tǒng)，要充分理解其視覺成像能力，我們還需要更多元和全面的視角，而不應(yīng)該僅僅局限在像素這一指標(biāo)上，人眼的智能在于整體協(xié)調(diào)與優(yōu)化，而不是某個(gè)獨(dú)立的硬件參數(shù)。但即使是這么強(qiáng)大的眼睛，仍然有一些缺陷之處。

03

視覺盲點(diǎn)

人眼存在一個(gè)設(shè)計(jì)缺陷——視網(wǎng)膜上存在無感光能力的“盲點(diǎn)”，這個(gè)盲點(diǎn)是因?yàn)橐暰W(wǎng)膜中的感光細(xì)胞和連接大腦的神經(jīng)細(xì)胞順序顛倒造成的。

感光細(xì)胞理應(yīng)在外層，而神經(jīng)細(xì)胞在內(nèi)層，但在人眼中卻相反，需要在兩者間留一個(gè)洞，讓神經(jīng)線穿過。

這個(gè)洞的位置就是盲點(diǎn)，但由于兩眼的盲點(diǎn)不重合，另一只眼可以彌補(bǔ)視覺上的遺漏，正是兩眼協(xié)同，我們獲得了連貫的視野。

嬰兒出生時(shí)，兩眼協(xié)調(diào)能力很差，需要時(shí)間適應(yīng)，在不斷移動(dòng)雙眼的過程中，大腦逐步建立起對三維空間的感知。

這種適應(yīng)力是我們進(jìn)化的奇跡，嬰兒需要經(jīng)過一個(gè)學(xué)習(xí)過程，不斷移動(dòng)眼球，大腦整合不同視角的圖像，逐漸建立起空間感知能力，這對判斷距離和空間至關(guān)重要。

相比之下，捕食動(dòng)物的兩眼前置，有更好的立體視覺來判斷距離、捕獵，例如豹子追逐獵物時(shí)，兩眼不同視角幫助它準(zhǔn)確鎖定目標(biāo)，判斷距離，進(jìn)行捕食。

而食草動(dòng)物兩眼側(cè)置，立體視覺有限，但也保留了一定深度感知能力，雖然不如捕食動(dòng)物精確，但食草動(dòng)物的大腦也可以整合兩眼圖像，對空間距離有基本的感知。

我們眼睛成像能力十分驚人，但并不等同于拍攝3D圖像，眼睛獲取的畫面仍是2D的，立體視覺的產(chǎn)生是憑借兩眼略差圖像，以及大腦的處理合成。

雙眼之間存在微小差異，大腦根據(jù)這種差異計(jì)算出深度信息，這種立體視覺對近距離最為敏感，超過一定距離后，大腦會(huì)使用圖像相對大小等線索來判斷深度。

盡管存在缺陷，我們的視覺系統(tǒng)經(jīng)過長期演化，通過大腦處理和兩眼配合，獲得了對這個(gè)世界深刻而精細(xì)的感知能力。

兩只眼睛的協(xié)同，成就了我們豐富多彩的視覺世界，我們必須看到，這種協(xié)同并非與生俱來，而是需要時(shí)間適應(yīng)，這種適應(yīng)力體現(xiàn)了人類大腦驚人的可塑性，正.是這樣的可塑性，讓缺陷中的眼睛也發(fā)揮出巨大威力，打開了人類認(rèn)知世界的大門。