Wer braucht schon 8K? Die Grenzen der visuellen Wahrnehmung.

  • Eine Frage, die schon öfter diskutiert wurde, ist wie fein ein Bild in Pixeln aufgelöst sein sollte damit es für unsere Wahrnehmung alle Details abbildet.

    Oder etwas einfacher ausgedrückt, welche Auflösung braucht man für ein bestimmtes Verhältnis von Sitzabstand zu Leinwandbreite.


    Typischerweise wird dies in Diagrammen wie diesem dargestellt:



    Die "Full Benefit of 4K" Linie liegt bei einem Verhältnis Sehabstand zu Leinwandbreite von ca. 0,88.

    Der Bereich "Benefits of 8K become noticeable" ist im Diagramm zwar nicht eingezeichnet, würde aber logischerweise darunter liegen.

    Da ich einen Sehabstand von 360 cm zur 385 cm breiten Leinwand habe (= 0,935) befinde ich mich also noch etwas über der "Full Benefit of 4K" Linie und deutlich oberhalb des Bereichs "Benefits of 8K become noticeable".


    Doch halt - das gilt für Personen mit einem Visus von 1!


    Von Sehtests, die ich bei meinem Arbeitgeber gemacht habe, wußte ich, dass mein Visus höher als 1 ist, jedoch nicht wie hoch mein Visus tatsächlich ist.

    Dazu hatte ich bei den Sehtests immer das Gefühl, dass ich mich mit den Landolt Kreisen eher schwer tue.

    Aus meinen Experimenten hatte ich dazu den Eindruck gewonnen, dass ich die höchste Sehschärfe beim Erkennen von Linien habe.

    Und v.a. kann ich die Landolt Kreise nicht gut erkennen, wenn sich viele davon nebeneinander befinden wie auf den typischen Sehtest Postern.



    Von daher hatte ich mich schon des öfteren gefragt, was für mich tatsächlich die Grenze meiner visuellen Wahrnehmung ist - u.U. auch in Abhängigkeit der verwendeten Geometrien.


    Erfreulicherweise habe ich einen Test gefunden, der diese verschiedenen Aspekte sehr gut abdeckt.


    https://michaelbach.de/fract/download.html


    Ihr braucht dazu einen Monitor, den Ihr in einer Entfernung von einigen Metern aufstellen könnt.

    Und Ihr müsst unbedingt vor Beginn des Tests unter Settings die Breite der 700 Pixel Linie und den Sehabstand eintragen.

    Ich habe den Test mit einem 24'' Monitor mit FHD Auflösung und Seh-Abständen von 3 und 4 Metern durchgeführt.


    Meine Ergebnisse:

    (teilweise habe ich die Tests wiederholt um zu prüfen ob sich das Ergebnis bestätigt, das passte tatsächlich sehr gut)


    Test // 3 Meter // 4 Meter

    Landolt "C" // 1,90 // 1,90

    Snellen "E" // 1,94 // 2,00

    Letters // ---- // 1,88

    Vernier Threshold [arcsec] // 2,1 // 1,8


    Ich sehe also tatsächlich besser als ich dachte, mein Visus liegt bei gut 1,9.

    Das finde ich natürlich sehr erfreulich!

    :)


    Lt. wikipedia beträgt "das typische Winkelauflösungsvermögen des menschlichen Auges 1 Winkelminute entsprechend einem Visus von 1."

    Auf eine Entfernung von 1 Meter entspricht das einem Maß von 0,29 mm.

    Mit einem Visus von gut 1,9 ergibt sich entsprechend 0,15 mm auf eine Entfernung von 1 Meter.

    Für meine Heimkinoinstallation bedeutet das, dass ich auf eine Entfernung von 3,6 Meter Details ab 0,54 mm wahrnehmen kann, das entspricht für die Leinwandbreite von 385 cm einer horizontalen Auflösung von 7130 Pixeln.


    Ich war bisher der Meinung, dass mit 4K das Optimum erreicht ist und eine weitere Erhöhung der Auflösung auf 8K unnötig ist.

    Da habe ich mich geirrt.

    Mit meinem Visus schöpfe ich erst mit 8K das volle Potenzial meines Sehvermögens aus.

    (Dass aktuell noch keine 8K Quellen verfügbar sind ist ein anderer Punkt.)


    Spannend ist übrigens auch der Vernier Threshold, der zeigt, dass wir deutlich feinere Abweichungen als gemäß der regulären Sehschärfe erkennen können.

    Siehe dazu auch https://en.wikipedia.org/wiki/Vernier_acuity und https://michaelbach.de/ot/lum-hyperacuity/

    "Vernier acuity is also called hyperacuity, because its resolution is 5 - 10 × higher than that of visual acuity."

    So wie ich es verstehe geht es bei dem Vernier Test weniger um das tatsächliche Sehvermögen sondern um die Verarbeitung der Sehreize, also sozusagen das nachgeschaltete "Prozessing".


    Mit meinem Visus erreicht meine Sehschärfe ein Auflösungsvermögen von ca. 31 Winkelsekunden.

    Der Vernier Threshold von ca. 2 Winkelsekunden ist 15 mal kleiner, also doppelt so hoch wie der typische Faktor von 5 bis 10.

    Erstaunlicherweise habe ich einen "Vernier-Visus" von fast 4 (wozu auch immer das gut sein mag).


    Übrigens noch ein Hinweis zum Vernier Tests.

    Es empfiehlt sich im Moment der Bestätigung links / rechts nicht auf den Bildschirm zu blicken weil man ansonsten die Verschiebung der Linie erkennt und der Test damit erleichtert wird.

    Ich habe bei meinem Test also immer in diesem Moment weggeschaut um das Ergebnis nicht zu verfälschen.

  • Für meine Heimkinoinstallation bedeutet das, dass ich auf eine Entfernung von 3,6 Meter Details ab 0,54 mm wahrnehmen kann, das entspricht für die Leinwandbreite von 385 cm einer horizontalen Auflösung von 7130 Pixeln.

    Du müsstest also bei 4K die Pixel sehen können, in Deinem Kino. ist das so? ich sehe sie bei mir @2160p auch mit Brille nicht, wenn ich auf Full-HD umstelle, werden sie aber sichtbar.

  • Hallo.


    Super Sache!

    Und ja mir geht es ähnlich was das angeht. Hatte zwar/deshalb eine Augen OP aber aktuell sehe ich (noch/wieder) wirklich super scharf.

    Kann z.B. Schriften lesen wo andere schon mal deutlich weiter ran gehen müssen.


    Daher "nervt" mich auch schnell mal ein Pixelraster, oder auch die Struktur der Leinwand.

    Im Kino darf ich auch (je nach Saal freilich) nicht vor der Mitte sitzen, sonst sehe ich die Löcher, Pixel schon vorher.


    Auch kann für mich die Smartphone Auflösung kaum hoch genug sein. Wenn ich das hochrechne auf ein 3m breites Bild, dann reicht 8k noch lange nicht...

    Aber auf Entfernung sieht es ja noch mal anders aus als auf ein ein paar cm.


    Jedenfalls gut dass du damit die Wichtigkeit des individuellen Sehvermögens herausstellst.


    mfg

  • Du müsstest also bei 4K die Pixel sehen können

    Da ich keinen 4K Projektor habe kann ich das derzeit nicht überprüfen.

    Ich bin mir auch nicht sicher, ob ich die Pixel einzeln erkennen würde, offen gesagt bezweifle ich das sogar.

    Anhand der Ergebnisse vermute ich jedoch, dass ich einen etwas anderen Bildeindruck hätte, wenn ich mit einem 8K Projektor ein entsprechend detailreiches Bild in Auflösung 4K und 8K sehen würde.

  • Da ich keinen 4K Projektor habe kann ich das derzeit nicht überprüfen.

    Ich bin mir auch nicht sicher, ob ich die Pixel einzeln erkennen würde, offen gesagt bezweifle ich das sogar.

    Anhand der Ergebnisse vermute ich jedoch, dass ich einen etwas anderen Bildeindruck hätte, wenn ich mit einem 8K Projektor ein entsprechend detailreiches Bild in Auflösung 4K und 8K sehen würde.

    Noch eine Ergänzung:

    Analog ist es für mich bei mikroperforierten Folien.

    Bis zu einer gewissen Entfernung kann ich die Löcher sehen.

    Bei einer etwas größeren Entfernung sehe ich zwar keine Löcher mehr aber ich nehme eine Art Unruhe oder Rauschen im Bild wahr.

    Erst in nochmal größerem Abstand erscheint das Bild für mich dann so homogen wie bei einer nicht perforierten Folie.


    Es gibt also einen Übergangsbereich, in dem zwar keine einzelnen Details (wie z.B. Pixel) erkennbar sind, aber das Bild noch nicht 100% homogen wirkt.

  • Du müsstest also bei 4K die Pixel sehen können, in Deinem Kino. ist das so? ich sehe sie bei mir @2160p auch mit Brille nicht,

    Die Frage ist was heißt "die Pixel sehen können" genau?

    Wenn Du mal das beliebte "schwarz mit einem weißen Pixel" Testbild auflegst, dann bin ich mir ziemlich sicher dass Du den weißen Pixel sehen wirst. Und umgekehrt ist ein toter Pixel (schwarz) in einem 4K-Bild deutlich sichtbar.

    Bei mir mit 0.9 Sitzabstand.

    Wären die Pixel aber eher in einem mittleren grau, dann wäre die Sache sicherlich schon wieder nicht so klar.

  • Da ich keinen 4K Projektor habe kann ich das derzeit nicht überprüfen.

    Hast Du nicht einen X7000? Ob der die Pixel nun herbei wobbelt oder ob die nativ sind, sielt für die Frage doch kein Rolle. Eine Pixelstruktur ist auf jeden Fall vorhanden, die von meinem X7500 kann ih sehen, wenn ich nah genug ran gehe.


    Und klar gibt es da fließende Übergänge. Für mich wird's halt auf jeden Fall ein no-go, wenn ich die Pixel zählen kann.

  • Hast Du nicht einen X7000?

    Ja.


    Ob der die Pixel nun herbei wobbelt oder ob die nativ sind, sielt für die Frage doch kein Rolle.

    Da bin ich mir nicht so sicher.


    Aber, ich habe einen Versuch mit einem Laptop gemacht.

    Ich habe es in einer solchen Entfernung aufgestellt, dass die relative Abbildungsgröße einer 8K Auflösung in meinem Kinoraum entspricht.



    Das Testbild hat im Original eine Auflösung von 1920 x 1080 Pixeln.

    Aus der umgerechneten 8K Entfernung kann ich das 1x1 Schachbrett (= 8K) nicht mehr auflösen.

    Das 4x4 Schachbrett (= FHD) kann ich klar auflösen.

    Das 2x2 Schachbrett (= UHD) ist grenzwertig.

  • Da bin ich mir nicht so sicher.

    Ich kann bei mir wie gesagt klar die Pixelstruktur erkennen. ich habe jetzt nicht nachgezählt, aber ich gehe davon aus, dass es tatsächlich 3840 Pixel nebeneinander sind. Leinwandbreite/Pixelanzahl solte hier nix anderes ergeben, wie bei einem nativen 4K Gerät, oder?


    Das 4x4 Schachbrett (= FHD) kann ich klar auflösen.

    Das 2x2 Schachbrett (= UHD) ist grenzwertig.

    Das hätte ich aufgrund meiner Erfahrung hier (ich muss schon ziemlich nah rangehen, um Pixelstrukturen zu sehen) auch so vermutet.


    Ich bin da froh, denn 8K braucht wieder den vierfachen Speicherplatz und deutlich mehr Rechenleistung, vor allem, wenn es um Post-Processing a la Tonemapping geht.

  • Interessantes Thema..


    Zitat

    von ARIES: ...dass ich auf eine Entfernung von 3,6 Meter Details ab 0,54 mm wahrnehmen kann,

    Will heissen, dass du bei zwei 0,54mm dicken Strichen, die ebensoweit auseinanderliegen, Striche und Lücke aus dreieinhalb Metern Entfernung klar erkennst?

    Heimatland..:shock:

  • Inwieweit siehts du diesen Selbsttest denn als 'proof' an?

    Ich meine das ganz ehrlich nicht ketzerisch, gar als Kritik, fürchte aber, dass es bei solchen Tests ähnlichen bias gibt, wie bei IQ-Tests aus/im Netz.


    Bieten Augenärzte sowas nicht vllt. in 'amtlicher' Ausführung und 'normiert/standardisiert' an?

    --falls man's denn wirklich genau wissen möchte..

  • Inwieweit siehts du diesen Selbsttest denn als 'proof' an?

    Ich meine das ganz ehrlich nicht ketzerisch, gar als Kritik, fürchte aber, dass es bei solchen Tests ähnlichen bias gibt, wie bei IQ-Tests aus/im Netz.

    Zum Autor des Tests:

    Prof. (emerit) Dr. rer. nat. Michael Bach

    Scientist at Visual Function, Eye Center,

    Medical Center, Freiburg University


    Ich gehe mal davon aus, dass der Test seriös gemacht ist.

    In der Dokumentation ist dazu einiges erläutert, z.B. auch wie Zufallseingaben berücksichtigt werden.


    Man kann übrigens nicht so einfach mogeln.

    Du siehst z.B. ein winziges "E" und musst angeben in welche Richtung die drei Striche zeigen.

    Jede Eingabe, egal ob richtig oder falsch, wird dabei berücksichtigt.


    Ich habe einige der Tests auch wiederholt und dabei wieder nahezu die gleichen Ergebnisse erzielt.

  • Du müsstest also bei 4K die Pixel sehen können, in Deinem Kino. ist das so?

    Da ich mich gerade bißerl intensiver mit der Schärfe und Auflösung mit meinem neuen N5 auseinandersetze:
    Ja, einzelne UHD Pixel sind bei 0,85 Bildabstand gut zu sehen, Visus bei etwas über 1:
    Das bekannte QFB Testbild hat I- und Satzpunkte.

    Beim Monitor, umgerechnet auf 0,85 Bildabstand sind diese Pixel sehr gut zu sehen, selbst das 1x1px Schachbrett sehe ich.


    Beim Beamerbild auf einer gelochten Folie sind die einzelnen Pixel, I-Punkte kaum zu sehen. Das 1x1px Schachbrett wird sowieso nicht sauber dargestellt.


    Und hier ist die Krux an steigenden Auflösungen:
    Es ist gar nicht so trivial natives 4K dar zu stellen, vor allem auf auf Akustik Leinwänden.

    Das Gewebetuch hat schon beim X7900 sichtbar Schärfe gekostet, gegenüber der Folien-Leinwand.

    Und trotzdem kostet die Folienleinwand Schärfe durch die Struktur und Lochung gegenüber einer glatten Oberfläche, z.B. einem Blatt Fotodruckpapier.

    Dazu das Überstrahlen einzelner Pixel (Mikrokontrast) und optische Schärfe ist die Darstellung von nativen 4K schon eine Herausforderung.


    Ich wollte eigentlich das Thema hier aufarbeiten:

    ich schätze dass Geräte aus dem Pro Bereich mit "nur" FHD oder Wobbel-4K Auflösung, dafür besserem Mikrokontrast ,höherer optischen Schärfe und mehr Helligkeit (was auch zur subjektiven Schärfewahrnehmung beiträgt) subjektiv kaum nachstehen.

    Ich wurde aber hier abgewürgt, deshalb die Diskussionen auf einem anderen Kanal.


    Bei 8K verdoppeln sich all diese Effekte nochmal.

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