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众所周知,人类在大自然竞争中胜出很大一部分原因要归功于大脑 , 我们的大脑大约只占身体重量的2.5%左右,但它却消耗了人体25%左右的氧气,这意味着大脑是我们人体“能耗”最高的器官 。
然而,让人感到意外的是,我们大脑大约65%的脑力是用于处理眼睛收集的信息,如果把大脑比作人体的CPU,那么我们的眼睛就占用了它65%的内存 。
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之所以眼睛这么占内存,其实原因也就像一些电脑软件一样——功能越强大越占用内存 。
那么,我们的眼睛到底有多强大呢?
关于眼睛的奇怪事实
毫不夸张地说,人类的眼睛是人体第二强大的器官——仅次于大脑,其中一部分体现在眼睛的发育上,从我们出生那一刻起,眼球的大小就已经发育结束了 。
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图源:che
为了配合强大的眼睛工作,人体中最强大的肌肉就是那些移动眼球的肌肉 , 这些肌肉的控制能力几乎是其他肌肉的100倍 。
我们平时经常会说眼睛累了需要休息,事实上,我们的眼睛从来没有休息过,无论白天还是晚上,它都在不停地工作,需要休息的只是肌肉 。
关于眼睛的“硬件事实”还有很多 , 但是相较于它的功能,这些硬件就显得不值一提了!
眼睛的主要功能就是成像,它以图像的形式把周围的信息传入大脑,然后经过大脑的分析 , 并调动身体其它部分作出反应 。
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图注:凸透镜成像原理
眼睛如何成像的?
眼睛的成像原理有点像凸透镜成像,只是它不是简单的一面凸透镜,而是一个非常复杂的系统 。
当光线进入眼睛后,会经过角膜、晶状体等一系列眼部结构的折射和调节,最终在视网膜上形成图像 。
这种由实际光线汇集形成的图像被称为实像 , 它有一个最重要的特点就是图像是倒立的,所以我们眼睛实际上给我们大脑输入的是倒立的世界 。
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之所以我们不认为自己活在一个倒立的世界上,原因就在于我们的大脑适应了这种倒立 。事实上如果我们把头倒过来看世界的话,要不了几周时间,我们的大脑也可以适应“倒着看世界” 。
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图注:凸透镜的成像规律
凸透镜成像的另一大应用是照相机,所以人们经常拿眼睛和相机做对比 。
虽然两者基本没有可比性 , 但是为了体现眼睛的强大,我们可以简单做个像素上的对比(可能并不公平) 。
一张数码图像的分辨率(Resolution-数码图像分辨率)经常会用像素数量来表示,比如现在的一些手机可以拍出分辨率为12032*9024的图像 , 那么这张图片就超过1亿像素(乘积),这意味着手机摄像头就是1亿像素了 。
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那么人的眼睛可以“拍出”多少像素图像呢?
据科学家兼摄影师——罗杰·克拉克(Roger Clark)博士的说法,人眼的数码图像分辨率为5.76亿像素[1] 。
他的算法其实很简单 , 根据人类的视力,在光线良好的情况下我们的眼睛可以区分0.6角分的间隔 , 所以他给出了0.3角分(垂直方向0.3,水平方向也0.3)的等效像素 。
然后,人的每只眼睛水平视野角度都在120°到180°之间,而垂直视野角度在60°左右,这意味着我们两只眼睛一起最少可以拍出分辨率为120 * 120 * 60 * 60的照片 。
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像素大小可以任意定义,源:小7的背包
而上面我们已经得到每个像素是0.3角分,所以两只眼睛“拍出”的图像像素数量就是120 * 120 * 60 * 60 / (0.3 * 0.3),它的答案是5.76亿
我们平时经常可以看到人眼达到5.76亿像素的说法 , 就是出自这位科学家的这个数据,但这个答案其实是有许多误导性的 。
由于进化的局限性,我们的眼睛虽然看得很广,但其实它只能注意到中心部分的细节 , 而周围的细节其实只对运动物体有效 。
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