De acordo com pesquisadores da Universidade de Cambridge e do Meta Reality Labs, o olho humano tem um limite de resolução: em outras palavras, há um limite para o número de pixels que o olho consegue ver. Acima desse limite, uma tela fornece aos nossos olhos mais informações do que eles conseguem detectar.

Para calcular o limite de resolução, os pesquisadores conduziram um estudo que mediu a capacidade dos participantes de detectar características específicas em imagens coloridas e em tons de cinza em uma tela, seja olhando as imagens diretamente ou através da visão periférica, e quando a tela estava próxima ou distante deles.

O limite exato de resolução depende de uma série de variáveis, incluindo o tamanho da tela, a escuridão do ambiente e a distância entre o espectador e a tela. No entanto, para uma sala de estar de tamanho médio no Reino Unido, com 2,5 metros entre a TV e o sofá, uma TV 4K ou 8K de 44 polegadas não ofereceria nenhum benefício adicional em relação a uma TV Quad HD (QHD) de resolução inferior do mesmo tamanho.

Os pesquisadores também desenvolveram uma calculadora online gratuita onde os usuários podem inserir o tamanho do seu cômodo, as dimensões e a resolução da sua TV para determinar a tela mais adequada para sua casa. Os resultados foram publicados na revista Nature Communications .

Qualquer consumidor que compra uma nova TV é bombardeado com informações técnicas dos fabricantes, todas tentando convencê-los de que a resolução de suas telas - seja Full HD, 4K ou 8K - oferece a melhor experiência de visualização.

E a resolução da tela é considerada igualmente importante para muitas outras telas que usamos, em nossos celulares ou computadores, seja para tirar fotos, assistir a filmes ou jogar videogames, incluindo jogos em realidade virtual ou aumentada. Até mesmo os fabricantes de automóveis estão oferecendo resoluções cada vez mais altas para telas de informações e telas de navegação por satélite.

“À medida que grandes esforços de engenharia são direcionados para melhorar a resolução de telas de dispositivos móveis, RA e RV, é importante saber qual é a resolução máxima na qual melhorias adicionais não trazem benefícios perceptíveis”, disse a primeira autora, Dra. Maliha Ashraf, do Departamento de Ciência da Computação e Tecnologia de Cambridge. “Mas não há estudos que realmente meçam o que o olho humano consegue ver e quais são as limitações de sua percepção.”

"Se você tem mais pixels em sua tela, ela é menos eficiente, custa mais e requer mais poder de processamento para funcionar", disse o coautor Professor Rafa Mantiuk, também do Departamento de Ciência da Computação e Tecnologia de Cambridge. "Então, queríamos saber em que ponto não faz mais sentido melhorar ainda mais a resolução da tela."

Os pesquisadores criaram uma configuração experimental com um display deslizante que lhes permitiu medir exatamente o que o olho humano consegue ver ao observar padrões em uma tela. Em vez de medir as especificações de uma tela específica, eles mediram pixels por grau (PPD): uma medida de quantos pixels individuais cabem em uma fatia de um grau do seu campo de visão. Medir o PPD ajuda a responder a uma pergunta mais útil do que "qual é a resolução desta tela?". Em vez disso, responde à pergunta "como esta tela parece vista de onde estou sentado?".

O padrão de visão 20/20 amplamente aceito, baseado na tabela de Snellen, que será familiar a qualquer pessoa que já tenha feito um exame de vista, sugere que o olho humano pode resolver detalhes a 60 pixels por grau.

“Essa medida foi amplamente aceita, mas ninguém realmente se sentou e a mediu para exibições modernas, em vez de um quadro de letras de parede que foi desenvolvido pela primeira vez no século XIX”, disse Ashraf.

Os participantes do estudo observaram padrões com gradações muito finas, em tons de cinza e em cores, e foram questionados se conseguiam ver as linhas na imagem. A tela foi movida para perto e para longe do observador para medir a DPP em diferentes distâncias. A DPP também foi medida para a visão central e periférica.  

Os pesquisadores descobriram que o limite de resolução do olho é maior do que se acreditava anteriormente, mas que existem diferenças importantes nos limites de resolução entre imagens coloridas e em preto e branco. Para imagens em tons de cinza vistas diretamente, a média foi de 94 PPD. Para padrões vermelho e verde, o número foi de 89 PPD, e para amarelo e violeta, foi de 53 PPD.

“Nosso cérebro não tem a capacidade de perceber detalhes em cores muito bem, e é por isso que observamos uma grande queda na percepção de imagens coloridas, especialmente quando visualizadas com a visão periférica”, disse Mantiuk. “Nossos olhos são essencialmente sensores que não são tão bons assim, mas nosso cérebro processa esses dados e os transforma no que ele acha que deveríamos estar vendo.”

Os pesquisadores modelaram seus resultados para calcular como o limite de resolução varia na população, o que ajudará os fabricantes a tomar decisões relevantes para a maioria da população: por exemplo, projetar uma tela que tenha resolução de retina para 95% das pessoas em vez de um observador médio.

Com base nessa modelagem, os pesquisadores desenvolveram sua calculadora on-line, que permite que as pessoas testem suas próprias telas ou ajudem a informar futuras decisões de compra.

“Nossos resultados definem o norte para o desenvolvimento de displays, com implicações para futuras tecnologias de geração de imagens, renderização e codificação de vídeo”, disse o coautor Dr. Alex Chapiro, do Meta Reality Labs.