นักวิจัยจากอังกฤษชี้ ทีวี 8K กับ 4K ในห้องนั่งเล่นไม่ได้ทำให้ภาพในสายตาคนดูชัดขึ้นแต่อย่างใด

ดร.มาลิฮา อัชราฟ นักวิจัยจากภาควิชาเทคโนโลยีและวิทยาการคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (University of Cambridge) ในอังกฤษ และทีมวิจัยจากบริษัทเมตา (Meta) ผู้ให้บริการเฟซบุ๊ก (Facebook) เผยผลการวิจัยที่ระบุว่า ทีวี 8K กับ 4K ในห้องนั่งเล่นที่ดูภาพห่างจากจอ 2.5 เมตร เท่ากัน ไม่ได้ทำให้ภาพในสายตาคนดูรู้สึกได้ว่าชัดขึ้นอย่างมีนัยสำคัญแต่อย่างใด

นิยามความคมชัดภาพในสายตามนุษย์

ความคมชัดของภาพ (Sharpness) ที่มนุษย์มองเห็นได้ในปัจจุบัน หรือความสามารถในการมองเห็น (vision acuity) นิยมเรียกเป็นมาตรฐานที่เรียกว่า 20/20 Vision หรือการมองเห็นแบบ 20/20 

ซึ่งมาจากนิยามการวัด vision acuity ที่ระยะ 20 ฟุต ซึ่งในบางกรณี บางคนจะมีระดับความสามารถในการมองเห็นแบบ 20/100 หรือการเห็นภาพชัดที่ระยะ 20 ฟุต จึงจะเทียบเท่าคนทั่วไปที่เห็นภาพชัดในระยะ 100 ฟุต

ทั้งนี้ มาตรฐาน 20/20 ถูกนำมาใช้เป็นมาตรฐานการแยกแยะภาพที่ 60 พิกเซลต่อองศา (Pixel Per Degree: PPD) ในอุตสาหกรรมหน้าจอและการแสดงผล แต่ทีมนักวิจัยจากเคมบริดจ์และเมตา มองว่ามาตรฐานดังกล่าวประเมินความสามารถในการมองเห็นของผู้คนต่ำกว่าความเป็นจริง เป็นเหตุผลให้ทีมวิจัยออกแบบการทดลองเพื่อวัดโดยตรงว่าผู้คนสามารถแยกแยะพิกเซลได้จริงกี่พิกเซล

การทดลองหาความคมชัดภาพในสายตามนุษย์ที่แท้จริง

การทดลองจะให้ผู้ร่วมการทดลอง 18 คน มองภาพเส้นตรงแนวตั้งขนาด 1 พิกเซล เป็นคู่สีจำนวน 3 ชุด ได้แก่ ดำ/ขาว, แดง/เขียว, หรือเหลือง/ม่วง และเปรียบเทียบกับภาพสีเทาล้วน ซึ่งแสดงผลบนจอ 4K ขนาด 27 นิ้ว ติดตั้งบนโครงเคลื่อนที่ที่สามารถเลื่อนเข้าหาหรือออก เพื่อดูว่า ความละเอียดภาพ และระยะห่างจากภาพเทียบกับผู้สังเกต ส่งผลต่อความคมชัดในการมองภาพของมนุษย์อย่างไร

ผลการทดลองพบว่า ทุก ๆ ระยะความห่างภาพ (Viewing distance) เมื่อเส้นมีความละเอียดเกินไป หรือความละเอียดหน้าจอสูงเกินไป ผู้เข้ารับการทดลองจะระบุว่าลวดลายนั้นดูไม่ต่างจากภาพสีเทาธรรมดา

และเมื่อทดสอบเปรียบเทียบด้วยการให้ผู้เข้าร่วมการทดลอง 12 คน ดูข้อความสีขาวบนพื้นหลังสีดำและข้อความสีดำบนพื้นหลังสีขาว ในระยะทางที่ต่างกัน เพื่อเทียบความคมชัดกับระยะอ้างอิงที่ผู้เข้าร่วมทดลองระบุ ก็พบว่า ผู้เข้าร่วมการทดลอง ไม่สามารถเห็นความแตกต่างของความคมชัดภาพข้อความในลักษณะเดียวกันกับการทดลองให้ดูภาพเส้นแนวตั้ง

ภาพชุดอุปกรณ์ทดลอง (ซ้าย) และภาพที่ปรากฎบนหน้าจอ (แถวขวา) ภาพ: Nature

ผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลอง

จากการทดลองทั้งหมด พบว่า มนุษย์สามารถแยกรายละเอียดที่ 94 PPD สำหรับภาพโทนสีเทา สำหรับลวดลายสีแดงและสีเขียวอยู่ที่ 89 PPD และสำหรับลวดลายสีเหลืองและสีม่วงอยู่ที่ 53 PPD เมื่อมองในแนวตรง

การทดลองทั้งหมดยังช่วยให้นักวิจัยสามารถเข้าใจขอบเขตความคมชัดที่ระยะห่างต่าง ๆ ได้ดีมากขึ้น หรือโดยพื้นฐานแล้ว ที่ระยะห่างต่างกัน ความคมชัดภาพที่สายตามนุษย์รับรู้ได้จะต่างกัน 

ยกตัวอย่างเช่น ทีวี 4K ขนาด 44 นิ้ว รับชมจากระยะประมาณ 2.5 เมตร (หรือทีวีในห้องนั่งเล่นโดยทั่วไป) จะให้ประสบการณ์รับชมที่ละเอียดเกินกว่าตามนุษย์รับรู้ได้ ดังนั้น การอัปเกรดเป็นรุ่น 8K ที่มีขนาดเท่ากันจะไม่ทำให้ภาพดูคมชัดขึ้นแต่อย่างใด 

ประโยชน์จากการทดลอง

ข้อมูลดังกล่าวมีประโยชน์อย่างมาต่อวงการอุตสาหกรรมที่ใช้หน้าจอ รวมถึงเมตา (Meta) ที่กำลังผลักดันการพัฒนาแว่นตา VR/XR ซึ่งต้องมีหน้าจอขนาดเล็กความละเอียดสูงสำหรับแสดงผลให้ดวงตามนุษย์ในระยะใกล้ด้วยเช่นกัน

ทั้งนี้ งานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการเนเชอร์ (Nature) ในหัวข้อ “Resolution limit of the eye — how many pixels can we see?” พร้อมทั้งนำองค์ความรู้มาบริการสาธารณะ โดยเปิดเว็บไซต์ที่ชื่อว่า Display resolution calculator ซึ่งให้ทุกคนสามารถดูความละเอียดภาพที่เหมาะสำหรับสายตาเราได้ โดยอิงปัจจัยระยะห่างจากหน้าจอที่ใช้งานจริง

ภาพแสดงขีดจำกัดความละเอียดภาพที่มนุษยจะรู้สึกถึงความแตกต่างในระยะห่างจากภาพต่าง ๆ ภาพ: University of Cambridge