人造靈魂之窗　重現人類視覺系統光學鏡頭

編譯／高晟鈞

曾經有日本的科學家估算過，數位相機若要做到傳統底片的顆粒感，大約需要2000萬像素；而倘若要做到人眼的程度，則需要5億像素。這是由於人眼富有許多感光細胞，而且這些細胞可以自由改變視角與焦距，因此光學儀器如何提高解析度，看的影像，始終比人眼遜色許多。

「使用簡單的球形光學元件，創造一個可以再現人類視覺的眼睛模型或是鏡頭系統，對於不管是娛樂或是醫療目的的優化與改善，都具有巨大的影響力。」來自加拿大拉瓦爾大學的Guillaume Allain說道。

人類視覺系統的重現，需要對於其原理具有相當深入的認知。其中包括了可變折射率材料、曲面光敏表面等光學元件的選擇，抑或是對寬視場和多層圖像處理技術的要求；因此這項研究十分具有挑戰性。

在這項新研究中，研究人員使用了兩種不同的類肉眼計算模型來提取關鍵的光學相關測量數值，包括入射光瞳（通過透鏡系統的前部“看到”的物理孔徑光闌的光學圖像）、調製解析度的參數以及相對亮度。

研究人員設計出一個簡單的球面鏡，透過鏡頭系統構建恰到好處的細節渲染，來模擬真實人類視野中，較低質量的圖像品質。另一方面，該光學儀器對於瞳孔形狀與焦距也是該研究的重點之一。

最終，研究人員將他們設計的鏡頭系統的性能與人類的肉眼進行了比較。結果顯示，新設計已經相當接近肉眼的性能與質量。目前，該研究團隊正在簡化相機的設計，並添加額外的器件，來對最終產品進行優化。

資料來源:Phys.org

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