人类视觉感知速度极限的 5 个答案

人类视觉感知的速度是一个非常棘手的话题，没有单一的答案。这取决于您想要查看什么类型的速度。在这里，我们将分解视觉的 5 个迷人方面，并给出当前已知的我们所看到的速度限制的答案 - 享受吧！

1. 我们能感知到闪光的最短时间是多少？

就像科学上许多有趣的答案一样，这是偶然出现的，结果却远远超出了任何人的想象。

多名在外太空的宇航员报告称，即使闭着眼睛也短暂的斑点和转瞬即逝的光条纹这些每隔几分钟就会发生一次。事实证明，他们看到了一种最近发现的现象，称为高能宇宙粒子。它们是迄今为止已知宇宙中移动最快的质量。

这些奇异的粒子来自我们银河系的某个地方，但它们的传播速度如此接近光速，以至于加速它们所需的能量超出了天体物理学中已知的任何能量——即使是两个超大质量黑洞相撞也无法接近！当它们撞击地球大气层时，它们的能量转化为无数新粒子（E = mc²）。

这里的要点是，在这种极限速度下，通过人类视觉感知如此高能粒子所需的时间约为飞秒——实际上千万亿分之一秒！

闪光灯越亮，检测它所需的时间就越短。在外太空，光污染可以忽略不计，因此明暗对比接近其可能的最大值。

然而，目前尚不清楚看到高能粒子的神经生物学机制。这可能涉及到这样一个事实：数百万个不同的神经元可能会接收到感觉输入，但接收的越少，感知的准确性就越低。一些研究表明，我们的眼睛有可能检测到单个光子，但这是一个概率事件。

2. 我们需要多少“FPS”才能感知流体运动？

“每秒帧数”，通常称为“FPS”，是计算机屏幕、电视和相机等视觉技术的常见基准。事实证明，这对人类来说也是一种有用的措施。

这个问题的答案是在 19 世纪末电影发明后找到的。早期的电影公司发现 16 FPS 是最低限度，可以欺骗大脑将屏幕上的运动视为连续的。在这里，我们可以了解我们的大脑如何将单独的图像粘合在一起，以电影 (24 FPS) 和典型计算机显示器 (60 FPS) 的速度进行运动。

这个值低得惊人，例如许多动物（例如鸟类）需要至少 75 FPS 才能感知运动。对他们来说，看电视就像看一系列单独的静态图像。

人类的这种能力实际上代表了我们的大脑需要很少的视觉信息来推断感官信息的深刻含义。这是心理物理学研究的一个例子。

正如您所看到的，我们可以根据极少的线索内部运动模型

3. 每秒需要多少次光闪烁 将光视为连续的。

这里的答案称为闪烁融合阈值，也来自电影的早期先驱。尽管可以以 16 FPS 的速度感知运动，但以这种速度闪烁的屏幕被认为是难以忍受的。这是有史以来第一部电影。

为了解决这个问题，开发了新的快门技术，实际上可以连续多次闪光每个单独的图像帧。闪烁变得舒适且相对不易察觉的速率约为每秒 46 次闪烁。

因此，我们有意识地感知光脉冲的能力的运行速度大约是我们运动能力的三倍（以 FPS 计算）。简而言之，我们对亮度比运动更敏感。

4. 我们多久能感知到光的缺失？

换句话说，我们能以多快的速度检测到连续光中的黑色闪光？在这一领域对年轻人和老年人进行了研究，以调查随着年龄增长而导致的视力退化。研究发现，年轻人的检测时间为 18 毫秒，老年人的检测时间为 22 毫秒。

当 1 个暗帧变得不明显或无闪烁时，这意味着 45 至 55 FPS 之间。这里需要注意的是，这是平均值，但个体结果差异很大。

即使在一个小型研究组中，一些参与者也能够在 500 FPS 的闪光（或 2 毫秒）中发现单个黑色闪光。同样，这非常快。相比之下，眨眼需要 100-400 毫秒，这通常会被有意识的体验所忽略。

5. 我们需要看到一个场景多长时间才能识别它？

2014 年对快速图像识别的研究发现，我们可以在比之前想象的短得多的时间尺度上检测特定场景。在快速连续闪现不同的随机图像（例如房子、狗、森林等）的实验中，受试者可以在短短 13 毫秒的时间内识别或回忆起特定场景。

这意味着在一秒钟内显示 75 个不同的图像，并且能够可靠地判断特定图像是否存在。您可以亲眼看看这到底有多快。

有趣的是，这并不是极限，这只是研究人员当时显示图像的最快速度。

好了，我们已经了解了，希望您了解到人类的视觉比您曾经想象的更深刻、更神秘，而且它确实是非凡的。如果您想更深入地研究，那么TechLaboratories会更深入。