क्या चंद्रमा केवल 60 पिक्सेल का है?

Question

दृष्टि पर शोध करने में, मैंने सीखा है कि "20/20" की दृष्टि एक तीक्ष्णता से मेल खाती है, जो आकार में विवरण 1 आर्कमिन्यूट को हल करने में सक्षम है, ज्यादातर लोगों के पास लगभग 20/15 दृष्टि है , और यह कि शरीर विज्ञान की सीमाओं के कारण है मूल रूप से किसी के पास 20/10 दृष्टि से बेहतर दृष्टि नहीं है। यह आकार में 0.5 आर्कमिनिट्स के बारे में विवरणों को हल करने की एक ऊपरी सीमा है।

विकिपीडिया के अनुसार नग्न आंखों द्वारा देखे जाने पर चंद्रमा लगभग 30 चापलूस चौड़ा होता है।

इन्हें एक साथ रखें, और ऐसा लगता है कि जब चंद्रमा को नग्न आंखों से कोई नहीं देख रहा है, तो अधिक विवरण देख सकते हैं

कि चंद्रमा की 60 × 60 छवि में दिखाई देगा और औसत व्यक्ति इससे अधिक विवरण नहीं देख सकता है 40 × 40 संस्करण में

मेरे मॉनिटर पर वे इतने छोटे लगते हैं। क्या वास्तव में वह सारी डिटेल हो सकती है जिसे मैं चांद पर नंगी आंखों से देख सकता हूं?

Answer 1

यह मुझे अब तक नहीं लगता है। मानव आंख और कंप्यूटर मॉनीटर के बीच अंतर के कारण निश्चित रूप से, आप कुछ पिक्सेल द्वारा बंद हो सकते हैं, लेकिन परिमाण का क्रम सही के बारे में लगता है - आपकी छवियों में विस्तार, बारीकी से देखा गया, अधिक या कम मैच जो मैं देखता हूं। पूर्णिमा को देखो।

बेशक, आप काफी आसानी से इसे स्वयं परख सकते हैं: एक अंधेरी रात में बाहर जाएं, जब चंद्रमा भरा हो, और देखें कि क्या आप अपनी नग्न आंखों से किसी भी विवरण को देख सकते हैं, जो दिखाई नहीं देते हैं (आवर्धन के तहत भी) अपनी दृष्टि से मेल खाना। मुझे संदेह है कि आप कुछ अतिरिक्त विवरण देख सकते हैं (विशेष रूप से टर्मिनेटर के पास, यदि चंद्रमा पूरी तरह से भरा नहीं है), लेकिन बहुत ज्यादा नहीं।

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अधिक वस्तुनिष्ठ परीक्षण के लिए, हम दूरबीन के आविष्कार से पहले खगोलविदों द्वारा बनाए गए चंद्रमा के शुरुआती नक्शों या रेखाचित्रों को देखने का प्रयास कर सकते हैं, जो संभवत: नग्न मानव आंखों की सीमा का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। ( उन दिनों एक खगोलशास्त्री होने के लिए आपको अच्छी दृष्टि की आवश्यकता थी ।)

काश, यह पता चलता है कि, जबकि 1600 के दशक की शुरुआत में दूरबीन का आविष्कार, चंद्र चित्रों की एक बाढ़ में लाया गया था, हर खगोलविद गैलीलियो से शुरू होकर खुद को दूरबीन के माध्यम से चंद्रमा को देखने के लिए भागते थे और उन्होंने जो देखा, वह बहुत कम था खगोलीय (विशुद्ध रूप से कलात्मक के रूप में) चंद्रमा के चित्र उस अवधि से पहले से ज्ञात हैं। जाहिर है, जबकि उन शुरुआती खगोलविदों ने उल्लेखनीय रूप से सटीक स्टार चार्ट संकलित करने और नग्न आंखों के साथ ग्रहों की गति को ट्रैक करने में व्यस्त थे, कोई भी वास्तव में हालांकि चंद्रमा की सटीक तस्वीर खींचना महत्वपूर्ण नहीं है - आखिरकार, अगर आप जानना चाहते थे कि चंद्रमा क्या पसंद है। आपको बस इसे स्वयं देखना था।

शायद इस व्यवहार को उस समय के प्रचलित दार्शनिक मतों द्वारा आंशिक रूप से समझाया जा सकता है, जो कि अरस्तू से प्रभावित होकर, धरती के भ्रष्टाचार और असिद्धता के विपरीत आकाश को आदेश और पूर्णता के दायरे में रखता था। चंद्रमा के चेहरे पर स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाले "स्पॉट", इसलिए, मुख्य रूप से दार्शनिक शर्मिंदगी के कुछ के रूप में माना जाता था - कुछ का अध्ययन या कैटलॉग करने के लिए नहीं, लेकिन कुछ को दूर करने के लिए केवल कुछ।

वास्तव में, सबसे पहले और अंतिम रूप से ज्ञात "चंद्रमा का नक्शा" पूरी तरह से नग्न आंखों की टिप्पणियों के आधार पर विलियम गिल्बर्ट (1540-1603) द्वारा तैयार किया गया था और उनके मरणोपरांत प्रकाशित काम डी मुंडो नोस्त्रो सुबुंकारी में शामिल था । यह काफी उल्लेखनीय है कि उसका नक्शा वास्तव में कितना छोटा है, जिसमें 40 से 40 पिक्सेल की एक छोटी छवि शामिल है, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है:

^{वाम: विलियम गिल्बर्ट का चंद्रमा का नक्शा, गैलीलियो प्रोजेक्ट से ; दाएं: पूर्णिमा की एक तस्वीर, 40 पिक्सेल के पार और 320 px तक की बैक अप होती है।}

वास्तव में, यहां तक ​​कि गैलीलियो गैलीली द्वारा 1610 में उनके प्रसिद्ध सिदेरियस नुनेसस में प्रकाशित चंद्रमा के रेखाचित्र , जो उनकी दूरबीन टिप्पणियों के आधार पर उल्लेखनीय हैं, ज्यादा बेहतर नहीं हैं; वे टर्मिनेटर के पास को छोड़कर थोड़ा विस्तार दिखाते हैं, और कुछ विवरणों को काल्पनिक रूप से गलत सीमा पर दिखाई देते हैं। शायद, वे सटीक खगोलीय चित्रण की तुलना में "कलाकार के छाप" के रूप में बेहतर माने जाते हैं:

^{विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से सिडेरेस नुन्निअस (1610) के शुरुआती टेलीस्कोपिक टिप्पणियों के आधार पर गैलीलियो के चंद्रमा के रेखाचित्र । कुछ, यदि कोई हो, दर्शाया गया विवरण आत्मविश्वास से वास्तविक चंद्र विशेषताओं से मेल खा सकता है।}

चंद्रमा के बहुत अधिक सटीक चित्र, जो प्रारंभिक टेलीस्कोपिक टिप्पणियों पर भी आधारित थे, का निर्माण थॉमस हैरियट (1560-1616) द्वारा लगभग उसी समय किया गया था, लेकिन उनकी मृत्यु के लंबे समय बाद तक उनका काम अप्रकाशित रहा। हैरियट का नक्शा वास्तव में दृष्टिकोण करना शुरू कर देता है, और कुछ मामलों में, 60 पिक्सेल के ऊपर की तस्वीर का विस्तार स्तर, उदाहरण के लिए, मारिया के आकार को अपेक्षाकृत सटीक रूप से दर्शाता है। हालांकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह संभवतः एक दूरबीन का उपयोग करके व्यापक टिप्पणियों पर आधारित है, कई चंद्र चक्रों पर (उदाहरण के लिए क्रेटर को स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है जब वे टर्मिनेटर के करीब होते हैं):

^{वामपंथ: थॉमस हैरियट का चंद्र नक्शा, अवाँछित लेकिन संभवतः ग खींचा हुआ। 1610-1613, चैपमैन, ए "एक नई कथित वास्तविकता: थॉमस हैरिट्स मून मैप्स" , एस्ट्रोनॉमी और जियोफिजिक्स 50 (1), 2009 से उद्धृत प्रारंभिक दूरदर्शी टिप्पणियों के आधार पर ; ठीक है: ऊपर के रूप में पूर्णिमा की एक ही तस्वीर, नीचे 60 पिक्सेल तक और पीछे 320 px तक बढ़ा।}

इस ऐतिहासिक विषयांतर के आधार पर, हम इस प्रकार निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि चंद्रमा की 40 पिक्सेल छवि, जैसा कि ऊपर दिए गए प्रश्न में दिखाया गया है, वास्तव में एक सटीक प्रेक्षक के लिए दिखाई देने वाले विस्तार के स्तर का सही प्रतिनिधित्व करता है, जबकि 60 पिक्सेल की छवि विस्तार से मेल खाती है 1600 के दशक की शुरुआत से एक आदिम दूरबीन का उपयोग करते हुए एक पर्यवेक्षक को दिखाई देने वाला स्तर।

स्रोत और आगे पढ़ने:

• कोपाल, ज़ेडेनक (1969)। "चंद्रमा के शुरुआती नक्शे" । चंद्रमा , खंड 1, अंक 1, पीपी। 59–66। SAO / NASA एस्ट्रोफिजिक्स डेटा सिस्टम (ADS) के उपलब्ध शिष्टाचार।
• वैन हेल्डेन, अल (1995)। "द मून" । गैलीलियो प्रोजेक्ट (वेब साइट)।
• चंद्रमा और सेलेनोग्राफी पर विकिपीडिया लेख ।

Comments

मूल प्रश्न का एक उत्कृष्ट उत्तर और बहुत ही ठोस तुलना, धन्यवाद।

— पटरू

आकार अंशांकन के माध्यम से जाने के बाद; वह बंद है, लेकिन ज्यादा नहीं। आँख की दूरबीन क्षमता (जो 2: 1 भी नहीं है) को ध्यान में रखते हुए, मैं 90x90 के बारे में कहूँगा। 60x60 पर मैं पिक्सलेशन कलाकृतियों को देख सकता हूं।

— यहोशू

Answer 2

हां और ना।

हां, यह सच है कि चंद्रमा का स्पष्ट आकार 30 आर्कमिन है। यह सच है कि अधिकांश लोगों की दृश्य तीक्ष्णता 1 आर्कमिन है। तो यह सच है कि यदि आप चंद्रमा पर दिखाई देने वाले सबसे छोटे विवरण के कोणीय आकार को लेते हैं, और आप पंक्ति में सीधे पंक्तिबद्ध उन लोगों का एक गुच्छा डालते हैं, तो आप उनमें से केवल कुछ दर्जन के साथ चंद्रमा के व्यास को फैला सकते हैं। उस अर्थ में, आप सही हैं।

हालाँकि, जब आप कंप्यूटर स्क्रीन पर स्थिति को पुन: उत्पन्न करने का प्रयास करते हैं, तो तुलना टूट जाती है। सबसे पहले, आंख "पिक्सल" में नहीं दिखती है। अधिकांश ऑप्टिकल सिस्टम की तरह, एक बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन है , जो बहुत छोटे विवरण लेता है और उन्हें एक बड़े स्थान पर स्मीयर करता है। आँख का रिज़ॉल्यूशन पिक्सेल आकार नहीं है, लेकिन बिंदु-प्रसार फ़ंक्शन से निकलने वाली घंटी वक्र का आकार है, और जिसमें नरम किनारे हैं और गोल है, और यह हर जगह है और यह तय नहीं है।

आप अपनी तुलना में डिजिटल स्क्रीन पर पिक्सेल के आकार के साथ उस बड़े स्थान के आकार को आत्मसात करते हैं। लेकिन यह वही नहीं है। उन थंबनेल में पिक्सेल ग्रिड तय हो जाती है, इसलिए पिक्सेल के बीच जो कुछ भी गिरता है वह हमेशा के लिए खो जाता है। अलियासिंग हस्तक्षेप करता है और कलाकृतियों का निर्माण करता है जो मूल छवि में नहीं हैं। मॉनिटर की डायनामिक रेंज आंख की डायनेमिक रेंज (आंख ज्यादा अच्छी है) जैसी नहीं होती है। मॉनिटर पर रंग और चमक का स्तर असतत है, जबकि आंख उन्हें एक निरंतरता के रूप में देखती है। अंत में, आपके मस्तिष्क में दृश्य केंद्र एक शक्तिशाली कंप्यूटर की तरह है जो लाइव इमेज में बुद्धिमान सुधार एल्गोरिदम लागू करता है।

यह सूची लम्बी होते चली जाती है। लब्बोलुआब यह है - ये सभी प्रभाव गठबंधन करते हैं और आपको एक जीवित छवि को देखने की अनुमति देते हैं जो आपके द्वारा पोस्ट किए गए मृत, जमे हुए थंबनेल की तुलना में थोड़ा अधिक समृद्ध है। एक पूरी बहुत बेहतर नहीं है, लेकिन थोड़ा बेहतर है। यह ऐसा नहीं है कि आंखें "सीमाओं के आसपास" काम कर सकती हैं, लेकिन यह तब बहुत पसंद है जब आप एक बड़ी छवि को कंप्यूटर स्क्रीन पर एक छोटे फिक्स्ड पिक्सेल ग्रिड में सिकोड़ते हैं।

कंप्यूटर स्क्रीन पर वास्तविकता को पुन: पेश करना बहुत कठिन है। एक बेहतर तरीका यह होगा कि चंद्रमा की 2000px छवि से 2000px लिया जाए, इसे एक बड़े सुपर एचडी मॉनीटर पर रखा जाए, और इसे वापस उस बिंदु पर ले जाया जाए जहां उस छवि का स्पष्ट आकार 30 आर्कमिन है। मुझे पता है कि आपकी मूल क्वेरी के संदर्भ में संतोषजनक नहीं लगता है, लेकिन यह एक बेहतर सिमुलेशन है।

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जब भी आप किसी निश्चित ऑप्टिकल ग्रिड (एक कैमरा की तरह) के लिए किसी भी निरंतर ऑप्टिकल सिस्टम (जैसे दूरबीन) के रिज़ॉल्यूशन को मैप करने का प्रयास करते हैं, तो ऐसी ही समस्याएँ सामने आती हैं।

मान लें कि आप 4 माइक्रोन के पिक्सेल आकार वाले सेंसर का उपयोग कर रहे हैं। मान लीजिए कि आपके टेलीस्कोप में 4 माइक्रोन के बराबर प्राइम फोकस में एक रेखीय रिज़ॉल्यूशन है। आपको यह कहने के लिए लुभाया जा सकता है - महान, सेंसर दूरबीन से मेल खाता है, है ना?

असल में ऐसा नहीं है। जब ऐसा होता है, तो आप वास्तव में संकल्प का एक सा खो देते हैं। छवि अच्छी है, लेकिन यह वास्तव में होना चाहिए की तुलना में थोड़ा नरम है। चंद्रमा की एक छवि के नीचे देखें जो मैंने कुछ समय पहले ली थी, जिसमें एक प्रणाली बिल्कुल ऊपर के मापदंडों के साथ थी।

आप इसे थोड़ा नरम बता सकते हैं, यह वास्तव में पिक्सेल के नीचे नहीं है। टर्बुलेंस भी एक भूमिका निभाता है, लेकिन समस्या का हिस्सा यह है कि रेखीय रिज़ॉल्यूशन पिक्सेल आकार के बराबर है।

नीचे दी गई छवि पर क्लिक करें और नए टैब में खोलें; यदि आपका ब्राउज़र विंडो को फिट करने के लिए इसे फिर से सिकोड़ता है, तो पूर्ण आकार में विस्तार करने के लिए बड़ी छवि पर बाईं ओर क्लिक करें - आपको पूर्ण रिज़ॉल्यूशन छवि को देखने और उन प्रभावों को नोटिस करने के लिए करना होगा जो मैं बात कर रहा हूं। यहाँ इस छोटे संस्करण पर फ़िज़नेस दिखाई नहीं दे रहा है:

उस घटना के आसपास एक तरीका, उदाहरण के रूप में, टेलीस्कोप में छवि को एक बार्लो के साथ उड़ा देना है जब तक कि प्राइम फ़ोकस में रैखिक रिज़ॉल्यूशन कैमरा पिक्सेल आकार से बहुत अधिक न हो, शायद 4x बड़ा हो। आप अपने सभी प्रसंस्करण करते हैं, और फिर आप इसे वापस सिकोड़ते हैं, यदि आप चाहें, और आपको एक तेज छवि मिलेगी। इसे कई फ़्रेमों के साथ जोड़ दें, और समग्र गुणवत्ता दूरबीन के सैद्धांतिक प्रदर्शन के 100% के करीब हो सकती है।

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TLDR: निरंतर ऑप्टिकल सिस्टम, और पिक्सेल की असतत ग्रिड, बहुत अलग चीजें हैं और आसानी से तुलना नहीं की जा सकती।

Comments

बहुत अच्छी और स्पष्ट व्याख्या। काश मैं तुम्हें +1 से ज्यादा दे पाता।

— टॉनी

2000 × 2000 की छवि पर रोक क्यों? 4k × 4k छवि क्यों न बनाएं और उस दूर को स्थानांतरित करें? कुछ बिंदु पर अतिरिक्त पिक्सेल पर्यवेक्षक को शून्य कथित विस्तार जोड़ रहे हैं। जबकि 120 × 120 60 × 60 से अधिक सूक्ष्म विवरण जोड़ सकता है , क्या 240 × 240 240 × 240 से परे वास्तविक अवलोकन योग्य विवरणों को जोड़ता है? मैं अनुमान लगा रहा हूँ नहीं। आप सही कह रहे हैं कि आंख एक डिजिटल प्रणाली नहीं है, लेकिन असतत शंकु प्रकाश इकट्ठा कर रहे हैं, और Nyquist का कहना है कि वे वास्तव में किसी बिंदु पर कितनी जानकारी खींच सकते हैं।

— फ़रोज़

ये गलत है। के अनुसार Nyquist नमूना प्रमेय , एक आवृत्ति कटऑफ के साथ एक तरंग मॉडल करने के लिए, आपको कम से दो बार कटऑफ और फिर लो-पास पुनर्निर्मित परिणाम फ़िल्टर नमूना चाहिए। दूसरे शब्दों में, यह चित्रण में आदर्श बिंदु प्रसार फ़ंक्शन के अनुसार 120x120 छवि धुंधली है।

— ब्लैकबॉडी ब्लैकलाइट

@BlackbodyBlacklight विवरण के लिए धन्यवाद। यह Nyquist के बाद से बहुत लंबा है और मैंने हाथों को हिलाया है कि मैं "दो बार आवृत्ति" बिट के बारे में भूल गया था। (हालांकि, कि हो सकता है क्या 1 arcminute 0.5 arcminutes से ऊपरी सीमा लेता है।) किसी भी तरह, Nyquist का नाम लागू में मेरा मुद्दा यह है कि 60 पिक्सल नहीं किया गया है सही सीमा, बल्कि यह है कि कुछ सीमा (संभवतः की तुलना में कम 2000 )।

— फ्रॉग्ज

Answer 3

जब आप चाँद "लाइव" पर टकटकी लगाते हैं, तो आप अभी भी छवि नहीं देख रहे हैं। आप एक "वीडियो" देख रहे हैं: आपका रेटिना समय के साथ कई छवियों को इकट्ठा कर रहा है। उन पिक्सेल को ध्यान में रखा जाना चाहिए; वे अतिरिक्त पिक्सल के लिए राशि।

मान लीजिए कि 60x60 पिक्सेल चित्र तिपाई-घुड़सवार कैमरे का उपयोग करके एक दृश्य के लिए लिया जाता है जो थोड़ा सा झटके देता है। कई छवियों से, एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवि का पुनर्निर्माण किया जा सकता है।

क्या आपने कभी गौर किया है कि कैसे एक तेज-तर्रार वीडियो फ्रेम द्वारा रोके जाने या फ्रेम में कदम रखने पर धुंधली दिखाई दे सकती है?

एक तरफ, याद रखने के लिए एक और बात यह है कि एक पिक्सेल जानकारी की एक इकाई नहीं है; जब तक आप निर्दिष्ट न करें कि कितने बिट्स एक पिक्सेल को एन्कोड करते हैं। मान लीजिए कि आप 60x60 अंक का नमूना लेते हैं, लेकिन निरंतर आयाम संकल्प और शून्य शोर के साथ। 60x60 पिक्सेल की छवि में अनंत जानकारी होती है (हालांकि, निश्चित रूप से, आसन्न विवरणों को हल करने की क्षमता अभी भी सीमित है)।

Comments

यह एक उत्कृष्ट मुद्दा है। यहां तक ​​कि अगर आपकी आँखें हिल नहीं रही हैं, तो वायुमंडलीय बदलाव निश्चित रूप से विभिन्न विवरणों में लेंसिंग कर रहे हैं।

— फ़रोग्ज़

"कई छवियों का जमावड़ा" सैकेड हैं। प्रत्येक एक एकल उच्च रिज़ॉल्यूशन स्नैपशॉट है जो मस्तिष्क एकल छवि में कंपोज़ करता है। छवि के प्रत्येक कथित पल के लिए, आप एक दर्जन से अधिक स्नैपशॉट लेते हैं।

— टेकजेन

एक वीडियो को रोकने से या तो वीएचएस या डिजिटल संपीड़न कलाकृतियों का पता चलेगा। "उप-पिक्सेल" नेत्र कंपन पहले से ही किसी भी दृश्य तीक्ष्णता परीक्षण के लिए जिम्मेदार होंगे। वायुमंडलीय लेंसिंग, या अच्छे देखने के क्षणों का लाभ उठाते हुए, अनुकूली प्रकाशिकी का डोमेन है और मैं यह नहीं मानूंगा कि मस्तिष्क प्रसंस्करण के प्रकार में सक्षम है।

— ब्लैकबॉडी ब्लैकलाइट

@ फ्रॉग - "वायुमंडलीय पारियों" को देखना कहा जाता है। देखना कभी भी नग्न आंखों के अवलोकन के लिए सीमित (या बढ़ाने वाला) कारक नहीं है। इस तरह से दिखाई देने वाला एकमात्र प्रभाव सितारों की जगमगाहट है, लेकिन ऐसा है।

— फ्लोरिन आंद्रेई

Answer 4

इन सभी खगोलीय उत्तरों के बाद, मैं एक कंप्यूटर जोड़ूंगा।

पिक्सेल सभी मॉनिटरों पर समान नहीं हैं। 1990 का मॉनीटर लें और लेटेस्ट स्मार्टफोन की स्क्रीन लें, 60 पिक्सल एक जैसे नहीं होंगे।

आपने दृष्टि सटीकता के अनुसार पिक्सेल आकार की गणना कैसे की?

Comments

आप सही हैं, आप उन पिक्सेल मामलों को कैसे देखते हैं यदि आप चाहते हैं कि यह लगभग चंद्रमा के समान दिखाई दे। आपको लगभग 100-120ppd की स्क्रीन पर 60 पिक्सेल देखने की आवश्यकता होगी, उदाहरण के लिए 6 फीट दूर से देखा जाने वाला 27 "मॉनिटर, या 12 फीट की दूरी से देखा जाने वाला 50" एचडीटीवी। मेरे कैलकुलेटर की कोशिश करो । (नोट: IE में काम नहीं करता है, और SVG आरेख वर्तमान में फ़ायरफ़ॉक्स में खराब दिखता है। सर्वोत्तम परिणामों के लिए Chrome या Safari का उपयोग करें।) प्रश्न था, हालांकि, यह नहीं है कि इसे चंद्रमा की तरह कैसे बनाया जाए, लेकिन इसमें कितना विवरण है जब आप चंद्रमा को नग्न आंखों से देखते हैं।

— फ्रोग्ज़