디스플레이의 픽셀-당-도(pixel-per-degree)를 측정한 연구원들은 인간의 눈이 회색의 경우 최대 94 PPD까지 볼 수 있지만, 노란색과 보라색의 경우 최대 53 PPD 수준에 그친다는 것을 발견했다.
케임브리지 대학교와 Meta Reality Labs 연구원들이 인간의 눈이 다양한 크기 및 해상도의 디스플레이 픽셀을 어떻게 인식하는지에 대한 새로운 연구를 진행했으며, 이 연구는 특정 크기나 디테일 수준에 도달하면 인간의 눈으로 구별할 수 없는 한계점(threshold)이 존재함을 보여준다. 연구진이 자체 개발한 계산기에 따르면, 10피트 거리에서 50인치 크기의 화면은 1440p 해상도와 8K 해상도 간에 육안으로 거의 차이가 나지 않는 것으로 나타났다.
연구원들은 디스플레이가 커지고 해상도가 높아질수록, 인간의 시각적 한계를 정확히 파악하는 것이 중요하다는 점을 강조했다. 그렇지 않으면 기술적으로 필요 없는 과도한 기술 개발을 초래할 수 있기 때문이다. 이전 연구들이 '인식되는 망막 해상도'에 초점을 맞췄던 것과 달리, 이번 연구에서는 시청자가 완벽한 기준 이미지와 구분할 수 없을 만큼 최고의 선명도로 인지할 수 있는 해상도를 측정했으며, 이를 색상과 톤별로 세밀하게 분석했다.
연구진은 슬라이딩 디스플레이를 활용하여 연속적인 해상도 제어 실험을 수행한 결과, 인간의 눈은 흑백 픽셀의 경우 최대 1도당 94픽셀까지, 빨간색과 녹색 패턴의 경우 최대 1도당 89픽셀까지 인지할 수 있으나, 노란색 및 보라색 패턴에서는 단지 1도당 53픽셀까지로 그 성능이 떨어진다는 사실을 발견했다.
연구팀은 픽셀을 직시하는 경우와 각도에서 관찰하는 경우의 효과, 화면의 전체 크기, 픽셀 밀도, 주변 환경의 밝기(또는 어둠), 그리고 시청자와 화면 사이의 거리가 인식에 미치는 영향을 포괄적으로 조사했다.
이 모든 데이터를 통합 분석하여, 연구원들은 해상도, 시청 거리, 화면 크기 등 다양한 변수를 입력하여 예상 결과를 도출하는 계산기를 개발했다. 이 계산기에 따르면, 10피트 거리에서 50인치 크기의 화면을 볼 경우, 실험 참가자들은 1440p 디스플레이와 8K 디스플레이의 차이를 인지하기 어려울 것이다. 특히 10피트에서 본 50인치 1440p 디스플레이와 '완벽한' 이미지 간의 차이를 인지하는 인구 비율은 단 1%에 불과하며, 4K 해상도에서는 이 수치가 0%가 된다. 따라서 8K 역시 육안으로 구별하기 어려울 것으로 과학자들은 결론지었다.
케임브리지 컴퓨터 과학 및 기술학과(Department of Computer Science and Technology)의 공동 저자인 라팔 만티우크(Rafał Mantiuk) 교수는 "디스플레이에 픽셀이 많아질수록 비효율적이며, 비용이 증가하고, 구동하기 위한 처리 능력이 더 많이 필요하다"고 지적했다. 그는 "따라서 우리는 디스플레이 해상도를 더 개선하는 것이 의미를 잃는 지점(saturation point)을 알고 싶었다"고 덧붙였다.
이번 연구 이전까지 인간의 시각은 1도당 60픽셀까지 가능하다고 여겨져 왔기 때문에, 이번 결과는 특정 거리와 화면 크기에서 인간의 눈이 인식할 수 있는 기준점을 한 단계 높이는 계기가 되었다. 연구진은 본 연구 결과가 향후 디스플레이 개발뿐만 아니라 이미지 렌더링 및 비디오 코딩 기술 개발의 방향을 제시하는 데 기여할 수 있기를 기대하고 있다.