N1.12.3retinal smear设计研究

眼睛追随运动物体时,残像来自像素在视网膜上的涂抹

别名: 追随模糊 · hold-type blur · smooth pursuit smear · 视网膜涂抹

概念解释

眼睛跟着一只飞过的鸟走时,鸟在视网膜上是稳住的,背景在滑。头显里的「鸟」却是一格一格亮着的像素:眼睛连续跟,像素在一帧里还停在旧位置上亮着,于是这个点在视网膜上被出一条短线。这就是追随条件下的视网膜涂抹(retinal smear / hold-type blur)。它不是液晶晶体转慢那种拖尾,也不是刷新不够看出的一格一格,而是「眼在动、灯还亮」的几何。

扫视很快,涂抹窗口短;匀速追随把窗口拉满整段余辉,所以拖影在跟着物体走的时候最明显。

机制

平滑追随让目标的视网膜像近似静止。Hold-type 像素在追随的这段时间里位置不变(相对头显),眼睛却在继续转,像素的像就在视网膜上扫过一段等于「余辉 × 追随角速度」的弧。对比度高的边缘扫出来就是一条带子;带子的长度跟发光时间和角速度成正比,跟刷新次数没有一一对应——刷新可以很高,只要每一帧仍亮满,涂抹依然在。

这和相机运动模糊同构,快门是像素的点亮时间,相对速度是眼球的追随。人眼没有电子快门,所以只能改发光时间或让物体不要在视网膜上相对滑动。液晶响应慢会再叠一层真正的像素拖尾,两种模糊看起来像一种,来源要分开:一块是光子还在,一块是晶体还没到。

盯着不动的东西转头,涂抹发生在世界锁定的边缘上,机制相同,只是「被追随的目标」换成了想钉在空间里的墙。

怎么研究

让人追随一条已知角速度的高对比细线(眼动仪确认在追,而不是靠扫视去够),同时改余辉时长,量主观带子宽度或用后像、高速摄像估计视网膜扫长。对照:同样运动、改成跳跃注视(不许追)。

自变量:追随角速度、发光时长、对比度、是追随目标还是盯死一点让背景滑过。 因变量:报告的拖影长度、眼动仪上的追随增益、是否被分类为「模糊」还是「重影」。

没有眼动仪时,至少用「请眼睛跟着走 / 请盯住屏幕中心」两种指令,否则测到的是混在一起的扫视和追随。

边界

目标跳着走、人靠扫视去追时,涂抹窗口短,主诉会从带子变成错位的下一帧。低对比、已经很糊的内容,带子被掩掉。一只眼的光学已经散得很开时,再叠加涂抹不容易被单独指认。实验室用的高对比细线会高估日常 UI 色块上的可察涂抹。视频内容按电影快门拍过一层运动模糊,显示侧再涂一次,两条模糊会合成一块,责任不好划。

怎么落地

  • 把高对比细线、文字、世界锁定的框,从需要被眼睛长时间追随的路径上拿开,或降低它们与背景的对比。
  • 运动物体尽量让其屏幕速度低,或让人用注视点去点而不是用眼睛去追一条飞过的轨迹。
  • 不要把「看起来拖」一律写成面板响应差;先分清是追随时的带子,还是静止时也在的晶体拖尾。
  • 验证:让人眼睛跟着一根竖线匀速横穿视野,再让人盯住视野中心看同一根线穿过。只有追随时出现带子,就是视网膜涂抹;两种指令下都拖,再去查像素响应。

延伸

  • 同组N1.12.1 刷新率同时决定闪烁可见性与运动的连贯 · N1.12.2 低余辉用缩短发光时间换取拖影消除 · N1.12.4 提高刷新率会压低可用亮度
  • 相邻N1.05 运动到光子延迟 · N1.11 渲染延迟与运动到光子时间
  • 站内检索retinal smear · smooth pursuit · hold-type blur

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