Можно ли размыть изображение так, чтобы человек с плохим зрением увидел его резко?

Возьмем для рассмотрения простую исходную картинку — всего две точки рядом на белом фоне. Если у вас плохое зрение, точки выглядят размытыми.

Принцип работы хорошего зрения заключается в том, чтобы весь свет, падающий на любую конкретную небольшую область вашей сетчатки, шел с одного и того же направления перед вами. И наоборот, весь свет, идущий с одного направления, падает на одно конкретное место на сетчатке.

Когда у вас плохое зрение, свет из локуса близлежащих направлений падает на одну и ту же часть вашей сетчатки, а свет с определенного направления размазывается по области на сетчатке. Следовательно, затуманенное зрение является усредняющим эффектом. Когда вы посмотрите на точки, вы увидите, что они сливаются друг с другом.

Вы можете попытаться компенсировать это, создав «размытое» изображение, в котором исходные точки меньше, но если исходные точки расположены достаточно близко, чтобы свет из центра одной точки перекрывался, перекрывая свет из центра вторая точка, уменьшение точек не решит эту проблему. Следовательно, точки всегда будут казаться размытыми. Вы не можете создать впечатление оригинала для человека с хорошим зрением.

На самом деле фотография — это просто набор точек, расположенных рядом, поэтому возникает та же проблема.

А вот насчет 3D-монитора не знаю. Я полагаю, что если бы он мог контролировать направление исходящего от него света, его можно было бы модифицировать, чтобы немного сфокусировать свет и создать четкое изображение для человека с затуманенным зрением.

Не на обычном экране монитора. Технологией, необходимой для достижения такого эффекта, был бы голографический дисплей, голографический в смысле синтеза волнового фронта. Хотя это устройство будет 3D-дисплеем, не все 3D-дисплеи являются голографическими. Вам понадобятся такие технологии, как пространственный модулятор света . Которые существуют только в виде лабораторных устройств с низкими характеристиками.

Это холодная ветка, но я думаю, что некоторые ответы неверны. Размытие некогерентного изображения можно математически представить в виде свертки, и если ядро ​​размытия известно и обратимо (нет спектральных нулей), то можно разработать фильтр деконволюции. Математически порядок применения двух линейных фильтров не имеет значения, поэтому сначала можно применить фильтр деконволюции. Проблема в том, что реальное изображение не может иметь отрицательную интенсивность, тогда как изображение до деконволюции не обязательно будет положительным. Нужно было бы сместить изображение вверх, чтобы сохранить позитивность. Тогда наблюдатель увидит четкое изображение, оно будет казаться выбеленным.

Источник света с такими свойствами существует в технологии под названием «Адаптивная оптика».

Так что да, если ваш монитор (еще не представленный на рынке) имеет управляемый источник фазы для каждого пикселя на экране (например, антенна с фазированной решеткой) и даже больше. Каждому пикселю на самом деле требуется несколько значений фазы, в зависимости от угла обзора. Так что для мегапиксельного дисплея вам могут понадобиться гигапиксельные фазирующие элементы, которые точно отслеживают и компенсируют фазу погрешностей на трассе луча до положения клетки сетчатки каждого отдельного глазного яблока, смотрящего на экран.

Нет, если вам нужны очки, эффект без них будет похож на эффект размытия, который нельзя обратить вспять, то же самое сильно размытое изображение не может быть воспроизведено в исходном детальном фокусе.

Снимок без фокусировки объектива будет иметь тот же эффект. Вы не можете ни создать резкое изображение с несфокусированным объективом, ни воссоздать детализированное изображение, снятое с несфокусированным объективом.

Видимо, есть программные решения для обычных дисплеев, которые каким-то образом искажают изображение, делая его более четким для людей с расфокусированными глазами:

New Scientist: Красиво выглядит: экраны телефонов, которые фокусируются за вас

...

До сих пор немногие карманные устройства имеют 3D-экраны, но нечто подобное можно сделать с помощью одного только программного обеспечения. «Мы знаем, как работает глаз, поэтому мы математически инвертируем это и вычисляем изображение», — говорит Даниэль Алиага , исследователь компьютерного зрения из Университета Пердью в Вест-Лафайет, штат Индиана, который помог разработать эту идею. Программное обеспечение искажает изображения на экране таким образом, что имитирует эффект линзы, преломляющей световые лучи до того, как они достигнут глаза. «Кому-то это кажется странным, но для вас это выглядит остро», — говорит Алиага.

По его словам, этот подход работает как с текстом, так и с изображениями, поэтому с предварительно сфокусированными экранами людям больше не понадобятся очки для чтения.

...

На сайте стартапа есть несколько примеров, в том числе видео: https://youtu.be/Vqd5VjXmKMw

Как объясняет user1631, деконволюция даст требуемое изображение, но оно будет содержать отрицательную интенсивность. Однако, если вы просто поднимете значение серого фона, тогда можно будет решить эту проблему. Итак, если представить картину ночного неба и меня, смотрящего на нее без очков. Если звезды подвергнуты деконволюции с помощью правильной функции рассеяния точек, они превратятся в полосы, яркость которых попеременно то опускается ниже, то поднимается выше уровня серого фона. Если я смотрю это без очков, то размытие приведет к тому, что полосы исчезнут по отношению к фону, и над фоном останется только центральный пиксель.

Ну, я думаю, что можно создать "размытое" изображение из реального, чтобы оно было правильным для человека с близорукостью/дальнозоркостью.

Это «всего лишь» оптическая задача, и, пока мы можем применять параксиальное приближение, это линейная система, очень подходящая для компьютерной программы. Мы знаем законы, по которым лучи фокусируются в одной точке, поэтому мы можем возмущать эти лучи, чтобы они попадали в другую точку, и можно было бы «настроить» эту точку так, чтобы она была правильной для каждого человека.

Я думаю, что дело в том, что из правильного и четко определенного изображения мы можем сделать с ним много чего. Если у нас есть размытое изображение, и мы хотим его исправить, это будет сложнее, потому что сейчас мы не имеем всей информации, как в первом случае.

Рассмотрим систему: монитор -> очки -> глаз. Если предположить, что это правильные очки, монитор будет четко в фокусе. Теперь переместите очки к монитору, трансформируя их по мере необходимости, чтобы оптический путь оставался прежним. Я бы сказал, что для этого человека монитор остается четко сфокусированным.