Зображення, що складаються з дискретних елементів, кожен з яких може приймати лише кінцеве число помітних значень, що змінюються за кінцеве час, називають дискретними. Слід підкреслити, що елементи дискретного зображення, взагалі кажучи, можуть мати різну площу і кожний з них може мати неоднакове число помітних градацій.
Як було показано в першому розділі, сітківка передає у вищі відділи зорового аналізатора дискретні зображення.
Їх удавана безперервність - лише одна з ілюзій зору. Це «квантування» спочатку безперервних зображень визначається не тими обмеженнями, які пов'язані з роздільною здатністю оптичної системи ока і навіть не морфологічними структурними елементами зорової системи, а функціональною організацією нервових мереж.
Зображення розбивається на дискретні елементи рецептивными полями, об'єднуючими те чи інше число фоторецепторів. Рецептивные поля проводять первинне виділення корисного світлового сигналу шляхом просторової та часової сумації.
Центральна частина сітківки (фовеа) зайнята тільки колбочками, на периферії поза фовеа є як колбочки, так і палички. В умовах нічного зору колбочковые поля в центральній частині сітківки мають приблизно однакову величину (близько 5' в кутовій мірі). Число таких полів у фовеа, кутові розміри якої близько 90', близько 200. Основну роль в умовах нічного зору грають палочковые поля, що займають всю решту поверхню сітківки. Вони мають кутовий розмір близько 1° по всій поверхні сітківки. Число таких полів в сітківці близько 3 тис. Не тільки виявлення, але і розглядання слабо освітлених об'єктів в цих умовах проводиться периферійними ділянками сітківки.
При збільшенні освітленості основну роль починає грати інша система накопичувальних осередків - колбочковые рецептивные поля. У фовеа збільшення освітленості викликає поступове зменшення ефективної величини поля, поки при яскравості близько 100 асб вона не скоротиться до одної колбочки. На периферії зі збільшенням освітленості поступово вимикаються (гальмуються) палочковые поля і вступають в дію колбочковые. Колбочковые поля на периферії подібно фовеальным мають здатність зменшуватися в залежності від падаючої на них світлової енергії. Найбільша кількість колбочок, яке можуть мати колбочковые рецептивные поля зі збільшенням освітленості, зростає від центру до країв сітківки і на кутовому відстані 50-60° від центру досягає приблизно 90.
Можна підрахувати, що в умовах хорошого денного освітлення число рецептивних полів досягає близько 800 тис. Ця величина приблизно відповідає кількості волокон в зоровому нерві людини. Розрізнення (дозвіл) об'єктів при денному зорі здійснюється головним чином фовеа, де рецептивное поле може скоротитися до однієї колбочки, а самі колбочки розташовані найбільш щільно.
Якщо число накопичувальних осередків сітківки може бути визначено в задовільному наближенні, то для визначення числа можливих станів рецептивних полів ще немає достатніх даних. Можуть бути зроблені лише деякі оцінки на основі вивчення диференціальних порогів рецептивних полів. Пороговий контраст в фовеальных рецептивних полях в певному робочому діапазоні освітленості має порядок 1. При цьому число помітних градацій невелика. У всьому діапазоні перебудови колбочкового фовеального рецептивного поля розрізняється 8-9 градацій.
Період накопичення в рецептивном полі - так звана критична тривалість - визначається в середньому величиною близько 0.1 сек., але при високих рівнях освітлення може, мабуть, значно зменшуватися.
Насправді модель, що описує дискретну структуру переданих зображень, повинна бути ще складніше. Слід було б врахувати взаємозв'язок між розмірами рецептивного поля, порогами і критичною тривалістю, а також статистичний характер зорових порогів. Але поки що в цьому немає необхідності. Досить уявити в якості моделі зображення сукупність однакових за площею елементів, кутові розміри яких менше, ніж кутові розміри найменшою дозволеної оком деталі, число помітних станів яких більше, ніж максимальна кількість розрізняються градацій яскравості, а час дискретного зміни яких менше, ніж період мигтіння при критичної частоти злиття миготінь.
Якщо замінити зображення реальних неперервних об'єктів зовнішнього світу такими дискретними зображеннями, очей не помітить підміни.* Отже, дискретні зображення такого роду містять принаймні не менше інформації, ніж сприймає зорова система. **
** Проблема заміни безперервних зображень дискретними має важливе значення для техніки кіно і телебачення. Тимчасове квантування лежить в основі цієї техніки. В імпульсно-кодових телевізійних системах зображення, крім того, поділяють на дискретні елементи і квантують їх по яскравості.
