Календар за развитие на детето до една година

Обемна визия. Corpus callosum и стереоскопично зрение Какво е другото име на човешкото стереоскопично зрение

Окото формира двуизмерно изображение, но въпреки това човек възприема дълбочината на пространството, тоест има триизмерно, стереоскопично зрение. Хората оценяват дълбочината чрез различни механизми. Ако има данни за размера на даден обект, е възможно да се оцени разстоянието до него или да се разбере кой от обектите е по-близо, като се сравни ъгловата стойност на обекта. Когато един обект е пред друг и го закрива частично, тогава човекът възприема предния обект на по-близко разстояние. Ако вземем например проекцията на успоредни линии (релси на железопътна линия), които отиват в далечината, тогава в проекцията тези линии ще се сближат. Това е пример за перспектива, много ефективна мярка за дълбочината на пространството.

Механизми на стереоскопичното зрение

Изпъкналият участък на стената изглежда по-светъл отгоре, когато източникът на светлина е по-висок, но вдлъбнатината в повърхността изглежда по-тъмна отгоре.

Отдалечеността на даден обект може да се определи от такава важна характеристика като паралакса на движението. Това е видимото относително изместване на по-отдалечени и по-близки обекти при движение на главата в различни посоки (нагоре и надолу или надясно и наляво). Всеки имаше възможност да наблюдава „железопътния ефект“: когато се гледа от прозореца на движещ се влак, изглежда, че скоростта на обектите, които са по-близо, е по-голяма от тези, които са на голямо разстояние.

стереопсис

Критерият за отдалечеността на обектите е размерът на окото (напрежението на цилиарното тяло и цинковите връзки, които контролират). За отдалечеността на обекта на наблюдение може да се съди и по засилването на дивергенцията или конвергенцията. Всички горни индикатори за разстояние, с изключение на предпоследния, са монокулярни. Най-важният механизъм за възприемане на дълбочината на пространството е стереопсиса. Зависи от възможността за споделяне на двете очи. Факт е, че когато човек гледа каквато и да е триизмерна сцена, всяко от очите му формира малко по-различни изображения върху ретината. В процеса на стереопсис в мозъчната кора се сравнява изображението на една и съща сцена върху двете ретини и се оценява относителната дълбочина. Процесът на сливане на две монокулярни изображения, които се виждат отделно от лявото и дясното око при гледане на обект едновременно с двете очи, в едно триизмерно изображение се нарича сливане.

несъответствие

Диспаритетът е отклонение от позицията на съответните точки (точки на ретината на дясното и лявото око, в които е позиционирано едно и също изображение). Ако това отклонение не надвишава 2° в хоризонтална посока и не повече от няколко дъгови минути във вертикална посока, тогава човек визуално ще възприеме една точка в пространството като разположена по-близо от самата точка на фиксиране. В случай, че разстоянието между проекциите на дадена точка е по-малко, а не повече, отколкото между съответните точки, ще изглежда, че тя се намира по-далеч от точката на фиксиране. Третият вариант: ако хоризонталното отклонение е по-голямо от 2°, вертикалното отклонение надвишава няколко дъгови минути, тогава ще можем да видим две отделни точки. Те могат да изглеждат по-близо или по-далеч от точката на фиксиране. Този експеримент е в основата на създаването на цяла поредица от стереоскопични инструменти - от стереоскопа на Уитстоун до стерео телевизията и стерео далекомерите.

Стереопсис проверка

Не всички хора могат да възприемат дълбочина със стереоскоп. Можете да проверите своя стереопсис с помощта на такава снимка. Ако имате стереоскоп, можете да направите копия на стереодвойките, които са показани на него, и да ги поставите в стереоскопа. Възможно е също така да поставите тънък лист картон между две изображения на една и съща стереодвойка перпендикулярно и, като поставите очите успоредни, опитайте да погледнете изображението си с всяко око.

В Съединените щати през 1960 г. Бела Юлеш предлага използването на оригинален метод за демонстриране на стерео ефекта, който изключва монокулярното наблюдение на обект. Книги, базирани на този принцип, могат да се използват и за трениране на стереопсис. Една от фигурите е показана на фиг.3. Ако погледнете в далечината, сякаш през рисунка, можете да видите стереоскопична картина. Тези модели се наричат автостереограми.

Въз основа на този метод е създадено устройство, което ви позволява да изследвате прага на стереоскопичното зрение. Има неговата модификация, която позволява да се повиши точността на определяне на прага на стереоскопично зрение. Тестовите обекти се представят на всяко око на наблюдателя срещу произволен фон. Всяка от тях е набор от точки на равнината, които са разположени по индивидуален вероятностен закон. Всеки тестов обект има еднакви области от точки, които представляват фигура с произволна форма. В случай, че стойностите на паралактическите ъгли на еднакви точки на фигурите, разположени върху тестовия обект, са нула, тогава наблюдателят може да види точки в обобщеното изображение, които са разположени в произволен ред. Той не е в състояние да подчертае определена фигура на случаен фон. Това елиминира монокулярното виждане на фигурата.

Когато един от тестовите обекти се премести перпендикулярно на оптичната ос на системата, паралактичният ъгъл между фигурите се променя. Когато достигне определена стойност, наблюдателят ще може да види фигура, която сякаш се откъсва от фона и започва или да се отдалечава, или да се приближава към него. Ъгълът на паралакса се измерва с помощта на оптичен компенсатор, който се вкарва в един от клоновете на инструмента. Когато в зрителното поле се появи фигура, наблюдателят я фиксира и на индикатора се появява съответната стойност на прага на стереоскопично зрение.

Неврофизиология на стереоскопичното зрение

Благодарение на изследванията в областта на неврофизиологията на стереоскопичното зрение в първичната зрителна кора на мозъка, беше възможно да се идентифицират специфични клетки, които са настроени на несъответствие. Те съществуват в два вида:

клетките от първия тип реагират само когато стимулите попадат точно върху съответните области на двете ретини;
вторият тип клетки реагират само когато обектът е разположен по-далеч от точката на фиксиране;
има и клетки, които реагират, когато стимулът е по-близо до точката на фиксиране.

Всички тези клетки имат свойството селективност на ориентацията. Те реагират добре на краища на линии и движещи се стимули. Някои бинокулярни стимули се обработват в мозъчната кора по неясен начин. Има и борба в зрителното поле. В случай, че върху ретината на двете очи се създават изображения, които се различават значително едно от друго, тогава често едно от тях престава да се възприема изобщо. Това явление означава, че ако зрителната система не е в състояние да комбинира изображения на две ретини, тя напълно или частично отхвърля едно от изображенията.

За нормално стереоскопично зрение са необходими следните условия:

адекватна работа на окуломоторната система на очните ябълки;
достатъчна зрителна острота;
минимална разлика в зрителната острота на двете очи;
силна връзка между акомодация, сливане и конвергенция;
лека разлика в мащаба на изображението в двете очи.

Ако върху ретината на лявото и дясното око при гледане на един и същи обект изображението има различни размери или неравен мащаб, т.нар. Това е една от многото причини, поради които стереоскопичното зрение става нестабилно или изобщо не съществува. Анисейконията най-често се развива при наличие на (разни очи). Ако не надвишава 2 - 2,5%, тогава е възможно да се извърши корекция с обикновени стигматични лещи. По-високата анисейкония изисква използването на анисейконични очила.

Една от причините за появата е нарушение на връзката между конвергенцията и настаняването. При очевиден страбизъм има не само козметичен недостатък, но и зрителната острота на примижаващото око също намалява. Той може като цяло да изключи процеса на възприемане на образи. В случай на латентен страбизъм или хетерофория няма козметичен дефект, но може да предотврати стереопсис. Хора с хетерофория над 3° не могат да работят с бинокулярни устройства.

Прагът на стереоскопично зрение зависи от различни фактори:

върху яркостта на фона;
контраст на обекта;
продължителност на наблюдението.

При оптимални условия на гледане, прагът на възприемане на дълбочина е в диапазона от 10 - 12 до 5 инча.

Има няколко метода за оценка, дефиниране и изследване на стереоскопично зрение:

използване на стереоскоп според таблиците на Pulfrich (в този случай минималният праг за стереоскопично възприятие е 15″);
различни видове стереоскопи с набор от по-точни таблици (диапазон на измерване - от 10 до 90 ″);
използване на устройство, което използва произволен фон, който изключва монокулярно наблюдение на обекти (допустимата грешка при измерване е 1 - 2″).

Формата, размерът и разстоянието до обекта, например, поради бинокулярно зрение (броят на очите може да бъде повече от 2, тъй като например осите имат две сложни очи и три прости очи (очи), скорпионите - 3- 6 чифта очи) или други видове зрение.

Функции на органите на зрението

Функциите на органите на зрението включват:

централно или обектно зрение
стереоскопично зрение
периферно зрение
цветно зрение
светлоусещане

бинокулярно зрение

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Вижте какво е "стереоскопично зрение" в други речници:

Пространствено (обемно) виждане ... Физическа енциклопедия

стереоскопично зрение- Перцептивно възприемане на триизмерни обекти, поради комбинацията от две гледни точки (очи) и наличието на зрителни канали, които предават информация на мозъка. Психология. А Я. Речник справочник / Пер. от английски. К. С. Ткаченко. M .: СПРАВЕДЛИВА ПРЕСА ... ... Голяма психологическа енциклопедия

стереоскопично зрение- erdvinis regėjimas statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. стереоскопично зрение vok. räumliches Sehen, n; stereoskopisches Sehen, n; Tiefensehen, n рус. пространствено зрение, n; стереоскопично зрение, n pranc. стереоскопично зрение, f … Fizikos terminų žodynas

СТЕРЕОСКОПИЧНО ЗРЕНИЕ- Вижте визия, стереоскопично... Обяснителен речник по психология

Глобално стереоскопично зрение- Процесът, лежащ в основата на възприемането на стереограми, образувани от произволни конфигурации на точки, изискващ пълно или глобално сравнение на различни елементи, общи за двете половини на стереодвойка ... Психология на усещанията: речник

Пътища на зрителния анализатор 1 Лява половина на зрителното поле, 2 Дясна половина на зрителното поле, 3 Око, 4 Ретина, 5 Зрителни нерви, 6 Окуломоторен нерв, 7 Хиазма, 8 Зрителен тракт, 9 Странично геникуларно тяло, 10 .. ... Уикипедия

Основна статия: Визуална система Оптична илюзия: сламката изглежда е счупена ... Уикипедия

Пространствено изображение, което при гледане изглежда визуално обемно (триизмерно), предаващо формата на изобразените обекти, естеството на тяхната повърхност (блясък, текстура), относително положение в пространството и други външни обекти. знаци...... Физическа енциклопедия

I Зрението (visio, visus) е физиологичният процес на възприемане на размера, формата и цвета на обектите, както и тяхното взаимно разположение и разстояние между тях; източникът на визуално възприятие е светлината, излъчвана или отразена от обекти ... ... Медицинска енциклопедия

Способността за едновременно ясно виждане на изображение на обект с двете очи; в този случай човекът вижда едно изображение на обекта, който гледа. Бинокулярното зрение не е вродено, а се развива през първите няколко месеца от живота. медицински термини

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

публикувано на http://www.allbest.ru/

стереоскопично зрение. Методи и средства

Въведение

1.1 Монокулярни компоненти на стерео възприятието

1.1.1 Паралакс на движение

1.1.2 Перспектива

1.1.3 Въздушна перспектива

1.1.4 Настаняване

1.2.1 Стереопсис

1.2.2 Конвергенция на очите

Въведение

Стереоскопичното зрение е най-големият дар, даден на човека от природата. Благодарение на него човек има възможност да възприема света около себе си в цялата му дълбочина и многостранност. Триизмерно изображение формира мозъкът в естествени условия, когато човек гледа реални обекти с двете очи.

Стереоскопичното зрение е специален вид зрение, при което можем да видим не само размерите на обект в една равнина, но и неговата форма, разстояние до него и размерите на обект в различни равнини. Такова триизмерно зрение е присъщо на всеки здрав човек: ако видим къща на планина в далечината, можем да преценим приблизително колко е голяма, колко далеч е от нас. Всъщност стереоскопичното зрение е една от функциите на човешкото око.

1. Механизми на формиране на визуалния стерео ефект
Триизмерно, пространствено (стереоскопично) изображение се формира от мозъка при гледане на реални обекти с двете очи. Мозъкът взема предвид съвкупността от различни видове информация, възприемани от зрителния апарат, и формира единен пространствен образ, използвайки комбинация от различни механизми.
Сред тези механизми могат да се разграничат монокулярни и бинокулярни, перспектива, конвергенция на очите, възприемане на дълбочината на пространството по време на движение на главата и други.
1.1 Монокулярни компоненти на стерео възприятието
1.1.1 Паралакс на движение
Паралакс (промяна, редуване) - промяна във видимото положение на обекта спрямо далечния фон в зависимост от позицията на наблюдателя.
Знаейки разстоянието между точките на наблюдение L (база) и ъгъла на отместване?, можем да определим разстоянието до обекта:
За малки ъгли (? -- в радиани):
Паралаксът се използва в геодезията и астрономията за измерване на разстоянието до отдалечени обекти (по-специално в специални единици - парсеци). Бинокулярното зрение се основава на явлението паралакс.
зрение око оклузия стерео ефект
1.1.2 Перспектива
Перспектива (фр. перспектива от лат. perspicere - гледам през) - техника за изобразяване на пространствени обекти върху повърхност в съответствие с онези видими намаления на техния размер, промени в очертанията на формата и светлинни и сенчести отношения, които се наблюдават в природата.
С други думи, това е:
1. Визуално изкривяване на пропорциите и формата на реалните тела при зрителното им възприятие. Например изглежда, че две успоредни релси се събират в точка на хоризонта.
2. Метод за изобразяване на триизмерни тела, предаващи собствената им пространствена структура и местоположение в пространството. Във визуалните изкуства са възможни различни приложения на перспективата, която се използва като едно от художествените средства, които повишават изразителността на изображенията.
В зависимост от предназначението на перспективното изображение, перспективата включва следните изгледи:
Директна линейна перспектива
Изглед на перспектива, който се изчислява от фиксирана гледна точка и предполага една единствена точка на изчезване на хоризонта (обектите намаляват пропорционално, докато се отдалечават от предния план). Теорията за линейната перспектива се появява за първи път с Амброджо Лоренцети през 14 век и отново е развита през Ренесанса (Брунелески, Алберти), базирана на прости закони на оптиката и отлично потвърдена от практиката. Картографирането на пространството върху равнина, първо с обикновена пинхол камера с обикновен отвор (стена), а след това с обектив, е изцяло подчинено на законите на линейната перспектива. Директната перспектива отдавна е призната за единственото истинско отражение на света в равнината на картината. Като се има предвид факта, че линейната перспектива е изображение, изградено върху равнина, равнината може да бъде разположена вертикално, наклонено и хоризонтално, в зависимост от предназначението на перспективните изображения. Вертикалната равнина, върху която се изграждат изображения с помощта на линейна перспектива, се използва за създаване на картина (живопис на статив) и стенни панели (на стена в стая или извън къща, главно в нейните краища). Изграждането на перспективни изображения върху наклонени равнини се използва в монументалната живопис - картини върху наклонени фризове вътре в помещенията на дворцови сгради и катедрали. На наклонена картина в стативната живопис се изграждат перспективни изображения на високи сгради от близко разстояние или архитектурни обекти на градския пейзаж от птичи поглед. Изграждането на перспективни изображения в хоризонтална равнина се използва при боядисване на тавани (плафони). Известни са например мозаечните изображения върху овалните плафони на метростанция Маяковская от художника А. А. Дейнека. Изображенията, построени в перспектива върху хоризонталната равнина на тавана, се наричат плафонна перспектива.
Линейната перспектива на хоризонтални и наклонени равнини има някои характеристики, за разлика от изображенията на вертикална картина.
В днешно време доминира използването на директна линейна перспектива, до голяма степен поради по-голямата "реалистичност" на подобно изображение и в частност поради използването на този тип проекция в 3D игрите.
Във фотографията за получаване на линейна перспектива в снимка близка до реалната се използват обективи с фокусно разстояние приблизително равно на диагонала на кадъра. За засилване на ефекта на линейната перспектива се използват широкоъгълни лещи, които правят предния план по-изпъкнал, а за омекотяване - дългофокусни лещи, които изравняват разликата в размерите на далечни и близки обекти.
Обратна линейна перспектива
Видът на перспективата, използван във византийската и староруската живопис, при който изобразените обекти изглежда се увеличават, докато се отдалечават от зрителя, картината има няколко хоризонта и гледни точки и други характеристики. Когато са изобразени в обратна перспектива, обектите се разширяват, докато се отдалечават от зрителя, сякаш центърът на изчезващите линии не е на хоризонта, а вътре в самия зрител.
Обратната перспектива възниква в късноантичното и средновековното изкуство (миниатюра, икона, фреска, мозайка) както в Западна Европа, така и във византийския кръг от страни. Сред причините за появата на феномена на обратната перспектива най-простата и очевидна за критиците беше неспособността на художниците да изобразяват света така, както го вижда наблюдателят. Следователно такава система от перспектива се смяташе за погрешна техника, а самата перспектива се считаше за фалшива. Въпреки това, според П. А. Флоренски, обратната перспектива има строго математическо описание, математически тя е еквивалентна на пряката перспектива, но духовно образува цялостно символично пространство, ориентирано към зрителя и предполагащо неговата духовна връзка със света на символичните образи. Следователно обратната перспектива съответства на задачата да се въплъти свръхсетивното свещено съдържание във видима, но лишена от материал конкретна форма. Според теорията на Л. Ф. Жегин, обратната перспектива е прехвърлянето към равнината на сумата от зрителните възприятия на наблюдателя, което по този начин се оказва „точка на изчезване“. В същото време тя не е единствената система за организиране на изобразителното пространство (което би било оптически невъзможно, тъй като фоновите обекти просто не биха се вместили в „рамката” на изгледа), а се съчетава с перспективата на „силно сближаване” с различни точки на изчезване. Б. В. Раушенбах, опровергавайки погрешното схващане за обратната перспектива като единствената система в средновековната живопис, показва в същото време, че при определени условия (на малко разстояние) човешкото око възприема изображението не в пряка, а в обратна перспектива, феноменът на което следователно се намира в сферата на самото възприятие, а не в образа, както вярва Жегин.
Обратната перспектива е обобщена в проблемите на възприятието извън визуалните изкуства. Например, психофизиолозите използват псевдоскоп, за да изследват възприемането на обратна перспектива от човек в динамични условия. Психолозите изучават механизма на генериране на визуален образ като цяло, важен елемент от който е личният смисъл.
Панорамна перспектива
Изображение, изградено върху вътрешна цилиндрична (понякога сферична) повърхност. Думата "панорама" означава "виждам всичко", в буквален превод това е перспективно изображение в картината на всичко, което зрителят вижда около себе си. При рисуване гледната точка се поставя върху оста на цилиндъра (или в центъра на топката), а линията на хоризонта е върху кръг, разположен на височината на очите на зрителя. Следователно, когато гледате панорами, зрителят трябва да бъде в центъра на кръгла стая, където по правило се намира палуба за наблюдение. Перспективните изображения в панорамата се комбинират с предния план, тоест с реални обекти пред него. Известни в Русия са панорамите "Отбраната на Севастопол" (1902-1904) и "Бородинската битка" (1911) в Москва (автор - Ф. А. Рубо) и "Битката при Сталинград" (1983) във Волгоград. Частта от панорамата с реални обекти, разположени между цилиндричната повърхност и зрителя, се нарича диорама. По правило диорамата заема отделна стая, в която предната стена е заменена с цилиндрична повърхност и изобразява пейзаж или панорама на града. Диорамите често използват фоново осветление, за да създадат светлинен ефект.
Правилата на панорамната перспектива се използват при рисуване на картини и стенописи върху цилиндрични сводове и тавани, в ниши, както и върху външната повърхност на цилиндрични вази и съдове; при създаване на цилиндрични и сферични фотопанорами.
сферична перспектива
Сферична перспектива, заснета с обектив рибешко око
На сферични огледални повърхности могат да се наблюдават сферични изкривявания. В този случай очите на зрителя винаги са в центъра на отражението върху топката. Това е позицията на основната точка, която всъщност не е обвързана нито с нивото на хоризонта, нито с главния вертикал. Когато изобразявате обекти в сферична перспектива, всички линии на дълбочина ще имат точка на изчезване в основната точка и ще останат строго прави. Основният вертикал и линията на хоризонта също ще бъдат строго прави. Всички други линии ще се огъват все повече и повече, докато се отдалечават от основната точка, превръщайки се в кръг. Всяка линия, която не минава през центъра, когато се удължи, е полуелипса.
тонална перспектива
Тоналната перспектива е понятието техника на рисуване. Тоналната перспектива е промяна в цвета и тона на обекта, промяна в неговите контрастни характеристики в посока на намаляване, заглушаване при движение по-дълбоко в пространството. Принципите на тоналната перспектива за първи път са обосновани от Леонардо да Винчи.
Перцептивна перспектива
Академик Б. В. Раушенбах изследва как човек възприема дълбочината във връзка с бинокулярното зрение, мобилността на гледната точка и постоянството на формата на обекта в подсъзнанието и стига до извода, че предният план се възприема в обратна перспектива, плитък далечен в аксонометрична перспектива, далечен план - в праволинейна перспектива.
Тази обща перспектива, която съчетава обратна, аксонометрична и директна линейна перспектива, се нарича перцептивна.
1.1.3 Въздушна перспектива
Въздушната перспектива се характеризира с изчезването на остротата и яснотата на очертанията на обектите, когато се отдалечават от очите на наблюдателя. В същото време фонът се характеризира с намаляване на наситеността на цветовете (цветът губи своята яркост, контрастите на светлинката се смекчават), така че дълбочината изглежда по-тъмна от предния план. Въздушната перспектива е свързана с промяна на тоновете, поради което може да се нарече и тонална перспектива. Първите изследвания на моделите на въздушната перспектива са открити при Леонардо да Винчи. „Нещата от разстояние“, пише той, „ви изглеждат двусмислени и съмнителни; правете ги с еднаква неяснота, в противен случай те ще се появят на същото разстояние във вашата снимка ... не ограничавайте нещата, които са далеч от окото, защото на разстояние не само тези граници, но и части от телата са незабележими. Великият художник отбеляза, че разстоянието на обект от окото на наблюдателя е свързано с промяна в цвета на обекта. Следователно, за да се предаде дълбочината на пространството в картината, най-близките обекти трябва да бъдат изобразени от художника в техните собствени цветове, далечните придобиват синкав оттенък, „... и най-последните обекти, видими в него, като тъй като планините, поради голямото количество въздух между окото ви и планината, изглеждат сини, почти цвета на въздуха ... ".
Въздушната перспектива зависи от влажността и съдържанието на прах във въздуха и е ясно изразена по време на мъгла, призори над резервоар, в пустинята или степта по време на ветровито време, когато се вдига прах.
1.1.4 Настаняване
Акомодация (от латински accommodatio - приспособяване, приспособяване) - адаптирането на орган или организъм като цяло към промените във външните условия (смисълът е близък до термина "адаптация").
Най-често терминът се използва за описание на промените в силата на пречупване на оптичната система на окото за ясно възприемане на обекти, разположени на различни разстояния. Обемът на акомодацията описва границите на възможността за промяна на силата на пречупване на оптичната система на окото за възприемане на обекти, разположени на различни разстояния. Определено по метода на Dashevsky A.N. (с използване на негативни лещи), както и на устройства DKA и PORZ.
Физиологично настаняване - настаняване на възбудими тъкани (мускулни, нервни), адаптиране към действието на дразнител, бавно нарастващо по сила. Хистологично настаняване - промяна във формата и съотношението на тъканните елементи (клетки) в процеса на адаптиране към променящите се условия.
При птици и бозайници се осигурява от промяна в кривината на лещата под действието на цилиарния мускул, а при риби, земноводни и главоноги - поради движението на лещата спрямо ретината. Влечугите могат да използват и двата механизма за настаняване. Теоретичната обосновка на акомодацията на окото е дадена от английския физик Томас Юнг (1793) и немския физиолог Хелмхолц (1853).
При хората чрез акомодация се осигурява фина настройка в рамките на 5 диоптъра. При ясно виждане на всяко конкретно разстояние, обемът на настаняването се разделя на две части: изразходвана и оставаща в резерв (резерв).
1.1.5 Оклузия (екраниране)
Оклузията (затваряне на едно от очите) е основното лечение на амблиопия (функционално намаляване на зрителната острота) и страбизъм.
Целта на оклузията при амблиопия е да накара лошото око да работи и да изключи ефекта на затворено око върху него, което потиска зрителните му впечатления, особено ако това затворено око вижда по-добре.
1.2 Бинокулярни компоненти на стерео възприятието
1.2.1 Стереопсис
Стереопсис (стерео ефект) - усещане за разширение и облекчение на пространството, което възниква при наблюдение на реални обекти, гледане на стерео двойки, стерео снимки, стерео изображения и холограми. Често наричан "възприятие за дълбочина".
Както знаете, изображението, което се вижда от лявото око, е малко по-различно от изображението, получено от дясното око. Благодарение на което нашият мозък е в състояние да възстанови "дълбочината" на наблюдаваната сцена. Но как точно той прави това и как изобщо е възможно, малко хора знаят.
През 1838 г. английският учен Чарлз Уитстоун открива (обяснява по-точно) природата на 3D зрението.
Ако си представим оптичната система на човек от две очи с повече или по-малко успоредни оптични оси (паралакс), тогава се оказва, че разликата в изображенията (несъответствие) се определя само от дълбочината. За да бъдем по-точни, несъответствието (или несъответствието) е обратно пропорционално на дълбочината (разстоянието), т.е. например безкрайно отдалечена точка ще бъде проектирана еднакво върху двете ретини (несъответствие = 0), а близко разположена точка ще бъде проектирана на напълно различни места на ретината (голямо несъответствие).
1.2.2 Конвергенция на очите
Конвергенция на очите - сближаването на зрителните оси на двете очи при фиксиране на погледа върху близко разположени обекти. В този случай се получава стесняване на зеницата. Конвергенцията на очите се извършва рефлексивно в процеса на бинокулярно зрение.
Липсата на конвергенция на очите води до развитие на различен страбизъм. При деца, страдащи от далекогледство, ако не са използвали коригиращи очила, лесно се развива спазъм на конвергенция на очите, което води до появата на конвергентен страбизъм.
1.3 Начини за симулиране на стерео ефект
Стерео ефект - усещане за обем, пространствено разположение (видими обекти, източници на звук)
В зрителното възприятие стереоефектът е усещане за разширяване на пространството и релефа на обектите, които възникват поради стереоскопично зрение, при наблюдение на реални обекти с две очи, както и при гледане на стерео снимки - стерео двойки с помощта на стереоскоп, растер стерео изображения, холограми, стереограми и други изкуствени изображения.
Усещането за стерео ефект може да се симулира, например, чрез създаване на частичен аналог на естествен обект, чиито точки са разположени в пространствената координатна система X, Y, Z или показани с помощта на стреогеометрия в чертеж, чертеж, стерео снимка. Видимите точки на даден обект се гледат с две очи едновременно, а някои от тях могат да се видят само с едно от очите. Например скулптурата е пример за триизмерно представяне на обект. За да получите триизмерно изображение, е необходимо да го разгледате от няколко страни. Когато разглеждаме обект от едната страна (в конвенционалната фотография), проектираме всички точки на обекта върху една равнина, където полученото изображение е плоско.
Природата реши този проблем, като даде на някои животни и хора бинокулярно зрение. Основата между очите на човек е средно 64 mm (50-70 mm) Гледайки предметите с две очи, ние виждаме обектите в обем както в статично, така и в движение.
2. Ролята на стереоскопичното зрение в живота
Животът на животните и хората до голяма степен зависи от зрението, особено бинокулярно-стереоскопично. Основната му функция е ориентация в пространството. Благодарение на способността да виждаме света около нас в обем, ние сме по-добре ориентирани в него. Освен това животът на човек ще стане много по-труден, ако той загуби усещането за дълбочината на пространството. Не само в дивата природа - стереоскопичното зрение ни помага при спортни дейности: например без ориентация в пространството са немислими изпълненията на гимнастички на греда, на щанги и др., лекоатлети, скачачи с прът, на височина и др. .
Бинокулярният микроскоп (вид микроскоп за наблюдение на триизмерно увеличено изображение на малки обекти) ви позволява да видите всички детайли на структурата на насекоми, минерални проби, детайли на дизайна на микросхемата. Неврохирургът не може да извърши сложна операция без стерео оборудване, с помощта на което той вижда своя инструмент, пространственото разположение на оперираните нервни стволове и структурата на околните тъкани.
3. Техники за създаване на изкуствени стерео изображения
Безкрайно разнообразните области на използване на оптични изображения в науката, технологиите и в ежедневието изискват такива методи за създаване и възпроизвеждане на изображения, които ви позволяват да получите максимално приближение до реалността.
Стерео изображение може да се получи с помощта на технически системи и устройства, които използват принципа на бинокулярното зрение - оптични системи, които осигуряват отделно зрително поле за всяко око. В този случай разглежданите отделни изображения (стерео двойки) попадат отделно върху ретината на очите и се сливат в едно триизмерно изображение в мозъчната кора на човека.
Едно от първите устройства е стереоскопът, чието създаване е естествено следствие от развитието на фотографията.
По-късно се появяват анаглифни очила, осигуряващи триизмерно изображение по опростена схема; но качеството на такива илюстрации е доста ниско, те не могат да бъдат многоцветни и освен това гледането на анаглифи уморява очите.
Ленс-растерната стереоскопия намери приложение в производството на пощенски картички и значки.
В края на 20-ти век големи надежди се възлагат на холограмите като начин за възпроизвеждане на триизмерни изображения, но практическото им приложение в момента е малко.
Стереоскопия (от гръцки stereos ... - твърд, обемен, пространствен; + гръцки ... skopeo - гледам, разглеждам, наблюдавам) - метод за получаване на стерео изображения, който осигурява условия за едновременно гледане на обект с две очи , имитирайки естественото бинокулярно зрение.
Стереоскопичното изображение в технологиите и кинематографията често се нарича 3D изображение от английски. фрази 3-Dimensions - "триизмерен". Стерео изображение може да се реализира и в обем от прозрачни материали, под формата на холограми и по други методи.
Стереоскопичното зрение осигурява на човек най-доброто възприемане на структурата на обекта, пространственото разположение на отделните му елементи. Стерео изображението може да бъде записано като стерео двойки, стерео филми, стерео телевизия или стереоскопични компютърни игри и др. Устройства за гледане на стерео изображения - стереоскопи, стерео кина, компютърни програми (VRML) и др.
През последните години стереоскопията се превърна в незаменим метод, търсен в науката, в приложните области - електроника, медицина. С помощта на конвенционална сканираща микроскопия, оптична микроскопия и т.н. могат да се получат "плоски" изображения на обекти на изследване, които обаче в някои случаи не позволяват да се оцени релефа на обект с достатъчна яснота. Последните постижения в електрониката, в областта на нанотехнологиите, в създаването на светлочувствителни материали - фотосензори, ADC системи правят възможно получаването на стереоскопично изображение (което след това може да бъде показано на монитор или фотопечат, съхранено в паметта на компютъра или предавани от телевизионна и видео комуникационна система под формата на триизмерно изображение - 3D ).
Като цяло стереоскопията е разделена на секции:
Стерео фотография
· Стереофото печат
Средства за реализиране на стереоскопичен образ

Огледало, оптично (изобретено от Чарлз Уитстоун през 1837 г.).

растер,

Обектив-растер,

анаглиф,

стереоснимки,

стереомикроскопичен,

стереорадиографски,

Компютър, използващ VRML (Vir-tualRealituModelingLanguage) файлови формати - файлови формати за показване на триизмерни обекти на 3D дисплеи на монитора,

Холографски и др.

Историята на създаването на стереоскопията.

През 1837 г. Уитстоун, Чарлз изобретява първия оптичен стереоскоп, произведен в Англия около 1850 г., съдържащ два окуляра (с основно разстояние между тях 65 mm).

През 1883 г. е създаден първият огледален стереоскоп. Негов създател също е Чарлз Уитстоун (Три години по-късно, през 1886 г., първата снимка е създадена за първи път от Камата). Дизайнът му не съдържа оптични системи като окуляри и се състои от две огледала. Очите на наблюдателя през тези огледала виждат отделно и едновременно две изображения на стерео двойка. Пътят на лъчите създава отделно разглеждане на всяко изображение и създава въображаемо триизмерно изображение в равнината. През последните 100 години са създадени много стерео устройства, включително микроскопи, които правят възможно гледането на стерео изображения. През 1896 г. за първи път от Бертие е открит метод за разделяне на стерео изображения без очила. С помощта на оптична растерна решетка, направена върху плоскопаралелно стъкло, е възможно да се гледа една стерео двойка в една равнина под определен ъгъл без очила.

През 1908 г. е създаден Lens Raster - създателят - професорът от Парижкия университет Габриел Йонас Липман (1845-1921). Перфектният растер на лещите на оптичната система осигурява гледане на стерео двойка, стерео снимка, стерео изображение. Получават се на базата на различни материали (стъкло, пластмаса, метал, върху чиято повърхност е нанесен фотоемулсионен слой или флуоресцентно покритие (оптични стъкла на телевизионни монитори) и които се гледат с и без стъкла под различни ъгли.

През 1929 г. SetonRochwite започва да проектира и изгражда свои собствени стерео камери, а през 1940 г. създава първия прототип. Компанията DavidWhite от Милуоки пое проекта и през 1947 г. успешно започна масовото производство на стереокамерите "StereoRealist" на Seton Rohvite.

До края на 60-те години на миналия век, поради трудността при гледане на стерео изображения, интересът към стерео фотографията спада и тя бързо започва да губи позиции. Производството на стерео камери е спряно.

Анаглифна стерео фотография.

Анаглифът е изображение, създадено с цел получаване на стерео ефект с помощта на стерео двойка, комбинирана по време на типографски печат, създадена от две монохромни цветни изображения (обикновено червено и синьо). За гледане на стерео изображения, предназначени за ляво и дясно око, се използват очила, едното от които е синьо, а второто е филтър за червена светлина.

Стерео фотография.

Стерео фотографията след повече от 40 години започна да се възражда. Това се дължи на бързото развитие на цифровата фотография, която измества аналоговата фотография с помощта на филм. Стереофотографията се използва широко в микроскопията, изследователските лаборатории, медицината при диагностика на заболявания и лечение в медицината, космоса, военната техника и др.

Стерео камера.

Появата на цифрови и филмови стерео камери в серийно производство е причинена от повишеното търсене на пазара.

През 2008 г. се появи стерео камерата от FujifilmCellNews. Стереоскопичната камера по своя дизайн не се различава от обикновените. Две лещи с базово разстояние като всички предшественици, но се използват фотосензори вместо филм.

Компанията 3D World (Китай) пусна серийна стерео камера TL120-1, работеща на филм със среден формат 120. Тя ви позволява да снимате в два режима. Това е стерео заснемане и снимане в режим с един фотообектив.

Стерео изображение е стерео изображение, възприемано от бинокулярно зрение, чийто материален носител е електромагнитно излъчване или светлина. Светлинните лъчи, преминаващи през оптичната система (око, камера...) образуват по определен начин трансформиран стерео образ във възприемащата структура (върху ретината, върху екрана, фотографски материал, фотосензор и др.) в съответствие с закони на перспективата.

Растерна стерео фотография.

Растерната стереофотография понастоящем се използва главно в стереофотопечат с помощта на растер на лещи. Използва се при стерео печат и участва в кодирането на стерео фото изображения при експониране на изображения от стерео двойки на фотографски материал и залепване на екрана на лещите върху повърхността на тези снимки след изсушаване.

Кодирането е метод за прилагане на тесни вертикални ивици.

Една двойка ивици кодира една стерео двойка от стерео изображение и се нарича паралакс стереограма.

Кодирането на изображения, където има много стереодвойки, се нарича паралакс панорама.

Същността на обичайния начин:

Стереофото печатът се извършва в последователност от действия - това са:

· Инсталиране на стереонегативи в 2-обективен фотоувеличител;

· Фокусиране на всяка от 2-те лещи за получаване на резки изображения в изчислената скала;

· Комбинация от 2 изображения в равнината на фотоматериали;

· Едновременно експониране на кадри от стерео двойка през лещовидно-растерна плоча (растер на лещи)!;

· Химическа обработка на фотоматериали;

След изсушаване на снимковия материал върху получената кодирана снимка се наслагва растер от лещи с регулиране на позицията на елементите на лещите до получаване на ясен стерео образ с едновременно фиксиране със специално оптично прозрачно лепило.

Същността на един по-съвършен начин:

Кодирането се извършва с помощта на плосък оптичен растер. В този случай експозицията се извършва на два етапа. Първият е изложен всеки кадър както обикновено, чието поле се измества от растера със стъпка l=p/2. След това се експонира вторият кадър. Всичко друго е същото. Този метод се различава по това, че не изисква изчисления на настройките на формата на рамката и най-важното е, че няма моаре поради дебелината на растера на лещата по време на кодиране. Оптичният растер е точно разположен в равнината на фоточувствителния слой на фотографския материал.

Псевдостереоскопия.

Технологията за GIF анимация ви позволява да създадете усещане за обем дори при монокулярно зрение.

Природата също прилага подобен механизъм за възприемане на обема - например пилетата ходят, като постоянно клатят глави напред-назад, което им осигурява висококачествено визуално стерео възприятие за всяко око (въпреки че зрителните полета на очите им се припокриват много малко). Това ви позволява да подчертавате малки насекоми в тревата, зърната и друга храна.

Възприятието за обем може да се получи не само чрез едновременно гледане на обект или изображение с две очи едновременно, но и чрез доста бърза смяна на изображения в един канал на изображението (с монокулярно зрение).

Подобен метод е предложен и за "псевдостерео телевизия" - чрез създаване на анаглифично изображение за движещи се, динамични обекти.

Вместо да гледа изображението едновременно, видеосигналът се разделя на два цветни канала (обикновено червен и син, като се използват подходящи очила). Динамично монокулярно изображение с плосък цвят се обработва по такъв начин, че непроменен видеосигнал се подава към едното око (например червения канал), а сигналът се подава към второто (син канал) с малко времезакъснение от променена динамична сцена. Поради движението на обектите в сцената, човешкият мозък получава "обемно изображение" (но само ако обектите на преден план се движат или въртят). Недостатъкът на този метод е ограниченият тип сцени, в които може да възникне стереоефектът, както и забележимата загуба на качеството на цветното изображение (всяко око получава почти монохроматично цветно изображение).

Друг метод за получаване на псевдостерео изображение е използването на нервни закъснения в зрителния апарат. Тъмното изображение се възприема от окото малко по-бавно от светлото изображение. Ако присвиете едно око (или погледнете през тъмно стъкло) - "забавеното" предишно изображение на видео последователността ще бъде насложено върху текущото изображение, възприемано от другото око. Ако камерата се движи успоредно на равнината на кадъра („снимане от прозореца на влака“), „затъмненото“ око ще възприеме видеото от свой ъгъл, а второто от близка точка, което поражда неочаквано силен стерео ефект. Той няма практическо приложение поради ограничените възможни ъгли, но е лесен за експериментално получаване - достатъчен е мобилен телефон с камера, електричка и присвито око.

Представен на Allbest.ur

Подобни документи

Пътища на зрителния анализатор. Човешко око, стереоскопично зрение. Аномалии в развитието на лещата и роговицата. Малформации на ретината. Патология на проводимия отдел на зрителния анализатор (Coloboma). Възпаление на зрителния нерв.

курсова работа, добавена на 05.03.2015 г

От всички човешки сетива зрението винаги е било признато за най-добрия дар на природата. Човешкото око е устройство за приемане и обработка на светлинна информация. Анатомо-физиологична структура на органа на зрението. Най-честите очни заболявания.

резюме, добавено на 09.07.2008 г

Остро зрително увреждане. Намалена или пълна загуба на зрение, поява на воал пред очите (замъглено виждане), удвояване или изкривяване на обекти, изпадане от зрителното поле. Вътреочни чужди тела. Увреждане на очите от отровни насекоми.

доклад, добавен на 23.07.2009 г

Възможността за стереоскопично зрение на човека. Механизъм и основни условия за бинокулярно зрение. Определяне на разстоянието между обектите. Способността за бифовеално сливане. Страбизъм, хетерофория и страбизъм. Хирургично лечение на страбизъм.

презентация, добавена на 18.10.2015 г

Устройството на човешкото око и неговите защитни системи. Причини за нарушения на функциите на човешкия орган на зрението и тяхната профилактика. Комплекс от упражнения за гимнастика за очите. Най-често срещаните заболявания: късогледство, глаукома, катаракта, конюнктивит.

презентация, добавена на 25.12.2014 г

Обобщение на видовете наранявания на органите на зрението. Клинична картина, усложнения и методи за лечение на рани на клепачите, орбитата, очната ябълка. Непроникващи рани на роговицата и склерата. Проникващо нараняване с пролапс на ириса и цилиарното тяло. Контузия на органа на зрението.

презентация, добавена на 12/06/2012

Същността на понятието "визия". Очни заболявания: катаракта, глаукома, далекогледство, миопия. Техниката на М. Корбет, нейните основни принципи. Упражнения за очите по време на работа на компютър. Структурата на органите на слуха. Външен, среден и вътрешен отит.

резюме, добавено на 12/07/2014

Чести причини за очни заболявания при деца. Възможни зрителни увреждания при деца и методи за тяхното диагностициране. Профилактика на заболявания и упражнения за очите. Скиаскопия (тест за сянка). Миопия, рефрактивна грешка на окото. Полезни табута за очите.

курсова работа, добавена на 23.03.2015 г

Окото и неговите функции. Влиянието на кривината на роговицата - основната фокусираща тъкан - върху зрителната острота. Зрителна острота и практическа слепота. Рефракционни грешки: далекогледство, миопия, астигматизъм. Ролята на физическата култура в превенцията на миопията.

презентация, добавена на 19.06.2014 г

Устройство и функция на окото. Зрителни дефекти и очни заболявания: късогледство (миопия), далекогледство, пресбиопия (възрастово далекогледство), астигматизъм, катаракта, глаукома, страбизъм, кератоконус, амблиопия. Болести на ретината: отлепване и дистрофия.

3D ВИЗИЯ

3D ВИЗИЯ, способността на очите да определят позицията на обектите в триизмерното пространство. РЕТИНАТА създава двуизмерен образ, а информацията за дълбочината на пространството се създава в мозъка. За това служат такива „индикатори за дълбочина“ като линейна перспектива, PARALLAX и относителния размер на обектите. Той също така взема предвид факта, че всяко око вижда обекта малко по-различно.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво е "VOLUME VISION" в други речници:

аз; вж. Едно от петте външни сетива, чийто орган е окото; способността да виждаш. Орган на зрението. Загуба от поглед. Разваляне, проверка h. З. се подобри, влоши, възстанови. Остра, добра, лоша, слаба ◊ Зрително поле. един.…… енциклопедичен речник

визия- ▲ възприемане на външния вид, чрез, абсорбция, електромагнитни вълни зрение Възприятието на тялото за външния вид на обектите чрез улавяне на светлинни вибрации, излъчвани от тях. с просто око. анаглиф. стереорентгенография .........

ВИЗИЯ- процесът на възприемане на външното. на света, който определя представата за размера, формата, цвета на обектите, тяхното взаимно разположение и разстоянието между тях Орган 3. око Човешкото око е надарено със способността да възприема светлинни вълни в диапазона от 360 да се ... ... Руска педагогическа енциклопедия

обемно изображение- ▲ съраунд холографско изображение. ↓ визия, скулптура ... Идеографски речник на руския език

бинокулярно зрение- (от лат. bini двойка, две, oculus очи) зрение, в което участват и двете очи, а образите, които получават, се сливат в едно, съответстващо на съответния обект. Б з. осигурява обемно (стереоскопично) възприемане на наблюдаваното ... ... Корекционна педагогика и специална психология. Речник

Примати- (разред Примати) обширна група от видове бозайници (разред), която систематично включва съвременния човек и неговите еволюционни предшественици. На маймунски език (което не е много вярно). Най-важното отличие ...... Физическа антропология. Илюстрован тълковен речник.

Книгата на известния американски неврофизиолог, носител на Нобелова награда, обобщава съвременните представи за това как са подредени невронните структури на зрителната система, включително кората на главния мозък, и как обработват визуална информация. С високо научно ниво на изложение, книгата е написана на прост, ясен език, красиво илюстрирана. Може да служи като учебник по физиология на зрението и зрителното възприятие.

За студенти от биологични и медицински университети, неврофизиолози, офталмолози, психолози, специалисти по компютърни технологии и изкуствен интелект.

Книга:

<<< Назад

Напред >>>

Механизмът за оценка на разстоянието, базиран на сравнението на две изображения на ретината, е толкова надежден, че много хора (освен ако не са психолози и зрителни физиолози) дори не знаят за неговото съществуване. За да видите важността на този механизъм, опитайте да шофирате кола или велосипед, да играете тенис или да карате ски със затворено око за няколко минути. Стереоскопите излязоха от мода и можете да ги намерите само в антикварните магазини. Повечето читатели обаче са гледали стереоскопични филми (където зрителят трябва да носи специални очила). Принципът на действие както на стереоскопа, така и на стереоскопичните очила се основава на използването на стереопсисния механизъм.

Изображенията върху ретината са двуизмерни, но ние виждаме света в три измерения. Очевидно е, че способността за определяне на разстоянието до обектите е важна както за хората, така и за животните. По същия начин, възприемането на триизмерната форма на обектите означава преценка на относителната дълбочина. Помислете за прост пример за кръгъл предмет. Ако е наклонен спрямо линията на зрението, изображението му върху ретината ще бъде елипсовидно, но обикновено лесно възприемаме такъв обект като кръгъл. Това изисква способност за възприемане на дълбочина.

Човек има много механизми за оценка на дълбочината. Някои от тях са толкова очевидни, че едва ли заслужават да бъдат споменавани. Все пак ще ги спомена. Ако приблизителният размер на обект е известен, например в случай на обекти като човек, дърво или котка, тогава можем да преценим разстоянието до него (въпреки че има риск да сгрешим, ако срещнем джудже, бонсай или лъв). Ако един обект е разположен пред другия и частично го закрива, тогава възприемаме предния обект като по-близо. Ако вземем проекция на успоредни линии, например железопътни линии, отиващи в далечината, тогава в проекцията те ще се сближат. Това е пример за перспектива - много ефективна мярка за дълбочина. Изпъкналата част на стената изглежда по-светла в горната си част, ако източникът на светлина е разположен по-високо (обикновено източниците на светлина са отгоре), а вдлъбнатината в повърхността й, ако е осветена отгоре, изглежда по-тъмна в горната част . Ако източникът на светлина е поставен отдолу, тогава издутината ще изглежда като вдлъбнатина, а вдлъбнатината ще изглежда като издутина. Важен показател за разстоянието е паралакс на движение- видимото относително изместване на близки и по-далечни обекти, ако наблюдателят движи главата си наляво и надясно или нагоре и надолу. Ако някакъв твърд обект се завърти, дори под малък ъгъл, веднага се разкрива неговата триизмерна форма. Ако фокусираме лещата на окото си върху близък обект, тогава по-отдалеченият обект ще бъде извън фокус; по този начин се променя формата на лещата, т.е. чрез промяна на акомодацията на окото (вижте глави 2 и 6), ние сме в състояние да оценим разстоянието до обектите. Ако промените относителната посока на осите на двете очи, като ги съберете или раздалечите (извършвайки конвергенция или дивергенция), тогава можете да съберете две изображения на обект и да ги задържите в това положение. По този начин, чрез контролиране или на лещата, или на позицията на очите, човек може да оцени разстоянието до даден обект. Конструкциите на редица далекомери се основават на тези принципи. С изключение на конвергенцията и дивергенцията, всички останали мерки за разстояние, изброени досега, са монокулярни. Най-важният механизъм за възприемане на дълбочина, стереопсисът, зависи от споделянето на две очи. Когато гледате каквато и да е триизмерна сцена, двете очи формират малко по-различни изображения върху ретината. Лесно можете да се убедите в това, ако погледнете право напред и бързо движите главата си от едната страна на другата с около 10 см или бързо затворете едното или другото око. Ако имате плосък предмет пред себе си, няма да забележите голяма разлика. Ако обаче сцената включва обекти на различни разстояния от вас, ще забележите значителни промени в картината. По време на стереопсис мозъкът сравнява изображения на една и съща сцена на две ретини и оценява относителната дълбочина с голяма точност.

Да предположим, че наблюдателят фиксира с поглед определена точка P. Това твърдение е еквивалентно на това, че казваме: очите са насочени по такъв начин, че образите на точката са в централните ями на двете очи (F на фиг. 103). Да предположим сега, че Q е друга точка в пространството, която изглежда на наблюдателя като разположена на същата дълбочина като P. Нека Q L и Q R са изображенията на точка Q върху ретината на лявото и дясното око. В този случай точките Q L и Q R се наричат съответни точкидве ретини. Очевидно е, че ще съответстват две точки, съвпадащи с централните ямки на ретината. Също така е ясно от геометрични съображения, че точката Q", оценена от наблюдателя като разположена по-близо от Q, ще даде две проекции върху ретината - Q "L и Q" R - в несъответстващи точки, разположени по-далеч една от друга, отколкото в случай, ако тези точки съответстват (тази ситуация е изобразена от дясната страна на фигурата.) По същия начин, ако разгледаме точка, разположена по-далеч от наблюдателя, тогава се оказва, че нейните проекции върху ретината ще бъдат разположени по-близо една към друга от съответните точки. казаното по-горе за съответните точки са отчасти определения и отчасти твърдения, произтичащи от геометрични съображения. При разглеждането на този въпрос се взема предвид и психофизиологията на възприятието, тъй като наблюдателят субективно оценява дали обектът се намира по-далеч или по-близо до точката P. Нека въведем друго определение. Всички точки , които, подобно на точка Q (и, разбира се, точка P), се възприемат като равноотдалечени, лежат на horoptera- повърхност, минаваща през точките P и Q, чиято форма се различава както от равнина, така и от сфера и зависи от способността ни да оценяваме разстоянието, т.е. от нашия мозък. Разстоянията от фовеята F до проекциите на точката Q (Q L и Q R) са близки, но не равни. Ако винаги бяха равни, тогава линията на пресичане на хороптера с хоризонталната равнина би била кръг.

Ориз. 103. Наляво:ако наблюдателят гледа точка P, тогава две от нейните изображения (проекции) попадат върху централните ями на две очи (точка F). Q - точка, която според наблюдателя е на същото разстояние от него като P. В този случай казваме, че две проекции на точката Q (Q L и Q R) попадат в съответните точки на ретините. (Повърхност, съставена от всички точки Q, които изглеждат на същото разстояние от наблюдателя, същото като точка P, се нарича хороптер, преминаващ през точка P). На дясно:ако точката Q "е по-близо до наблюдателя от Q, тогава нейните проекции върху ретините (Q" L и Q "R) ще бъдат по-далеч една от друга хоризонтално, отколкото ако бяха в съответните точки. Ако точката Q" беше по-далеч, тогава проекциите Q "L" и Q "R биха били изместени хоризонтално по-близо една до друга.

Нека сега приемем, че фиксираме определена точка в пространството с очите си и че в това пространство има два точкови източника на светлина, които дават проекция на всяка ретина под формата на светлинна точка, и тези точки не съответстват: разстоянието между тях е няколко Повече ▼,отколкото между съответните точки. Всяко такова отклонение от позицията на съответните точки ще наричаме несъответствие.Ако това отклонение в хоризонтална посока не надвишава 2° (0,6 mm на ретината), а вертикално не надвишава няколко дъгови минути, тогава визуално ще възприемаме една точка в пространството, разположена по-близо от тази, която фиксираме. Ако разстоянията между проекциите на точката не са по-големи, а по-малко,отколкото между съответните точки, тогава тази точка ще изглежда разположена по-далеч от точката на фиксиране. И накрая, ако вертикалното отклонение надвишава няколко дъгови минути или хоризонталното отклонение е по-голямо от 2°, тогава ще видим две отделни точки, които може да изглеждат разположени по-далеч или по-близо до точката на фиксиране. Тези експериментални резултати илюстрират основния принцип на стерео възприятието, формулиран за първи път през 1838 г. от сър C. Wheatstone (който също изобретява устройството, известно в електротехниката като "моста на Wheatstone").

Изглежда почти невероятно, че преди това откритие никой не е осъзнавал, че фините разлики в изображенията, проектирани върху ретината на двете очи, могат да доведат до ясно впечатление за дълбочина. Такъв стерео ефект може да бъде демонстриран за няколко минути от всеки, който може произволно да намали или раздели осите на очите си, или от някой, който има молив, лист хартия и няколко малки огледала или призми. Не е ясно как Евклид, Архимед и Нютон са пропуснали това откритие. В статията си Уитстоун отбелязва, че Леонардо да Винчи е бил много близо до откриването на този принцип. Леонардо посочи, че топка, разположена пред пространствена сцена, се вижда различно от всяко око - с лявото око виждаме лявата й страна малко по-далеч, а с дясното око - дясната. Освен това Уитстоун отбелязва, че ако Леонардо беше избрал куб вместо сфера, той със сигурност щеше да забележи, че неговите проекции са различни за различните очи. След това той може, подобно на Уитстоун, да се интересува какво би се случило, ако две подобни изображения бъдат специално проектирани върху ретината на две очи.

Важен физиологичен факт е, че усещането за дълбочина (т.е. способността за "директно" виждане, един или друг обект е разположен по-далеч или по-близо до точката на фиксиране) възниква, когато две изображения на ретината са леко изместени един спрямо друг в хоризонтала. посока - раздалечени или, обратно, са близо един до друг (освен ако това изместване не надвишава около 2°, а вертикалното изместване е близо до нула). Това, разбира се, съответства на геометрични отношения: ако даден обект е разположен по-близо или по-далеч по отношение на определена референтна точка на разстояние, тогава неговите проекции върху ретината ще бъдат раздалечени или събрани хоризонтално, докато няма да има значително вертикално изместване на изображения.

Това е в основата на действието на изобретения от Уитстоун стереоскоп. Стереоскопът беше толкова популярен в продължение на около половин век, че почти всеки дом имаше такъв. Същият принцип е в основата на стерео филмите, които сега гледаме, използвайки специални полароидни очила за това. В оригиналния дизайн на стереоскопа наблюдателят гледаше две изображения, поставени в кутия, използвайки две огледала, които бяха разположени така, че всяко око виждаше само едно изображение. Сега често за удобство се използват призми и фокусиращи лещи. Двете изображения са идентични по всякакъв начин, с изключение на малки хоризонтални отмествания, които създават впечатление за дълбочина. Всеки може да направи снимка, подходяща за използване в стереоскоп, ако избере фиксиран обект (или сцена), направи снимка, след което премести камерата 5 сантиметра надясно или наляво и направи втора снимка.

Не всеки има способността да възприема дълбочината със стереоскоп. Можете лесно да проверите своя стереопсис сами, ако използвате стереодвойките, показани на фиг. 105 и 106. Ако имате стереоскоп, можете да направите копия на стерео двойките, показани тук, и да ги поставите в стереоскопа. Можете също така да поставите тънко парче картон перпендикулярно между две изображения от една и съща стереодвойка и да се опитате да погледнете изображението си с всяко око, като поставите очите си успоредни, сякаш гледате в далечината. Можете също така да се научите да движите очите си навътре и навън с пръста си, като го поставите между очите и стерео двойката и го движите напред или назад, докато изображенията се слеят, след което (това е най-трудното) можете да погледнете обединените изображение, опитвайки се да не го разделя на две. Ако успеете, тогава видимите дълбочини ще бъдат противоположни на тези, възприемани при използване на стереоскоп.

Ориз. 104. НО.Стереоскоп на Уитстоун. б.Диаграма на стереоскопа на Уитстоун, съставена от самия него. Наблюдателят седи пред две огледала (A и A"), поставени под ъгъл 40° спрямо посоката на погледа му, и гледа две картини, комбинирани в зрителното поле - E (с дясното око) и E “ (с лявото око). В по-проста версия, създадена по-късно, две картини са поставени една до друга, така че разстоянието между центровете им да е приблизително равно на разстоянието между очите. Двете призми отклоняват посоката на погледа, така че при правилна конвергенция лявото око вижда лявото изображение, а дясното око вижда дясното изображение. Вие сами можете да опитате да се справите без стереоскоп, като си представите, че гледате много далечен обект с очи, чиито оси са разположени успоредно една на друга. Тогава лявото око ще гледа лявото изображение, а дясното око ще гледа дясното.

Дори и да не успеете да повторите опита с дълбочинното възприятие - дали защото нямате стереоскоп, или защото не можете произволно да местите осите на очите навътре и навън - пак ще можете да разберете същността на въпроса, въпреки че няма да получите стерео удоволствие.

В горната стереодвойка на фиг. 105 в две квадратни рамки има малък кръг, единият от които е изместен леко вляво от центъра, а другият е леко вдясно. Ако погледнете тази стереодвойка с две очи, като използвате стереоскоп или друг метод за подравняване на изображението, тогава ще видите кръг не в равнината на листа, а пред него на разстояние около 2,5 см. Ако също разгледайте долната стереодвойка на фиг. 105, кръгът ще се вижда зад равнината на листа. Вие възприемате позицията на кръга по този начин, защото точно същата информация се получава върху ретината на очите ви, както ако кръгът наистина лиразположени пред или зад равнината на рамката.

Ориз. 105. Ако горната стерео двойка се вмъкне в стереоскопа, тогава кръгът ще изглежда пред равнината на рамката. В долната стереодвойка тя ще бъде разположена зад равнината на рамката. (Можете да направите този експеримент без стереоскоп, чрез сближаване или разминаване на очите; сближаването е по-лесно за повечето хора. За да улесните нещата, можете да вземете парче картон и да го поставите между две изображения на стерео двойка. Първо , това упражнение може да ви се стори трудно и досадно; не бъдете ревностни в началото При сближаване на очите на горната стереодвойка кръгът ще се вижда по-далеч от равнината, а на долната - по-близо).

През 1960 г. Бела Джулс от Bell Telephone Laboratories излезе с много полезна и елегантна техника за демонстриране на стерео ефекта. Изображението, показано на фиг. 107 на пръв поглед изглежда хомогенна произволна мозайка от малки триъгълници. Така е, само дето в централната част има скрит триъгълник с по-голям размер. Ако погледнете това изображение с две парчета цветен целофан, поставени пред очите ви - червено пред едното око и зелено пред другото, тогава трябва да видите триъгълник в центъра, стърчащ напред от равнината на листа. , както в предишния случай с малък кръг върху стереодвойки . (Може да се наложи да гледате около минута първия път, докато получите стерео ефект.) Размяната на парчетата целофан ще обърне дълбочината. Стойността на тези стерео двойки Yulesh се крие във факта, че ако вашето стерео възприятие е нарушено, тогава няма да видите триъгълник пред или зад околния фон.

Ориз. 106. Още една стерео двойка.

Обобщавайки, можем да кажем, че способността ни да възприемаме стерео ефекта зависи от пет условия:

1. Има много косвени признаци на дълбочина - частично затъмняване на едни обекти от други, паралакс на движение, въртене на обекта, относителни размери, хвърляне на сянка, перспектива. Стереопсисът обаче е най-мощният механизъм.

2. Ако фиксираме точка в пространството с очите си, тогава проекциите на тази точка попадат в централните ями на двете ретини. Всяка точка, за която се прецени, че е на същото разстояние от очите като точката на фиксиране, образува две проекции в съответните точки на ретината.

3. Стерео ефектът се определя от един прост геометричен факт - ако един обект е по-близо от точката на фиксиране, то двете му проекции върху ретината са по-далече една от друга от съответните точки.

4. Основният извод въз основа на резултатите от експериментите с изследваните лица е следният: обект, чиито проекции върху ретината на дясното и лявото око попадат върху съответните точки, се възприема като разположен на същото разстояние от очите като точката на фиксация; ако проекциите на този обект се раздалечат в сравнение със съответните точки, обектът изглежда разположен по-близо до точката на фиксиране; ако, напротив, те са близо, обектът изглежда е разположен по-далеч от точката на фиксиране.

5. При хоризонтално изместване на проекцията с повече от 2° или вертикално изместване с повече от няколко дъгови минути се получава удвояване.

Ориз. 107. За да се извика това изображение анаглиф,Бела Жул за първи път изгради две системи от произволно разположени малки триъгълници; те се различаваха само по това, че 1) едната система имаше червени триъгълници на бял фон, докато другата имаше зелени триъгълници на бял фон; 2) в рамките на голямата триъгълна зона (близо до центъра на фигурата), всички зелени триъгълници са малко изместени наляво в сравнение с червените. След това двете системи се подравняват, но с леко изместване, за да не се застъпват самите триъгълници. Ако полученото изображение се гледа през зелен целофанов филтър, ще се виждат само червени елементи, а ако през червен филтър, ще се виждат само зелени елементи. Ако поставите зелен филтър пред едното око и червен филтър пред другото, ще видите голям триъгълник, изпъкнал на около 1 см пред страницата. Ако филтрите са разменени, триъгълникът ще се вижда зад равнината на страницата.

<<< Назад

Напред >>>