Visione stereoscopica: cos'è, come funziona, come viene misurata?

La visione stereoscopica è un dono inestimabile che la natura ha assegnato a una persona.Grazie a questo meccanismo, percepiamo il mondo circostante in tutta la sua profondità e versatilità. Un'immagine 3D forma il cervello quando una persona guarda gli oggetti visibili con entrambi gli occhi.

La visione stereoscopica ha permesso alla persona moderna di creare imitazioni di un effetto stereo: film in 3D, stereotipi e stereofotografie.Tutto ciò rende il mondo intorno a noi ancora più delizioso e misterioso.

Cos'è la visione stereoscopica e come funziona?

Definizione di visione stereoscopica

La visione stereoscopica è una proprietà unica degli organi della visione, che consente di vedere non solo le dimensioni di un oggetto in un piano, ma anche la sua forma, nonché le dimensioni dell'oggetto in piani diversi.

Tale visione tridimensionale è inerente a ogni persona in buona salute: ad esempio, se vediamo una casa in lontananza, possiamo determinare approssimativamente che dimensioni è e quanto lontano è da noi.

La visione stereoscopica è una funzione importante eseguita dall'occhio umano.

meccanismo

Sulla retina dei nostri occhi si forma un'immagine bidimensionale, tuttavia, una persona percepisce la profondità dello spazio, cioè ha una visione stereoscopica tridimensionale.

Siamo in grado di valutare la profondità a causa di diversi meccanismi. Possedendo dati sulla grandezza dell'oggetto, una persona è in grado di calcolare la distanza o capire quale degli oggetti è più vicino, confrontando le dimensioni angolari dell'oggetto. Se un oggetto si trova di fronte all'altro e in parte lo oscura, l'oggetto anteriore viene percepito a una distanza più ravvicinata.

La lontananza di un oggetto può anche essere determinata da un segno come il movimento di "parallasse".Questo è un evidente spostamento di oggetti più distanti e intimi quando la testa si muove in direzioni diverse. Un esempio è l effetto ferroviario quando guardiamo dalla finestra di un treno in movimento, ci sembra che la velocità degli oggetti vicini sia maggiore della velocità degli oggetti distanti.

Una delle funzioni importanti della vista stereoscopica è l'orientamento nello spazio. Grazie alla capacità di vedere gli oggetti in modo esteso, ci orienteremo meglio nello spazio.

Se una persona perde la percezione della profondità dello spazio, la sua vita diventerà pericolosa.

La visione stereoscopica ci aiuta in molti modi, ad esempio nelle attività sportive.Senza valutare te stesso e gli oggetti circostanti nello spazio, le prestazioni delle ginnaste su barre e tronchi diventeranno impossibili, il saltatore con l'asta non sarà in grado di valutare correttamente la distanza dalla barra, e le biathlon non saranno in grado di colpire il bersaglio.

Senza una visione stereoscopica, una persona non può lavorare in professioni che richiedono una valutazione immediata distanza, o associati a oggetti in rapido movimento (pilota, macchinista, cacciatore, dentista).

deviazioni

Una persona ha diversi meccanismi per stimare la profondità. Se uno qualsiasi dei meccanismi non funziona, allora questa è una deviazione dalla norma, che porta a vari limiti nel valutare la lontananza degli oggetti e l'orientamento nello spazio. Il meccanismo più importante della percezione della profondità è la stereopsi.

stereopsi

La stereopsi dipende dalla condivisione di entrambi gli occhi.Quando si considera qualsiasi scena tridimensionale, entrambi gli occhi formano varie immagini sulla retina. Questo può essere visto se guardi dritto in avanti e muovi rapidamente la testa da un lato all'altro o chiudi rapidamente uno per uno, poi un altro occhio. Se hai davanti a te un oggetto piatto, non noterai molta differenza. Tuttavia, se gli oggetti si trovano a una distanza diversa da te, noterai cambiamenti significativi nell'immagine.Nel processo di stereopsi, il cervello confronta le immagini della stessa scena su due retine e stima la loro profondità con relativa accuratezza.

Manifestazione di una stereopsi

disparità

Questo è il nome della deviazione dalla posizione dei punti corrispondenti sulla retina degli occhi destro e sinistro, in cui è fissata la stessa immagine.Se la deviazione non supera 2 ° in direzione orizzontale e non più di pochi minuti angolari in direzione verticale, allora una persona percepirà visivamente un singolo punto nello spazio situato più vicino del punto stesso fissazione.Se la distanza tra le proiezioni del punto è inferiore a quella tra i punti corrispondenti, allora la persona sentirà che si trova oltre il punto di fissazione.

La terza opzione comporta una deviazione superiore a 2°. Se la direzione verticale supera diversi minuti angolari, possiamo vedere 2 punti separati, che appariranno situati più vicino o più lontano dal punto di fissazione.Questo esperimento è alla base della creazione di una serie di strumenti stereoscopici (stereoscopio di Wheatstone, televisione stereo, misuratori di portata stereo, ecc.).

Manifestazione di disparità

Assegnare la disparità convergente (in punti vicino al punto di fissazione) e divergente (in punti situati più lontano del punto di fissazione). La distribuzione delle disparità nell'immagine è chiamata una mappa di disparità.

Controllo stereposiziale

Alcune persone non possono percepire la profondità degli oggetti usando uno stereoscopio. Puoi controllare la tua stereopsi con una tale immagine.

Se c'è uno stereoscopio, puoi creare copie di stereopairs, che sono raffigurate su di esso, e inserirle nel dispositivo. La seconda opzione è quella di disporre perpendicolarmente un sottile foglio di cartone tra due immagini di uno stereopatico. Dopo averli installati in parallelo, puoi provare a guardare la tua immagine con ogni occhio.

Utilizzando uno stereoscopio

Nel 1960, uno scienziato americano Bela Yulesh suggerì di usare un modo unico per dimostrare un effetto stereo, escludendo l'osservazione monoculare dell'oggetto.Questo principio può essere utilizzato per addestrare la stereopsi. Guarda le immagini-autostereograms.

Se guardi in lontananza, attraverso il disegno, vedrai un'immagine stereoscopica.

Sulla base di questo metodo, è stato creato un dispositivo che consente di indagare la soglia della visione stereoscopica, un autostereogramma.C'è anche un dispositivo modificato che consente di determinare con precisione la soglia della visione stereoscopica.

Ad ogni occhio vengono offerti oggetti di prova che hanno la stessa area di punti e rappresentano una forma di una forma arbitraria.Nel caso in cui i valori degli angoli parallattali siano zero, l'osservatore può vedere nei punti dell'immagine generalizzata situati in un ordine arbitrario. Non sarà in grado di assegnare una determinata figura su uno sfondo casuale. Quindi, la visione monoculare della figura è esclusa.

Condurre il test

Spostando uno degli oggetti di prova perpendicolarmente all'asse ottico del sistema, vediamo come cambia l'angolo parallelo tra le figure. Quando raggiunge un certo valore, l'osservatore sarà in grado di vedere la figura, come se si allontanasse dallo sfondo; la figura può anche essere rimossa o approssimata ad essa.

L'angolo parallattico viene misurato mediante un compensatore ottico, che viene inserito in uno dei rami del dispositivo. Quando una figura appare nel campo visivo, l'osservatore lo fissa e una soglia appropriata di soglia di visione stereoscopica appare sull'indicatore.

Neurofisiologia della visione stereoscopica

La ricerca nel campo della neurofisiologia della visione stereoscopica ha permesso di identificare cellule specifiche nella corteccia visiva primaria del cervello, che sono sintonizzate per disparità. Possono essere di 2 tipi:

1. Le cellule del primo tipo reagiscono solo quando gli stimoli sono accuratamente localizzati sulle corrispondenti porzioni di entrambe le retine.
2. Il secondo tipo di cella reagisce solo quando l'oggetto si trova oltre il punto di fissazione.

   Schema di visione volumetrica

Inoltre, ci sono cellule che reagiscono quando lo stimolo è più vicino al punto di fissazione.

Tutti i tipi di cellule hanno la proprietà della selettività orientativa.Hanno una buona reazione agli stimoli in movimento e alle estremità delle linee.

C'è anche una lotta di campi visivi.Nel caso in cui le immagini sulla retina di entrambi gli occhi siano molto diverse, spesso una di esse non viene più percepita.Questo fenomeno significa quanto segue: se il sistema visivo non può combinare le immagini su entrambe le retine, rifiuta parzialmente o completamente una delle immagini.

Condizioni per la visione stereoscopica

Per una normale visione stereoscopica, sono necessarie le seguenti condizioni:

• Funzionamento normale del sistema motorio dei bulbi oculari;
• Buona acuità visiva di entrambi gli occhi;
• La relazione tra alloggio, fusione e convergenza;
• Una leggera differenza nella scala delle immagini di entrambi gli occhi.

Se sulla retina di entrambi gli occhi, quando si guarda lo stesso soggetto, l'immagine ha dimensioni diverse o una scala diversa, questo è chiamato aniseikoniey.

Questa deviazione è la ragione più frequente per cui la visione stereoscopica diventa instabile o è persa.

Aniseikonija, di regola, si sviluppa alla presenza di una rifrazione diversa di occhi (anisometropia). Se non supera il 2 %, allora è possibile correggere i soliti lenti stigmatici. A un livello più elevato di aniseukonium, devono essere usati occhiali aniseikonici.

Norme e indicatori

La ragione principale della comparsa dello strabismo è la violazione della connessione tra convergenza e accomodamento.Con strabismo visibile non c'è solo un difetto estetico, ma l'acuità visiva dell'occhio falciante si riduce. Può persino spegnere periodicamente dal processo di percezione delle immagini (ambliopia).Nel caso dell'eteroforia, cioè dello strabismo latente, non vi è alcun difetto estetico, ma la patologia impedirà comunque la stereopsi. Le persone con un eteroforo che supera i 3 ° non possono lavorare con strumenti binoculari.

La soglia della visione stereoscopica è determinata dall'influenza di vari fattori, quali:

• Luminosità dello sfondo;
• Contrasto di oggetti;
• Durata dell'osservazione

In buone condizioni di osservazione, la soglia di percezione della profondità varia da 10 a 12 "5".

La visione stereoscopica può essere studiata, valutata, valutata in diversi modi:

• Per mezzo di uno stereoscopio secondo i grafici di Pulfrich (la soglia minima è 15 ") 4
• Utilizzo di stereoscopi con una serie di tabelle più accurate (campo di misura - da 10 a 90 ");
• Utilizzo di un dispositivo che include l'uso di uno sfondo casuale (l'errore di misurazione consentito è 1 - 2 ").

video

risultati

Quindi, la visione stereoscopica è un meccanismo complesso, senza il quale sarebbe difficile per una persona vivere in questo mondo.Ci aiuta a vedere gli oggetti non solo sul piano, ma anche nello spazio, ci permette di calcolare le loro dimensioni, il volume, la distanza. Puoi controllare la visione stereoscopica in diversi modi, come descritto nell'articolo.

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