Stereoskopické vidění: co to je, jak to funguje, jak se měří?

Stereoskopické vidění je neocenitelný dar, který člověk uděluje přírodě.Díky tomuto mechanismu vnímáme okolní svět ve své hloubce a všestrannosti. 3D obraz vytváří mozek, když se člověk dívá na viditelné předměty oběma očima.

Stereoskopické vidění umožnilo moderní osobě vytvořit imitace stereofonního efektu: 3D filmy, stereotypy a stereophotos.To všechno činí svět kolem nás ještě úžasnější a tajemnější.

Co je to stereoskopické vidění a jak to funguje?

Definice stereoskopického vidění

Stereoskopické vidění je jedinečnou vlastností orgánů zraku, která umožňuje vidět nejen rozměry objektu v jedné rovině, ale také jeho tvar, stejně jako rozměry objektu v různých rovinách.Taková trojrozměrná vize je vlastní každému zdravému člověku: například když vidíme dům v dálce, můžeme přibližně určit, jaká velikost je a jak daleko je od nás.

Stereoskopické vidění je důležitou funkcí lidského oka.

Mechanismus

Na sítnici našich očí se vytváří dvojrozměrný obraz, avšak člověk vnímá hloubku prostoru, to znamená, že má trojrozměrné stereoskopické vidění.

Jsme schopni posoudit hloubku díky různým mechanismům. S údaji o velikosti objektu je člověk schopen vypočítat vzdálenost k němu nebo pochopit, který z objektů je blíže, porovnáním úhlové velikosti objektu. Pokud je jeden objekt před druhým a částečně jej zakryje, přední objekt je vnímán v blízké vzdálenosti.

Vzdálenost objektu může být také určena takovým znamením jako "paralaxa".Jedná se o zjevný posun vzdálenějších a nejbližších objektů, když se hlava pohybuje různými směry. Příkladem je "železniční efekt když se díváme z okna pohybujícího se vlaku, zdá se nám, že rychlost blízkých objektů je větší než rychlost vzdálených objektů.

Jednou z důležitých funkcí stereoskopického pohledu je orientace ve vesmíru. Díky schopnosti vidět rozsáhlé objekty, lépe se orientujeme v prostoru.

Pokud člověk ztratí vnímání hloubky prostoru, jeho život bude nebezpečný.

Stereoskopická vize nám pomáhá mnoha způsoby, například v oblasti sportovních aktivit.Bez vyhodnocení sebe a okolních objektů ve vesmíru bude výkonnost gymnastů na barech a protokolů nemožná, pólový válečník nebude schopen správně posoudit vzdálenost k baru a biatříci nebudou schopni zasáhnout cíl.

Bez stereoskopického vize nemůže člověk pracovat v profesích, které vyžadují okamžité hodnocení vzdálenosti nebo rychlosti pohybujících se objektů (pilot, řidič vlaku, lovec, zubař).

Odchylky

Osoba má několik mechanismů pro odhad hloubky. Pokud některý z mechanismů nefunguje, je to odchylka od normy, což vede k různým omezením při posuzování vzdáleností objektů a orientace v prostoru. Nejdůležitějším mechanismem vnímání hloubky je stereopise.

Stereopsis

Stereopsis závisí na sdílení obou očí.Při zvažování jakékoliv trojrozměrné scény oba oči vytvářejí různé obrazy na sítnici. To je vidět, když se díváte přímo dopředu a rychle přemisťujete hlavu ze strany na stranu nebo rychle zavřete jeden po druhém, pak další oko. Pokud máte před sebou plochý předmět, pak si nevšimnete výrazného rozdílu. Pokud se však objekty nacházejí v jiné vzdálenosti od vás, zaznamenáte významné změny v obraze.V procesu stereopsis, mozku porovnává obrazy stejné scény na dvou retinách a odhaduje jejich hloubku s relativní přesností.

Vyjádření stereopise

Rozdíly

Toto je název odchylky od polohy odpovídajících bodů na sítnici pravého a levého oka, ve kterém je stejný obraz fixován.Pokud odchylka nepřesahuje 2 ° ve vodorovném směru a ne více než několik vertikálních vertikálních směrů, pak člověk vizuálně vnímá jediný bod ve vesmíru, který se nachází blíže než samotný bod fixace.Pokud je vzdálenost mezi výčnělky bodu menší než mezi odpovídajícími body, pak osoba bude mít pocit, že se nachází nad bodem fixace.

Třetí možnost zahrnuje odchylku větší než 2°. Pokud vertikální směr překročí několik úhlových minut, vidíme 2 samostatné body, které se objeví blíže nebo daleko od bodu fixace.Tento experiment je základem pro tvorbu řady stereoskopických nástrojů (stereoskop Wheatstone, stereofonní televize, stereo rozsahy apod.).

Prokázání rozdílu

Přidělit konvergentní disparitu (v bodech blízko fixačního bodu) a divergentní (v bodech nacházejících se dále než bod fixace). Rozložení nesrovnalostí v obraze se nazývá mapa nesouladu.

Zkontrolovat kontrolu

Někteří lidé nemohou vnímat hloubku objektů pomocí stereoskopu. Stereopsis můžete zkontrolovat pomocí takového obrázku.

Pokud je k dispozici stereoskop, můžete vytvořit kopie stereoparů, které jsou na něm zobrazeny, a vložit je do zařízení. Druhou možností je kolmo uspořádat tenký list lepenky mezi dvěma obrázky jednoho stereopara. Když je nainstalujete paralelně, můžete se pokusit podívat se na svůj obrázek každým okem.

Použití stereoskopu

V roce 1960 navrhl vědec z USA Bela Yulesh jedinečný způsob, jak demonstrovat stereofonní efekt, vyjma monokulárního pozorování objektu.Tento princip může být použit k výcviku stereopsis. Podívejte se na obrázky - autostereogramy.

Pokud se podíváte do vzdálenosti, přes výkres uvidíte stereoskopický obraz.

Na základě této metody bylo vytvořeno zařízení, které umožňuje zkoumat prahovou hodnotu stereoskopického vidění, autostereogram.K dispozici je také upravené zařízení, které umožňuje velmi přesně určit práh stereoskopického vidění.

Každému oku jsou nabízeny testované objekty, které mají stejnou plochu bodů a reprezentují tvar libovolného tvaru.V případě, že hodnoty parallatických úhlů jsou nulové, pozorovatel může vidět v generalizovaných obrazových bodech umístěných v libovolném pořadí. Nebude moci přidělit určitou postavu na náhodném pozadí. Monokulární vize čísla je tedy vyloučena.

Provedení testu

Přesuneme-li jeden z testovacích objektů kolmo na optickou osu systému, uvidíme, jak se změní parallatický úhel mezi čísly. Když dosáhne určité hodnoty, bude pozorovatel schopen vidět postavu, jako by se oddělil od pozadí; může být číslo také odstraněno nebo přiblíženo.

Paralaktický úhel se měří pomocí optického kompenzátoru, který je vložen do jednoho z větví zařízení. Když se v poli zorného pole objeví číslo, pozorovatel jej opraví a na indikátoru se objeví příslušná prahová hodnota stereoskopického prahu vidění.

Neurofyziologie stereoskopického vidění

Výzkum v oblasti neurofyziologie stereoskopického vidění umožnil identifikovat specifické buňky v primární vizuální kůře mozku, které jsou naladěny na rozdíly. Mohou být 2 typy:

1. Buňky prvního typu reagují pouze tehdy, když jsou podněty přesně umístěny na odpovídajících částech obou retin.
2. Druhý typ článku reaguje pouze tehdy, když je objekt umístěn za fixačním bodem.

   Schéma objemového vidění

Kromě toho existují buňky, které reagují, když je podnět bližší k fixačnímu bodu.

Všechny typy buněk mají vlastnost orientační selektivity.Mají dobrou reakci na pohyblivé podněty a konce čáry.

Existuje také boj vizuálních polí.V případě, kdy jsou obrazy na sítnici obou očí velmi odlišné, často se jeden z nich již necítí.Tento jev znamená následující: pokud vizuální systém nemůže kombinovat obrazy na obou sítích, částečně nebo zcela odmítá jeden z obrazů.

Podmínky pro stereoskopické vidění

Pro normální stereoskopický pohled jsou nutné následující podmínky:

• Normální fungování motorového systému očních koulí;
• Dobrá zraková ostrost obou očí;
• Vztah mezi ubytováním, fúzí a konvergencí;
• Mírný rozdíl v měřítku obrazů obou očí.

Pokud na sítnici obou očí při pohledu na stejný předmět má obraz různé velikosti nebo jinou měřítko, nazývá se to aniseikoniey.

Tato odchylka je nejčastějším důvodem, proč se stereoskopické vidění stává nestabilní nebo je ztraceno.

Aniseikonija se zpravidla vyvíjí za přítomnosti jiné refrakce očí (anisometropie). Pokud nepřesáhne 2 %, pak je možné opravit obvyklé stigmatické čočky. Při vyšším stupni anisekkonia je nutno použít anesteikonové brýle.

Normy a indikátory

Hlavním důvodem vzniku strabismu je narušení spojení mezi konvergencí a ubytováním.Při viditelném strabismu není pouze kosmetická vada, ale zraková ostrost žacího ústrojí je snížena. Dokáže dokonce pravidelně vypínat proces vnímání obrazů (amblyopie).V případě heterophory, tj. Latentního strabismu, neexistuje kosmetická vada, ale patologie stále brání stereopauze. Lidé s heterophory přesahující 3 ° nemohou pracovat s binokulárními nástroji.

Prahová hodnota stereoskopického vidění je určena vlivem různých faktorů, jako jsou:

• Jas na pozadí;
• Kontrast objektů;
• Doba pozorování.

Při dobrých podmínkách pozorování se prah vnímání hloubky pohybuje od 10 do 12 až 5 ".

Stereoskopické vidění lze studovat, hodnotit a hodnotit několika způsoby:

• Pomocí stereoskopu podle diagramů Pulfrich (minimální prah je 15 ") 4
• Použití stereoskopů se sadou přesnějších tabulek (rozsah měření - od 10 do 90 ");
• Použití zařízení, které zahrnuje použití náhodného pozadí (přípustná chyba měření je 1 - 2 ").

Video

Závěry

Stereoskopické vidění je tedy složitým mechanismem, bez kterého by bylo pro člověka obtížné žít v tomto světě.Pomáhá nám vidět objekty nejen v rovině, ale i ve vesmíru, umožňuje nám vypočítat jejich velikost, objem a vzdálenost. Stereoskopické vidění můžete zkontrolovat několika způsoby, jak je popsáno v článku.

Také si přečtěte, jak se zkoumají pole pohledu.