Stereoskopisk vision: Hvad er det, hvordan det virker, hvordan det måles?

Stereoscopic vision er en uvurderlig gave, som naturen har tildelt til en person.Takket være denne mekanisme opfatter vi omverdenen i sin dybde og alsidighed. Et 3D billede udgør hjernen, når en person ser på de synlige genstande med begge øjne.

Stereoskopisk vision gjorde det muligt for den moderne person at skabe efterligninger af en stereoreffekt: 3D-film, stereotyper og stereophotos.Alt dette gør verden omkring os endnu mere dejlig og mystisk.

Hvad er stereoskopisk vision, og hvordan virker det?

Definition af stereoskopisk syn

Stereoscopic vision er en unik egenskab af synets organer, som gør det muligt at se ikke blot dimensionerne af et objekt i et plan, men også dets form samt dimensionerne af objektet i forskellige planer.Sådan en tredimensionel vision er iboende for enhver sund person: For eksempel, hvis vi ser et hus i afstanden, kan vi næsten bestemme, hvilken størrelse det er, og hvor langt væk er det fra os.

Stereoscopic vision er en vigtig funktion udført af det menneskelige øje.

mekanisme

På øjnene i øjnene dannes et todimensionelt billede, men en person opfatter dybden af ​​rummet, det vil sige har en tredimensionel stereoskopisk vision.

Vi kan vurdere dybden på grund af forskellige mekanismer. Besidder data om objektets størrelse, kan en person beregne afstanden til den eller for at forstå, hvilken af ​​objekterne der er tættere ved at sammenligne objektets vinkelstørrelse. Hvis en genstand er foran den anden og delvis dækker den, opfattes frontobjektet tættere.

Et objekts afgrænsning kan også bestemmes af et sådant tegn som "parallax" -bevægelse.Dette er et tilsyneladende skifte af mere fjerne og intime objekter, når hovedet bevæger sig i forskellige retninger. Et eksempel er "jernbaneeffekten Når vi ser ud fra vinduet på et kørende tog, forekommer det os, at hastigheden af ​​tætte objekter er større end hastigheden af ​​fjerne objekter.

En af de vigtige funktioner i stereoskopisk visning er orientering i rummet. Takket være evnen til at se objekter i vid udstrækning, orienterer vi os bedre i rummet.

Hvis en person mister opfattelsen af ​​dybden af ​​rummet, bliver hans liv farligt.

Stereoscopic vision hjælper os på mange måder, for eksempel i sportsaktiviteter.Uden at evaluere dig selv og de omkringliggende genstande i rummet bliver præstationerne af gymnaster på barer og logfiler umulige, pole vaulter vil ikke være i stand til korrekt at vurdere afstanden til linjen, og biathletes vil ikke være i stand til at ramme målet.

Uden stereoskopisk vision kan en person ikke arbejde i erhverv, der kræver en øjeblikkelig evaluering afstand eller er forbundet med hurtigt bevægelige objekter (pilot, togdriver, jæger, tandlæge).

afvigelser

En person har flere mekanismer til at estimere dybden. Hvis nogen af ​​mekanismerne ikke virker, er dette en afvigelse fra normen, hvilket fører til forskellige begrænsninger ved vurdering af fjernhed af objekter og orientering i rummet. Den vigtigste mekanisme med dybdeopfattelse er stereopsis.

stereopsis

Stereopsis afhænger af delingen af ​​begge øjne.Når man overvejer enhver tredimensionel scene, danner begge øjne forskellige billeder på nethinden. Dette kan ses, hvis du ser lige ud og hurtigt flytter hovedet fra side til side eller hurtigt lukker en efter en, så et andet øje. Hvis du har en flad objekt foran dig, så vil du ikke mærke meget forskel. Men hvis objekterne er forskellig fra dig, vil du bemærke væsentlige ændringer i billedet.I forbindelse med stereopsis sammenligner hjernen billeder af samme scene på to retinater og anslår deres dybde med relativ nøjagtighed.

Manifestation af en stereopsis

ulighed

Dette er navnet på afvigelsen fra positionen af ​​de tilsvarende punkter på nethinden i højre og venstre øjne, hvor det samme billede er fikset.Hvis afvigelsen ikke overstiger 2 ° i vandret retning og ikke mere end et par vinklet minutter i lodret retning, så vil en person visuelt opfatte et enkelt punkt i rummet som placeret tættere end selve punktet fiksering.Hvis afstanden mellem fremspringene af punktet er mindre end mellem de tilsvarende punkter, vil personen føle at den er placeret ud over fikseringspunktet.

Den tredje mulighed indebærer en afvigelse på mere end 2°. Hvis den vertikale retning overstiger flere vinklet minutter, kan vi se 2 separate punkter, som vises tættere eller længere fra fixeringspunktet.Dette eksperiment er baseret på oprettelsen af ​​en række stereoskopiske instrumenter (Wheatstone stereoskop, stereo-tv, stereomåler osv.).

Manifestation of disparity

Alloker konvergerende forskelle (ved punkter i nærheden af ​​fikseringspunktet) og divergerende (ved punkter placeret længere end fikseringspunktet). Fordelingen af ​​forskelle i billedet hedder et disparity map.

Stereosekontrol

Nogle mennesker kan ikke opfatte dybden af ​​genstande ved hjælp af et stereoskop. Du kan tjekke din stereopsis med et sådant billede.

Hvis der er et stereoskop, kan du lave kopier af stereooplæg, der er afbildet på det og indsætte dem i enheden. Den anden mulighed er at vinkelret arrangere et tyndt ark pap mellem to billeder af en stereopair. Efter at have installeret dem parallelt, kan du prøve at se på dit billede med hvert øje.

Brug af et stereoskop

I 1960 foreslog en forsker fra USA Bela Yulesh at bruge en unik måde at demonstrere en stereoreffekt på, undtagen monokulær observation af objektet.Dette princip kan bruges til at uddanne stereopsis. Se på billeder-autostereogrammerne.

Hvis du ser på afstanden, gennem tegningen, vil du se et stereoskopisk billede.

På baggrund af denne metode er der oprettet en enhed, der gør det muligt at undersøge tærsklen for stereoskopisk vision, et autostereogram.Der er også en modificeret enhed, der giver dig mulighed for meget præcist at bestemme tærsklen for stereoskopisk vision.

Hvert øje tilbydes testobjekter, der har det samme område af punkter og repræsenterer en form for vilkårlig form.I tilfælde af at værdierne for de parallactiske vinkler er nul, kan observatøren se i de generaliserede billedpunkter, der er placeret i vilkårlig rækkefølge. Han vil ikke være i stand til at allokere en bestemt figur på en randomiseret baggrund. Således er den monokulære vision af figuren udelukket.

Gennemførelse af testen

Hvis du flytter et af testobjektet vinkelret på systemets optiske akse, kan vi se, hvordan den parallactiske vinkel mellem tallene ændres. Når han når en bestemt værdi, vil observatøren kunne se figuren, som om at bryde væk fra baggrunden; figuren kan også fjernes eller tilnærmes til den.

Den parallactiske vinkel måles ved hjælp af en optisk kompensator, som indsættes i en af ​​grenens af grenene. Når en figur vises i synsfeltet, retter observatøren det op, og der vises en passende tærskel for stereoskopisk synstærskel på indikatoren.

Neurophysiology of stereoscopic vision

Forskning inden for neurofysiologi af stereoskopisk vision gjorde det muligt at identificere specifikke celler i hjernens primære synscortex, som er indstillet til forskellighed. De kan bestå af 2 typer:

1. Celler af den første type reagerer kun, når stimuli er nøjagtigt placeret på de tilsvarende dele af begge retinaser.
2. Den anden type celle reagerer kun, når objektet er placeret ud over fikseringspunktet.

   Plan for volumetrisk vision

Derudover er der celler, der reagerer, når stimulus er tættere på fikseringspunktet.

Alle typer celler har egenskaben af ​​orienterende selektivitet.De har en god reaktion på de bevægende stimuli og enderne af linjerne.

Der er også en kamp for visuelle felter.I det tilfælde, hvor billeder på begge øjnes retina er meget forskellige, så bliver en af ​​dem ofte ikke længere opfattet.Dette fænomen betyder følgende: Hvis det visuelle system ikke kan kombinere billeder på begge retinas, afviser det delvis eller fuldstændigt et af billederne.

Betingelser for stereoskopisk syn

For en normal stereoskopisk visning er følgende betingelser nødvendige:

• Normal funktion af øjenkuglens motor system;
• God synsvinkel af begge øjne;
• Forholdet mellem indkvartering, fusion og konvergens
• En lille forskel i skalaerne af billeder af begge øjne.

Hvis der på begge øjne nethinden, når man ser det samme emne, har billedet forskellige størrelser eller en anden skala, dette kaldes anisikonie.

Denne afvigelse er den hyppigste årsag til, at stereoskopisk syn bliver ustabil eller går tabt.

Aniseikonija udvikler som regel sig ved tilstedeværelsen af ​​en anden brydning af øjne (anisometropi). Hvis det ikke overstiger 2 %, så er det muligt at rette de sædvanlige stigmatiske linser. I en højere grad af anisukonium skal anisikoniske beskyttelsesbriller anvendes.

Normer og indikatorer

Hovedårsagen til udseendet af strabismus er bruddet på forbindelsen mellem konvergens og indkvartering.Med synlig strabismus er der ikke kun en kosmetisk defekt, men skærets øjenskærlighed er reduceret. Han kan endda slukke med jævne mellemrum fra processen med opfattelse af billeder (amblyopi).I tilfælde af heterophori, det vil sige latent strabismus, er der ingen kosmetisk defekt, men patologi forhindrer stadig stereopsis. Personer med en heterophory, der overstiger 3 ° kan ikke arbejde med binokulære instrumenter.

Tærsklen for stereoskopisk syn bestemmes af indflydelsen af ​​forskellige faktorer, såsom:

• Baggrundslysstyrke
• Kontrast af objekter;
• Varighed af observation.

Under gode observationsforhold varierer dybdeperceptionstærsklen fra 10 til 12 til 5 ".

Stereoscopic vision kan studeres, vurderes, evalueres på flere måder:

• Ved hjælp af et stereoskop ifølge Pulfrich-diagrammerne (minimumsgrænsen er 15 ") 4
• Brug af stereoskoper med et sæt mere præcise tabeller (måleområde - fra 10 til 90 ");
• Brug af en enhed, der indeholder brugen af ​​en randomiseret baggrund (den tilladte målefejl er 1 - 2 ").

video

fund

Så stereoskopisk vision er en kompleks mekanisme, uden hvilken det ville være svært for en person at leve i denne verden.Det hjælper os med at se objekter ikke kun på flyet, men også i rummet, giver os mulighed for at beregne deres størrelse, lydstyrke og afstand. Du kan tjekke stereoskopisk vision på flere måder, som beskrevet i artiklen.

Læs også om, hvordan synspunkterne udforskes.