Stereoskopische Vision: Was ist es, wie es funktioniert, wie es gemessen wird?

Die stereoskopische Sicht ist ein unschätzbares Geschenk, das die Natur einer Person verliehen hat.Dank dieses Mechanismus nehmen wir die umgebende Welt in ihrer ganzen Tiefe und Vielseitigkeit wahr. Ein 3D-Bild bildet das Gehirn, wenn eine Person die sichtbaren Objekte mit beiden Augen betrachtet.

Das stereoskopische Sehen ermöglichte dem modernen Menschen, Nachahmungen eines Stereoeffekts zu erzeugen: 3D-Filme, Stereotypen und Stereofotos.All dies macht die Welt um uns herum noch reizvoller und mysteriöser.

Was ist stereoskopisches Sehen und wie funktioniert es?

Definition des stereoskopischen Sehens

Das stereoskopische Sehen ist eine einzigartige Eigenschaft der Sehorgane, die es Ihnen ermöglicht, nicht nur die Dimensionen eines Objekts in einer Ebene, sondern auch seine Form sowie die Dimensionen des Objekts in verschiedenen Ebenen zu sehen.

Solch eine dreidimensionale Vision ist jedem gesunden Menschen inhärent: Wenn wir zum Beispiel ein Haus in der Ferne sehen, können wir ungefähr bestimmen, welche Größe es ist und wie weit es von uns entfernt ist.

Das stereoskopische Sehen ist eine wichtige Funktion des menschlichen Auges.

Mechanismus

Auf der Netzhaut unserer Augen wird ein zweidimensionales Bild gebildet, jedoch nimmt eine Person die Tiefe des Raumes wahr, das heißt, dreidimensionale stereoskopische Sicht.

Wir können die Tiefe aufgrund verschiedener Mechanismen beurteilen. Da er Daten über die Größe des Objekts besitzt, kann eine Person den Abstand zu ihm berechnen oder verstehen, welches der Objekte näher ist, indem er die Winkelgröße des Objekts vergleicht. Wenn ein Objekt vor dem anderen liegt und es teilweise verdunkelt, wird das vordere Objekt in einer geringeren Entfernung wahrgenommen.

Die Entfernung eines Objekts kann auch durch ein Zeichen wie "Parallax" -Bewegung bestimmt werden.Dies ist eine scheinbare Verschiebung von entfernteren und intimeren Objekten, wenn sich der Kopf in verschiedene Richtungen bewegt. Ein Beispiel ist der "Eisenbahn-Effekt Wenn wir aus dem Fenster eines fahrenden Zuges schauen, scheint uns die Geschwindigkeit von nahe gelegenen Objekten größer zu sein als die Geschwindigkeit entfernter Objekte.

Eine der wichtigen Funktionen der stereoskopischen Ansicht ist die Orientierung im Raum. Dank der Fähigkeit, Objekte ausgiebig zu sehen, orientieren wir uns besser im Raum.

Wenn eine Person die Wahrnehmung der Tiefe des Raumes verliert, wird sein Leben gefährlich werden.

Das stereoskopische Sehen hilft uns in vielerlei Hinsicht, zum Beispiel bei sportlichen Aktivitäten.Ohne sich selbst und die umgebenden Objekte im Raum zu bewerten, werden die Leistungen von Turnern auf Stangen und Stämmen unmöglich, Stabhochspringer werden nicht in der Lage sein, die Entfernung zur Bar richtig einzuschätzen, und Biathleten werden nicht in der Lage sein, das Ziel zu treffen.

Ohne stereoskopisches Sehen kann eine Person nicht in Berufen arbeiten, die eine sofortige Bewertung erfordern Entfernung oder in Verbindung mit sich schnell bewegenden Objekten (Pilot, Lokführer, Jäger, Zahnarzt).

Abweichungen

Eine Person hat mehrere Mechanismen zur Schätzung der Tiefe. Wenn einer der Mechanismen nicht funktioniert, dann ist dies eine Abweichung von der Norm, was zu verschiedenen Einschränkungen bei der Beurteilung der Entfernung von Objekten und der Orientierung im Raum führt. Der wichtigste Mechanismus der Tiefenwahrnehmung ist Stereopsis.

Stereopsis

Die Stereopsis hängt vom Teilen beider Augen ab.Bei Betrachtung einer dreidimensionalen Szene bilden beide Augen verschiedene Bilder auf der Netzhaut. Dies kann beobachtet werden, wenn Sie geradeaus schauen und Ihren Kopf schnell von Seite zu Seite bewegen oder schnell nacheinander schließen, dann ein anderes Auge. Wenn Sie ein flaches Objekt vor sich haben, werden Sie keinen großen Unterschied bemerken. Wenn sich die Objekte jedoch in einer anderen Entfernung von Ihnen befinden, werden Sie bemerkenswerte Änderungen im Bild bemerken.Im Prozess der Stereopsie vergleicht das Gehirn Bilder der gleichen Szene auf zwei Netzhäuten und schätzt ihre Tiefe mit relativer Genauigkeit ab.

Manifestation einer Stereopsis

Disparität

Dies ist der Name der Abweichung von der Position der entsprechenden Punkte auf der Netzhaut des rechten und linken Auges, in denen das gleiche Bild fixiert ist.Wenn die Abweichung nicht mehr als 2 ° in horizontaler Richtung und nicht mehr als einige Winkelminuten in vertikaler Richtung beträgt, dann wird eine Person visuell einen einzelnen Punkt im Raum wahrnehmen, der sich näher als der Punkt selbst befindet Fixierung.Wenn der Abstand zwischen den Projektionen des Punktes geringer ist als zwischen den entsprechenden Punkten, dann wird die Person fühlen, dass sie sich jenseits des Fixationspunkts befindet.

Die dritte Option beinhaltet eine Abweichung von mehr als 2°. Wenn die vertikale Richtung mehrere Winkelminuten überschreitet, können wir zwei getrennte Punkte sehen, die näher oder weiter vom Fixationspunkt entfernt erscheinen.Dieses Experiment basiert auf der Erstellung einer Reihe stereoskopischer Instrumente (Wheatstone-Stereoskop, Stereo-Fernseher, Stereo-Entfernungsmesser usw.).

Manifestation der Disparität

Zuordnen von konvergenter Disparität (an Punkten nahe dem Fixationspunkt) und divergent (an Punkten, die weiter als der Fixationspunkt liegen). Die Verteilung von Disparitäten in dem Bild wird als Disparitätskarte bezeichnet.

Stereopositivitätsprüfung

Manche Menschen können die Tiefe von Objekten nicht mit einem Stereoskop wahrnehmen. Sie können Ihre Stereopsis mit einem solchen Bild überprüfen.

Wenn ein Stereoskop vorhanden ist, können Sie Kopien von Stereopaaren, die darauf abgebildet sind, kopieren und in das Gerät einfügen. Die zweite Möglichkeit besteht darin, ein dünnes Kartonblatt zwischen zwei Bildern eines Stereopaars senkrecht anzuordnen. Nachdem Sie sie parallel installiert haben, können Sie versuchen, Ihr Bild mit jedem Auge zu betrachten.

Mit einem Stereoskop

Im Jahr 1960 schlug ein Wissenschaftler aus den USA Bela Yulesh vor, einen einzigartigen Weg zu verwenden, um einen Stereoeffekt zu demonstrieren, der eine monokulare Beobachtung des Objekts ausschließt.Dieses Prinzip kann verwendet werden, um Stereopsis zu trainieren. Schauen Sie sich die Bilder an - Autostereogramme.

Wenn Sie durch die Zeichnung in die Ferne schauen, sehen Sie ein stereoskopisches Bild.

Auf der Grundlage dieser Methode wurde ein Gerät entwickelt, mit dem die Schwelle des stereoskopischen Sehens, ein Autostereogramm, untersucht werden kann.Es gibt auch ein modifiziertes Gerät, mit dem Sie den Schwellenwert für das stereoskopische Sehen sehr genau bestimmen können.

Jedem Auge werden Testobjekte angeboten, die die gleiche Fläche von Punkten haben und eine Form mit einer beliebigen Form darstellen.In dem Fall, wenn die Werte der parallaktischen Winkel null sind, kann der Beobachter in den verallgemeinerten Bildpunkten Punkte sehen, die in einer willkürlichen Reihenfolge angeordnet sind. Er wird nicht in der Lage sein, eine bestimmte Zahl auf einem randomisierten Hintergrund zuzuordnen. Somit ist die monokulare Sicht auf die Figur ausgeschlossen.

Durchführung des Tests

Wenn wir eines der Testobjekte senkrecht zur optischen Achse des Systems bewegen, sehen wir, wie sich der parallaktische Winkel zwischen den Figuren ändert. Wenn er einen bestimmten Wert erreicht, wird der Betrachter die Figur sehen können, als würde er sich vom Hintergrund lösen; Die Figur kann auch entfernt oder angenähert werden.

Der parallaktische Winkel wird mittels eines optischen Kompensators gemessen, der in einen der Zweige des Geräts eingeführt wird. Wenn eine Figur im Sichtfeld erscheint, wird sie vom Beobachter fixiert, und auf dem Indikator erscheint ein angemessener Schwellenwert für die stereoskopische Sichtschwelle.

Neurophysiologie des stereoskopischen Sehens

Forschung auf dem Gebiet der Neurophysiologie stereoskopisches Sehen enthüllt in der primären Sehrinde des Gehirns spezifischen Zellen, die auf der Disparität konfiguriert sind. Sie können von 2 Arten sein:

1. Zellen des ersten Typs reagieren nur, wenn die Reize genau auf den entsprechenden Teilen beider Netzhäute lokalisiert sind.
2. Der zweite Zelltyp reagiert nur, wenn sich das Objekt jenseits des Fixationspunktes befindet.

   Schema des volumetrischen Sehens

Darüber hinaus gibt es Zellen, die reagieren, wenn der Stimulus näher am Fixationspunkt liegt.

Alle Arten von Zellen haben die Eigenschaft der Orientierungsselektivität.Sie haben eine gute Reaktion auf die Bewegungsreize und die Enden der Linien.

Es gibt auch einen Kampf der Gesichtsfelder.Wenn Bilder auf der Netzhaut beider Augen sehr unterschiedlich sind, wird oft einer von ihnen nicht mehr wahrgenommen.Dieses Phänomen bedeutet Folgendes: Wenn das visuelle System Bilder auf beiden Netzhäuten nicht kombinieren kann, weist es eines der Bilder teilweise oder vollständig zurück.

Bedingungen für das stereoskopische Sehen

Für eine normale stereoskopische Ansicht sind die folgenden Bedingungen erforderlich:

• Normales Funktionieren des motorischen Systems der Augäpfel;
• Gute Sehschärfe beider Augen;
• Die Beziehung zwischen Anpassung, Fusion und Konvergenz;
• Ein kleiner Unterschied in der Bildskala beider Augen.

Wenn auf der Netzhaut beider Augen, wenn das gleiche Bild des Objekts betrachten hat eine andere Größe oder ungleichen Maßstab wird es Aniseikonie genannt.

Diese Abweichung ist der häufigste Grund dafür, dass das stereoskopische Sehen instabil wird oder verloren geht.

Aniseikonija entwickelt sich in der Regel bei Vorhandensein von einer anderen Brechung der Augen (Anisometropie). Wenn es 2 -% nicht überschreitet, dann ist es möglich, die üblichen stigmatischen Linsen zu korrigieren. Bei einem höheren Anisukoniumgehalt müssen aniseikonische Schutzbrillen verwendet werden.

Normen und Indikatoren

Der Hauptgrund für das Auftreten von Strabismus ist die Verletzung des Zusammenhangs zwischen Konvergenz und Unterkunft.Bei sichtbarem Strabismus ist nicht nur ein kosmetischer Defekt, sondern auch die Sehschärfe des Mähens reduziert. Er kann sogar periodisch aus dem Prozess der Wahrnehmung von Bildern abschalten (Amblyopie).Bei der Heterophorie, dem latenten Strabismus, gibt es keinen kosmetischen Defekt, aber die Pathologie verhindert immer noch die Stereopsis. Personen mit einer Heterophorie über 3 ° können mit binokularen Instrumenten nicht arbeiten.

Die Schwelle des stereoskopischen Sehens wird durch den Einfluss verschiedener Faktoren bestimmt, wie:

• Hintergrundhelligkeit;
• Kontrast von Objekten;
• Beobachtungsdauer

Unter guten Beobachtungsbedingungen variiert die Tiefenwahrnehmungsschwelle zwischen 10 und 12 bis 5 Zoll.

Das stereoskopische Sehen kann auf verschiedene Arten untersucht, bewertet und bewertet werden:

• Mittels eines Stereoskops nach den Pulfrich-Diagrammen (Mindestschwelle 15 ") 4
• Verwenden von Stereoskopen mit einer Reihe von genaueren Tabellen (Messbereich - von 10 bis 90 ");
• Verwenden eines Geräts, das die Verwendung eines randomisierten Hintergrunds beinhaltet (der zulässige Messfehler ist 1 - 2 ").

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Schlussfolgerungen

Das stereoskopische Sehen ist also ein komplexer Mechanismus, ohne den es für eine Person schwierig wäre, in dieser Welt zu leben.Es hilft uns, Objekte nicht nur auf der Ebene, sondern auch im Raum zu sehen, und erlaubt uns, ihre Größe, ihr Volumen und ihre Entfernung zu berechnen. Sie können das stereoskopische Sehen auf verschiedene Arten überprüfen, wie im Artikel beschrieben.

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