Stereoskopisk vision: Vad är det, hur det fungerar, hur mäts det?

Stereoscopic vision är en ovärderlig gåva som naturen har tilldelats en person.Tack vare denna mekanism uppfattar vi omvärlden i allt djup och mångsidighet. En 3D-bild bildar hjärnan när en person tittar på de synliga föremålen med båda ögonen.

Stereoskopisk vision möjliggjorde den moderna personen att skapa imitationer av en stereoreffekt: 3D-filmer, stereotyper och stereophotos.Allt detta gör världen runt oss ännu mer härlig och mystisk.

Vad är stereoskopisk syn och hur fungerar det?

Definition av stereoskopisk syn

Stereoscopic vision är en unik egenskap hos synens organ, som gör att du inte bara kan se dimensionerna för ett objekt i ett plan, men också dess form samt objektets dimensioner i olika plan.En sådan tredimensionell vision är inneboende i varje frisk person. Till exempel, om vi ser ett hus på avstånd, kan vi ungefär bestämma vilken storlek det är och hur långt bort det är från oss.

Stereoscopic vision är en viktig funktion som utförs av det mänskliga ögat.

mekanism

På näthinnan i våra ögon bildas en tvådimensionell bild, men en person uppfattar djupet av rymden, det vill säga har en tredimensionell stereoskopisk syn.

Vi kan bedöma djupet på grund av olika mekanismer. Att ha data om objektets storlek kan en person beräkna avståndet till eller för att förstå vilken av objekten som är närmare genom att jämföra objektets vinkelstorlek. Om ett föremål ligger framför den andra och delvis döljer det, uppfattas främre objektet på ett närmare avstånd.

Ett objekts avstånd kan också bestämmas av ett sådant tecken som "parallax" -rörelse.Detta är ett uppenbart skifte av mer avlägsna och intima föremål när huvudet rör sig i olika riktningar. Ett exempel är "järnvägseffekten när vi ser ut från fönstret på ett rörligt tåg verkar det som om hastigheten på närliggande objekt är större än hastigheten på avlägsna föremål.

En av de viktigaste funktionerna i stereoskopisk syn är orientering i rymden. Tack vare möjligheten att se objekt i stor utsträckning, orienterar vi oss bättre i rymden.

Om en person förlorar uppfattningen om djupet i rymden blir hans liv farligt.

Stereoskopisk vision hjälper oss på många sätt, till exempel i sportaktiviteter.Utan att utvärdera dig själv och de omgivande objekten i rymden blir idrottsföreställningarna på barer och stockar omöjliga, pole vaulter kommer inte att kunna korrekt bedöma avståndet till baren, och biathletes kommer inte att kunna träffa målet.

Utan stereoskopisk syn kan en person inte arbeta i yrken som kräver en omedelbar utvärdering avstånd, eller i samband med snabbt rörliga objekt (pilot, tågförare, jägare, tandläkare).

avvikelser

En person har flera mekanismer för att uppskatta djupet. Om någon av mekanismerna inte fungerar, är detta en avvikelse från normen, vilket leder till olika begränsningar vid bedömningen av avståndet mellan objekt och orientering i rymden. Den viktigaste mekanismen för djupuppfattning är stereopsis.

stereoseende

Stereopsis beror på delningen av båda ögonen.När man överväger någon tredimensionell scen bildar båda ögonen olika bilder på näthinnan. Detta kan ses om man tittar rakt framåt och snabbt flyttar huvudet från sida till sida eller snabbt stänger en efter en, sedan ett annat öga. Om du har ett platt objekt framför dig så märker du inte mycket skillnad. Men om objekten ligger på ett annat avstånd från dig kommer du att märka signifikanta förändringar i bilden.I samband med stereopsis jämför hjärnan bilder av samma scen på två retinas och uppskattar deras djup med relativ noggrannhet.

Manifestation av en stereopsis

skillnader

Detta är namnet på avvikelsen från positionen för motsvarande punkter på näthinnan till höger och vänster ögon, där samma bild är fixerad.Om avvikelsen inte överstiger 2 ° i den horisontella riktningen och inte mer än några vinkelfutter i vertikal riktning, då kommer en person att visuellt uppleva en enda punkt i rymden som ligger närmare punkten själv fixering.Om avståndet mellan utsprången av punkten är mindre än mellan motsvarande punkter kommer personen att känna att den ligger utanför fixeringspunkten.

Det tredje alternativet innebär en avvikelse på mer än 2°. Om vertikalriktningen överstiger flera vinkelfutter kan vi se 2 separata punkter, som kommer att ligga närmare eller längre från fixeringspunkten.Detta experiment grundar sig på skapandet av en serie stereoskopiska instrument (Wheatstone stereoskop, stereo-tv, stereomätare, etc.).

Manifestation of disparity

Tilldela konvergent skillnad (vid punkter nära fixeringspunkten) och divergerande (vid punkter som ligger längre än fixeringspunkten). Fördelningen av skillnader i bilden heter en skillnadskarta.

Stereosäkerhetskontroll

Vissa människor kan inte uppfatta djupet av objekt med stereoskop. Du kan kontrollera din stereopsis med en sådan bild.

Om det finns ett stereoskop kan du göra kopior av stereopar som är avbildade på det och sätta in dem i enheten. Det andra alternativet är att vinkelrätt anordna ett tunt papper mellan två bilder av en stereopair. Efter att ha installerat dem parallellt kan du försöka se på din bild med varje öga.

Använda ett stereoskop

1960 föreslog en vetenskapsman från USA Bela Yulesh ett unikt sätt att visa en stereoreffekt, med undantag av monokulär observation av objektet.Denna princip kan användas för att träna stereopsis. Titta på bilderna-autostereogrammen.

Om du tittar på avståndet, genom ritningen, ser du en stereoskopisk bild.

På grundval av denna metod har en enhet skapats som gör det möjligt att undersöka tröskeln för stereoskopisk syn, ett autostereogram.Det finns också en modifierad enhet som gör att du kan bestämma tröskeln för stereoskopisk syn mycket noggrant.

Varje öga erbjuds testobjekt som har samma punkt och representerar en form av godtycklig form.I fallet där värdet på noll parallax vinkel, kan betraktaren se bilden i generella termer i, arrangerade i slumpmässig ordning. Han kommer inte att kunna tilldela en viss siffra på en randomiserad bakgrund. Således är den monokulära visionen av figuren utesluten.

Genomförande av testet

Flyttar ett av testobjekten vinkelrätt mot systemets optiska axel, vi ser hur parallellvinkeln mellan figurerna ändras. När han når ett visst värde kan observatören se figuren, som om han bryter sig bort från bakgrunden. figuren kan också tas bort eller approximeras till den.

Parallaxisk vinkel mäts med hjälp av en optisk kompensator, vilken sätts in i en av grenarnas grenar. När en figur visas i synfältet, fixar observatören det och ett lämpligt tröskel för stereoskopisk syngräns visas på indikatorn.

Neurofysiologi av stereoskopisk syn

Forskning inom neurofysiologi stereoskopisk syn avslöjade i den primära syncentrum av hjärnspecifika celler som är konfigurerade på skillnaden. De kan vara av två typer:

1. Celler av den första typen reagerar endast när stimuli ligger exakt på motsvarande delar av båda retinaserna.
2. Den andra typen av celler reagerar endast när objektet ligger utanför fixeringspunkten.

   Scheme of volumetric vision

Dessutom finns celler som reagerar när stimulansen är närmare fixeringspunkten.

Alla typer av celler har egenskapen av orienterande selektivitet.De har en bra reaktion på rörliga stimuli och ändarna av linjerna.

Det finns också en kamp om visuella fält.I det fall då bilder på näthinnan i båda ögonen är mycket olika, så uppfattas ofta en av dem inte längre.Detta fenomen innebär följande: Om det visuella systemet inte kan kombinera bilder på båda retinaen, avvisar det delvis eller helt en av bilderna.

Villkor för stereoskopisk syn

För normal stereoskopisk syn är följande villkor nödvändiga:

• Normalt fungerande motorns ögonsystem;
• God synkropp hos båda ögonen;
• Förhållandet mellan boende, fusion och konvergens
• En liten skillnad i bildskalorna av båda ögonen.

Om på näthinnan av båda ögonen när du visar samma bild av objektet har en annan storlek eller olika skala, kallas det aniseikonia.

Denna avvikelse är den vanligaste orsaken till att stereoskopisk syn blir instabil eller går förlorad.

Aniseikonija utvecklar som regel sig i närvaro av en annan brytning av ögonen (anisometropi). Om den inte överstiger 2 %, är det möjligt att korrigera de vanliga stigmatiska linserna. Vid högre grad av anisukonium måste anisikonglasögon användas.

Normer och indikatorer

Den främsta orsaken till att strabismus utspelar sig är brott mot sambandet mellan konvergens och boende.Med synlig strabismus finns inte bara en kosmetisk defekt, men skärets ögonskaraktär reduceras. Han kan till och med släcka periodiskt från processen med bilduppfattning (amblyopi).Om heterophoria, dvs latent skelning, ingen kosmetisk defekt, men patologi är alla samma förhindrar stereoseende. Människor med heteroforier som överstiger 3 ° kan inte arbeta med kikare instrument.

Gränsvärdet för stereoskopisk syn bestäms av påverkan av olika faktorer, såsom:

• Bakgrundsljusstyrka;
• Kontrast av objekt;
• Observationens varaktighet.

Under goda observationsförhållanden varierar djupuppfattningsgränsen från 10 till 12 till 5 ".

Stereoskopisk syn kan studeras, bedömas, utvärderas på flera sätt:

• Med hjälp av ett stereoskop enligt Pulfrich-diagrammen (lägsta tröskelvärdet är 15 ") 4
• Använda stereoskop med en uppsättning mer exakta tabeller (mätområde - från 10 till 90 tum);
• Använda en enhet som innehåller användningen av en randomiserad bakgrund (det tillåtna mätfelet är 1 - 2 ").

video

rön

Så stereoskopisk syn är en komplex mekanism, utan vilken det skulle vara svårt för en person att leva i denna värld.Det hjälper oss att se objekt inte bara på planet, men även i rymden, kan vi beräkna deras storlek, volym, avstånd. Du kan kontrollera stereoskopisk syn på flera sätt, som beskrivs i artikeln.

Läs också om hur synfälten utforskas.