Определение стереоскопического зрения
Стереоскопическое зрение — способность глаз воспринимать размеры и форму объектов в разных плоскостях. Это объемное восприятие присуще каждому здоровому человеку. Например, глядя на дом издалека, мы можем оценить его размеры и расстояние до него.
Стереоскопическое зрение — важная функция человеческого глаза.
Стереоскопическое зрение — это способность воспринимать глубину и расстояние благодаря различиям в изображениях, которые поступают в мозг от каждого глаза. Врачи отмечают, что этот процесс основан на бинокулярном зрении, когда каждый глаз видит объект под немного разными углами. Мозг обрабатывает эти различия, создавая трехмерное восприятие окружающего мира.
Для измерения стереоскопического зрения используются специальные тесты, такие как тесты с использованием стереограммы или поляризованных очков. Врачи подчеркивают, что хорошее стереоскопическое зрение важно для выполнения многих повседневных задач, включая вождение, спорт и даже простое ориентирование в пространстве. Патологии, влияющие на бинокулярное зрение, могут привести к проблемам с восприятием глубины, что требует своевременной диагностики и коррекции.
Механизм
На сетчатке глаз создаётся двумерное изображение, но человек воспринимает глубину благодаря трёхмерному стереоскопическому зрению.
Мы определяем глубину с помощью различных механизмов. Зная размеры объектов, можно оценить расстояние до них или понять, какой из них ближе, сравнивая угловые размеры. Если один предмет перекрывает другой, тот, что впереди, воспринимается как более близкий.
Расстояние до объектов также можно определить с помощью эффекта «параллакса» при движении. Это явление проявляется в смещении удалённых и близких предметов при движении головы. Например, когда мы смотрим из окна поезда, объекты рядом кажутся движущимися быстрее, чем те, что дальше.
Одной из ключевых функций стереоскопического зрения является ориентация в пространстве. Способность видеть объёмные предметы помогает лучше ориентироваться в окружающей среде.
Потеря способности воспринимать глубину делает жизнь опасной.
Стереоскопическое зрение важно в различных аспектах, включая спорт. Без умения оценивать своё положение и расположение объектов невозможно выполнять гимнастические упражнения на брусьях и бревне, прыгуны с шестом не смогут правильно рассчитать расстояние до планки, а биатлонисты не смогут поразить мишень.
Без стереоскопического зрения сложно работать в профессиях, требующих быстрой оценки расстояний или связанных с движущимися объектами (например, пилот, машинист, охотник, стоматолог).
| Аспект стереоскопического зрения | Описание | Методы измерения/оценки |
|---|---|---|
| Что это? | Способность воспринимать глубину и трехмерность окружающего мира благодаря наличию двух глаз, которые видят объект с немного разных точек зрения. Разница между изображениями на сетчатке каждого глаза (диспарати) обрабатывается мозгом, создавая ощущение глубины. | – Нет прямого измерения “стереозрения” как единого показателя. |
| Как работает? | 1. Бинокулярное зрение: Два глаза фиксируют объект, получая два слегка разных изображения. 2. Фузия: Мозг объединяет эти изображения в одно, трехмерное восприятие. 3. Диспаритет: Разница между изображениями с каждого глаза используется для определения глубины. 4. Конвергенция: Глаза вращаются внутрь, чтобы сфокусироваться на близких объектах, а эта информация также используется для восприятия глубины. |
– Нет прямого измерения “стереозрения” как единого показателя. |
| Измерение глубины восприятия | Не существует единого метода измерения стереозрения. Оценивается способность различать глубину на различных расстояниях и при разных уровнях диспаритета. | – Тесты на стереопсис: (например, тесты на рандом-дот стереограммы, тесты Тирнэу, тесты на стереоскопические карты) определяют минимальный уровень диспаритета, который субъект может различить. – Измерение углов конвергенции: определяет диапазон и точность конвергенции глаз. – Оценка глубины восприятия в повседневных задачах: например, оценка расстояния до объектов, манипуляции с предметами на разном расстоянии. |
| Факторы, влияющие на стереозрение | Возраст, заболевания глаз (амблиопия, косоглазие), повреждения мозга, утомляемость глаз. | – Офтальмологический осмотр, включая проверку остроты зрения, бинокулярного зрения и функции аккомодации. – Неврологическое обследование при подозрении на поражение мозга. |
| Расстройства стереозрения | Амблиопия (ленивый глаз), косоглазие, стереоблинодность (отсутствие стереозрения). | – Тесты на стереопсис, офтальмологический осмотр. |
Отклонения
У человека есть несколько способов оценки глубины. Если один из них не работает, это отклонение может вызвать трудности в определении расстояния до объектов и ориентации в пространстве. Основным механизмом восприятия глубины является стереопсис.
Читайте также:
Стереоскопическое зрение — это способность воспринимать глубину и объем объектов благодаря различиям в изображениях, которые поступают на каждый глаз. Каждый глаз видит мир под немного разными углами, и мозг объединяет эти два изображения, создавая трехмерное восприятие. Это явление активно используется в кино, виртуальной реальности и даже в медицине, например, при проведении операций.
Измерение стереоскопического зрения осуществляется с помощью различных тестов, таких как стереограммы и специальные устройства, которые проверяют, насколько хорошо человек различает глубину. Люди с хорошим стереоскопическим зрением могут легче ориентироваться в пространстве, что особенно важно для водителей и спортсменов. Однако некоторые люди могут испытывать трудности с восприятием глубины, что может быть связано с различными нарушениями зрения. В целом, стереоскопическое зрение играет ключевую роль в нашем повседневном восприятии окружающего мира.
Стереопсис
Стереопсис основан на синхронной работе обоих глаз. При наблюдении трёхмерной сцены каждый глаз воспринимает уникальное изображение, проецируемое на сетчатку. Это можно проверить, быстро поворачивая голову или поочередно закрывая один глаз. Если перед вами плоский объект, различий не будет. Однако при наличии предметов на разных расстояниях изменения в восприятии станут очевидными. Мозг анализирует изображения одной и той же сцены от обоих глаз и точно определяет их глубину.
Диспарантность
Это отклонение положения соответствующих точек на сетчатках правого и левого глаза, фиксирующих одно и то же изображение. Если разница не превышает 2° в горизонтальной плоскости и несколько угловых минут в вертикальной, человек воспринимает одиночную точку как находящуюся ближе к себе, чем фактическая точка фиксации. Если расстояние между проекциями точки меньше, чем между соответствующими точками, возникает ощущение, что она расположена дальше от точки фиксации.
Третий вариант подразумевает отклонение более 2°. Если вертикальное отклонение превышает несколько угловых минут, мы можем увидеть две отдельные точки, которые будут казаться расположенными ближе или дальше от точки фиксации. Этот эксперимент стал основой для разработки стереоскопических устройств, таких как стереоскоп Уитстона, стереотелевидение и стереодальномеры.
Выделяют два типа диспаратности: конвергентную, наблюдаемую у точек ближе к точке фиксации, и дивергентную, у точек, расположенных дальше. Распределение диспаратностей по изображению называется картой диспаратностей.
Проверка стереопсиса
Некоторые люди не могут воспринимать глубину объектов с помощью стереоскопа. Проверить свои способности к стереопсису можно с помощью специального рисунка. В этом материале представлены таблицы для проверки зрения.
Если у вас есть стереоскоп, вы можете сделать копии стереопар и вставить их в устройство. Альтернативно, разместите между двумя изображениями одной стереопары тонкий лист картона перпендикулярно. Установив их параллельно, смотрите на изображение каждым глазом по отдельности.
В 1960 году американский учёный Бела Юлеш предложил метод демонстрации стереоэффекта, исключающий монокулярное восприятие. Этот принцип можно использовать для тренировки стереопсиса. Обратите внимание на рисунки-автостереограммы.
Смотря вдаль сквозь рисунок, вы сможете увидеть стереоскопическую картину.
На основе этого метода было разработано устройство для исследования порога стереоскопического зрения – автостереограмма. Существует также модифицированное устройство для более точного определения этого порога.
Каждому глазу предлагаются тестовые объекты с одинаковыми областями точек, представляющие фигуры произвольной формы. Когда значения параллактических углов равны нулю, наблюдатель видит случайные точки и не может выделить конкретную фигуру на рандомизированном фоне, исключая монокулярное восприятие.
Перемещая один из тестовых объектов перпендикулярно оптической оси системы, можно наблюдать изменение параллактического угла между фигурами. Когда он достигает определённого значения, наблюдатель начинает видеть фигуру, отделяющуюся от фона; фигура может удаляться или приближаться.
Параллактический угол измеряется с помощью оптического компенсатора в одной из ветвей прибора. Когда фигура появляется в поле зрения, наблюдатель фиксирует её, и на индикаторе отображается показатель порога стереоскопического зрения.
Нейрофизиология стереоскопического зрения
Исследования нейрофизиологии стереоскопического зрения выявили в первичной зрительной коре головного мозга уникальные клетки, чувствительные к диспаратности. Эти клетки делятся на два типа:
- Клетки первого типа активируются, когда стимулы совпадают на обеих сетчатках.
- Клетки второго типа реагируют, когда объект находится за пределами точки фиксации.
Существуют также клетки, активирующиеся, когда стимул ближе точки фиксации.
Все типы клеток обладают ориентационной избирательностью и хорошо реагируют на движущиеся объекты и концы линий.
Наблюдается конкуренция полей зрения: когда на сетчатках обоих глаз формируются значительно отличающиеся изображения, одно из них часто игнорируется. Это указывает на то, что зрительная система, не способная объединить изображения, частично или полностью отвергает одно из них.
Условия для стереоскопического зрения
Для полноценного стереоскопического восприятия необходимо соблюдение ряда условий:
- Корректная работа мышечной системы глаз;
- Высокая острота зрения у обоих глаз;
- Согласованность аккомодации, фузии и конвергенции;
- Небольшое различие в размерах изображений, воспринимаемых каждым глазом.
Если на сетчатке обоих глаз изображения одного объекта имеют разные размеры или несоответствующий масштаб, это называется анизейконией.
Анизейкония — распространенная причина нестабильности или утраты стереоскопического зрения. Узнать, как восстановить зрение в домашних условиях, можно здесь.
Анизейкония обычно возникает при различной рефракции глаз (анизометропии). Если разница не превышает 2–2,5%, можно использовать обычные стигматические линзы. При более выраженной анизейконии требуются анизейконические очки.
Нормы и показатели
Основной причиной косоглазия является нарушение взаимодействия аккомодации и конвергенции. Явное косоглазие приводит не только к эстетическим дефектам, но и к снижению остроты зрения на поражённом глазу. В некоторых случаях глаз может временно отключаться от восприятия изображений, что вызывает амблиопию. При гетерофории, или скрытом косоглазии, внешних признаков нет, но это состояние мешает стереопсису. Люди с гетерофорией более 3° испытывают трудности при работе с бинокулярными приборами.
Порог стереоскопического зрения зависит от:
- Яркости фона;
- Контрастности объектов;
- Времени наблюдения.
При оптимальных условиях порог глубины может колебаться от 10-12 до 5″.
-
Читайте также:
Стереоскопическое зрение можно исследовать несколькими методами:
- Стереоскоп и таблицы Пульфриха (минимальный порог — 15″);
- Стереоскопы с более точными таблицами (измерения — от 10 до 90″);
- Устройства с рандомизированным фоном (погрешность измерений — 1-2″).
Выводы
Стереоскопическое зрение — это процесс, позволяющий человеку ориентироваться в окружающем мире. Оно обеспечивает восприятие объектов в трехмерном пространстве, а также оценку их размеров, объема и расстояния. В статье описаны методы проверки стереоскопического зрения.
Также представлена информация о том, как изучаются поля зрения.
Вопрос-ответ
Как работает стереоскопическое зрение?
Бинокулярное зрение (стереоскопическое зрение) — это способность одновременно и чётко видеть один и тот же предмет обоими глазами, а мозг — объединять эти два немного разных «изображения» в единую трёхмерную (объёмную) картинку.
- Введение. Методы стереозрения широко используются в компьютерном зрении для трёхмерной реконструкции. Используя два изображения сцены — левое и правое — снятые одновременно с двух точек обзора, стереозрение создаёт трёхмерное представление сцены.
Как проверить стереоскопическое зрение?
ОЦЕНКА СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ. Стереоскопическое зрение – это высшая форма бинокулярного зрения. Оно позволяет оценить не только форму и размеры предметов, но и расстояние до них. По сравнению с обычным бинокулярным, оно помогает гораздо более эффективно ориентироваться в пространстве и различать размеры предметов.
Что такое стереоскопическое зрение?
Стереоскопическое (или трехмерное) зрение — это способность глаз к восприятию глубины пространства, наивысшая форма сотрудничества обоих глаз. Человек трансформирует зрительные образы в понятия близко/далеко, высоты, формы, перспективы и т. д.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основы анатомии глаза и зрительной системы, чтобы лучше понять, как формируется стереоскопическое зрение. Знание о том, как работают глаза и мозг в процессе восприятия глубины, поможет вам осознать важность этого явления в повседневной жизни.
СОВЕТ №2
Попробуйте специальные упражнения для тренировки стереоскопического зрения. Существуют различные методы, такие как использование стереограмм или 3D-изображений, которые помогут улучшить вашу способность воспринимать глубину и расстояние.
СОВЕТ №3
Регулярно проверяйте зрение у специалиста. Если вы заметили, что у вас возникают трудности с восприятием глубины или стереоскопического зрения, обратитесь к офтальмологу для диагностики и возможного лечения.
СОВЕТ №4
Используйте технологии виртуальной реальности (VR) для улучшения стереоскопического восприятия. VR-устройства могут помочь вам развить навыки восприятия глубины и расстояния, а также сделать процесс обучения более увлекательным.
