Stereoskopisk syn

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

Stereoskopisk syn (fra oldgræsk στερεός stereós "fast", "stiv" og σκοπεῖν skopéin "at se på", "at observere"), også kaldet rumligt syn , stereosyn eller stereopsis , formidler en reel, kvantificerbar dybdeopfattelse og rumlig effekt af det ydre rum gennem toøjede observation af objekter og objekter. Det stereoskopiske syn er den højeste form for kikkertvision ( kikkertvision ). At se med kun ét øje kaldes monovision ( monokulært syn ).

Generel

Rumlig vision kræver i det væsentlige følgende forudsætninger:

  • Der er to øjne med koordineret muskelkontrol og normal (eller i det mindste harmonisk unormal) nethindekorrespondance , som muliggør en fusion (sammenlægning) af de to billedindtryk af højre og venstre øje til et enkelt (kikkert enkelt syn).
  • Hjernens visuelle centrum behandler de opnåede billeder og modellerer dem rumligt.

Når man ser på et objekt, tager hvert øje en lidt anden vinkel til det, hvilket skaber en parallaks . Jo længere væk et objekt er, desto mere nærmer øjnene sig af øjnene til en parallel position . Hvis man derimod ser på meget tætte objekter, skal øjnene udføre en konvergensbevægelse .

Denne grundlæggende øjenbevægelse bemærkes normalt ikke bevidst. Tidlige læringsprocesser giver begge øjne mulighed for automatisk at fiksere på det punkt, du vil se på samtidig. Mange optiske illusioner skyldes, at hjernen fungerer baseret på erfaring, og man kan blive forvirret af, at noget ikke fremstår, som man er vant til.

Forskning om spædbørn fra et team fra Budapest University of Technology and Economics tyder på, at rumlig vision er en indlært færdighed. I henhold til dette, hvis for tidligt fødte børn udsættes for visuelle stimuli, kan kikkertvision detekteres i omtrent samme periode efter fødslen som hos babyer, der blev født på det normale tidspunkt. [1] [2]

fysiologi

Grundlaget for stereoskopisk vision er billeddannelse af objekter set udefra inden for det såkaldte Panum-område . Dette repræsenterer et område foran og bag overfladen af horopteren , hvor objekter også let kan ses kikkert, der ikke projiceres på nøjagtigt tilsvarende nethindeplaceringer . Dette fører til en lateral forskel mellem de præsenterede testobjekter eller billeder, hvis omfang udtrykkes i lysbuesekunder . Jo mindre den laterale forskel er, desto højere er kvaliteten af ​​det rumlige syn. Værdien af ​​en person med normalt syn er omkring 20 buesekunder. Forskelle i undersøgelsesresultatet kan opstå ved forskellige målemetoder.

Hvis stereobilledparret byttes, vendes dybdeskærmen, og opfattelsen svarer til pseudoskopisk syn. Flere fjerne objekter er nu tilsyneladende i forgrunden, og nær objektpunkter opfattes i dybere billedniveauer. Hvis stereobilledparret svarer til placeringen af ​​stereobilledoptagelsen, er ortoskopisk syn mulig, et rumligt billede, der svarer til den sædvanlige rumlige visningsvaner. Hvis begge felter i stereooptagelsen er identiske, er ingen rumlig opfattelse mulig.

Korsets blik

Cross view (også kaldet cross view på engelsk) er den bevidste anvendelse af konvergensmekanismen for at gøre et rumligt billede (stereobillede) synligt fra de to delbilleder. Faktisk bruger vi altid krydsudseendet, når vi fokuserer relativt tæt, for eksempel når vi læser: Hvis vi har en bog eller dagbladet foran vores næser, ville en, der sad overfor os, have det indtryk, at vi kigger . Dette indtryk har imidlertid intet at gøre med selve strabismus -sygdommen.

Når man øver korsudseendet, er det kun et spørgsmål om at gøre det klart for hjernen gennem øvelse (at skabe erfaring), at det vi i første omgang ser sløret er i orden. Vi har kun flyttet fokus.

Enhver, der er i stand til at se tingene klart i en afstand af 20–60 cm, har alle de fysiologiske forudsætninger for den bevidste anvendelse af tværsynet. Ved skelning oprettes et virtuelt tredje billede mellem de to billeder, hvilket giver det ønskede rumlige indtryk. Den anbefalede synsafstand for eksemplet herunder er ca. 70 cm.

Nærsynethed eller langsynethed forringer ikke evnen til at se krydsede, så længe briller korrigerer det dårlige syn. Denne metode fører imidlertid til øjentræthed relativt hurtigt. Derudover fortolker hjernen billedet som meget lille på grund af det tætte krydsningspunkt.

Med krydsudseendet kan gåderne med forskellene mellem to billeder også løses på en enkel måde.

Eksempel på forskelle

Imidlertid er forskelle i farve ikke så lette at se, fordi al rumlig vision er baseret på former.

Et meget mærkbart tegn (i eksemplet til højre) er, at det er forskudt lidt vandret i begge billeder. Ved indbyrdes sammenligning af de to billeder er det derimod svært at finde forskellen, især hvis der er store afstande mellem karaktererne, så øjet ikke aner.

Generelt lad A være øjenafstand af observatøren, B afstanden mellem de stereoskopiske objekt par og d den synsafstand, så den tilsyneladende billede afstand b beregnes under anvendelse af stråle teorem anvendelse af ligningen

Størrelsen af ​​dette virtuelle billede skyldes forholdet b / d og størrelsen på de enkelte billeder. I eksemplet herunder er afstanden (= bredden) for de enkelte billeder omkring 9 cm (afhængigt af skærmstørrelsen), så ved 6,5 cm øjenlindring og 70 cm synsafstand er det rumlige indtryk af en miniatur, der kun er omkring 3,8 cm i størrelse opnås i en afstand på 29 cm.

Stereobillede par til krydsvisning (skele metode)

Den parallelle udsigt

Med parallelsyn bruger den ene den anden af ​​de ovennævnte visuelle teknikker, afslappet at kigge igennem , for at producere det rumlige billede. Igen tror mange mennesker, at de ikke kan . Det kan faktisk alle, der er i stand til at se en uendelig afstand. Enhver, der ser på solnedgangen i horisonten og ser et skarpt billede, der opfatter stjernerne på nattehimlen som små skarpe punkter, har alle de fysiologiske forudsætninger, han har brug for til anvendelse af parallelvisningen.

Til dette er kravene til dobbeltbilledet imidlertid højere, da afstanden mellem to objekter, der skal overlejres, ikke må være større end observatørens øjenafstand. Det er cirka 6-7 cm. På den anden side træt øjnene i manges øjne ikke så hurtigt, da de involverede muskler er mindre spændte. Desuden fortolker hjernen et billede parallelt set som længere væk og derfor større. Parallelvisningen er derfor bedre egnet til panoramabilleder. En udvidelse af metoden ved hjælp af passende hardware bruges blandt andet til 3D -repræsentation af virtual reality .

Den tilsyneladende billedafstand b beror på afstanden B for de enkelte billeder, interpupillærafstanden A og synsafstanden d :

Tilfældet B = A svarer til en uendelig stor afstand og dermed det stereoskopiske indtryk af et fjernt objekt. For større afstande mellem de enkelte billeder bliver b formelt negativt; for seeren, men hvis de enkelte billeder er overlejret, ser det ud som om objektet er endnu længere væk end med normalt fjernt blik. I dette tilfælde kan øjnene dog også hurtigt trætte.

En metode til at bruge parallel vision er som følger:
Først reparerer du et objekt ca. 1 til 3 m væk. Derefter skubber du stereogrammet ind i dit synsfelt, men uden at rette øjnene mod dette tættere objekt. Langsomt skiller dele af billedet sig ud, og du begynder at genkende noget.

Hyperscope og pseudoskop

Hyperscope og pseudoskop

Hyperskopet øger optisk øjenlindringen, hvilket øger indtrykket af rumlig dybde. Nogle afstandsmålere fungerer efter dette princip, men det gør sakseteleskopet også .

Pseudoskopet bytter optisk øjnene, hvilket vender indtrykket af rumlig dybde.

Forstyrrelser

Forskellig ametropi i begge øjne ( anisometropi ) kan forringe tredimensionelt syn, da hjernen i dette tilfælde skal flette to billeder af forskellige størrelser ( aniseikonia ) til et. Briller kan korrigere de optiske defekter, men da deres linser er i en vis afstand fra øjnene selv, er billedet i øjet enten forstørret ( langsynethed ) eller reduceret ( nærsynethed ). Dette forhindrer stereoskopisk syn, især når brydningsforholdene mellem de to øjne viser store forskelle. I dette tilfælde foretrækkes kontaktlinser frem for briller.

Hvis en person krydser , er tredimensionel vision ofte heller ikke mulig, da det visuelle indtryk af det krydsøjede øje undertrykkes i de fleste medfødte, manifeste sygdomme i skeletten. Ved erhvervede strabismus -sygdomme er prognosen for at opretholde eller genvinde rumlig vision gennem passende behandlingsforanstaltninger (f.eks. Strabismus -kirurgi eller prisme -briller ) betydeligt bedre.

Hvis der kun bruges et øje - uanset om der kun er et eller fordi et øje er udelukket fra at se på grund af en skævhed - er rumlig vision også umulig.

Rumlig vision kan ikke erstattes med hensyn til dens kvalitet, men dens mangel kan kompenseres for af visse fænomener - f.eks. B. gennem perspektiv, lys og skygge, empiriske værdier, bevægelse osv. Af denne grund får enøjede mennesker - eller endda andre mennesker uden rumlig vision - lov til at køre bil. Dette har dog også sine grænser, nemlig hvor perfekt stereopsis er afgørende - f.eks. B. med lastbil-, bus- eller taxachauffører, piloter osv.

Det fuldstændige fravær eller fuldstændige tab af rumligt syn er også kendt som stereoblindhed , især i den angelsaksisk-talende verden.

Weblinks

Individuelle beviser

  1. Gábor Jando, Eszter MIKO-Baráth, Katalin Marko, Katalin Hollódy, Béla Török & Ilona Kovacs: Tidligt indsættende binocularity i præmature børn afslører erfaring-afhængige visuel udvikling hos mennesker. I: Proceedings of the National Academy of Sciences . 18. juni 2012, doi: 10.1073 / pnas.1203096109
  2. Hjerneforskning: Rumlig vision skal læres . I: Spiegel Online . 19. juni 2012