yevogre писал(а):
Коснёмся выделенного.
Итак, имеем 2 параллельных канала, разнесенных на величину базы (64мм).
При наблюдении удалённых объектов угол сходимости каналов мал - пренебрежем.
Итак (где-то уже писАл):
Расстояние до первого предмета (дерева) 100м
Второго (куст) 120м
Третьего (забор) 130м
Стереоскопичность (восприятие фаз) при базе 64мм будет нормальной если сократить расстояние до 10м.
Глаз воспринимает так: до дерева 10м, до кустов 30м, до забора 40м.
Теперь глянем в 10Х бинокль:
Эта штука также сократит расстояние, но не НА 90м, а В 10 РАЗ.
До дерева 10м, до кустов 12м, до забора 13м - та самая декорация, о которой "так долго говорили большевики"(С)
Но видимость теней, отбрасываемых предметами и деталями, будет разной.
Поэтому при увеличении базы проявляется бОльшая "стереоскопичность".
В данном случае я не могу найти применения понятию "фаза" в классическом варианте.
Женя.
Под фазой понимается полное совпадение левой и правой трубки бинокуляра или другого оптического прибора, которые не вносят фазовых искажений. Подробнее
http://aspirantura.ifmo.ru/file/other/RS71Si1zIZ.pdf
http://www.dissercat.com/conte...hchikh-pokrytii
Объемность и стереоскопичность - совсем не одно и то же, как понимают участники темы.
Ведь на расстояниях свыше километра объемность пейзажа воспринимается человеком только панорамно, то есть потому, что предметы закрывают друг друга и демонстрируют взору разнообразные узлы схода контуров (помните, как в горах или в космосе, когда такого последовательного перекрытия планов нет, люди грубо ошибались в расстояниях?). Есть и другие «вторичные» признаки, по которым мы видим панорамно и отличаем близкое и далекое: различны относительные размеры деревьев, людей, домов, изменяется их окраска (происходит то, что художники называют линейной и воздушной перспективами), по-иному ложатся светотени...
А первичный признак - это стереоскопичность, действующая на расстояниях меньше километра (у некоторых людей, правда, область эта более обширна, достигает полутора километров, потому что глаза у них расставлены шире обычного). Объемность тут возникает потому, что правый и левый глаз видят предметы немного по-разному: не только фасад, на который направлены и где сходятся оптические оси обоих яблок, но каждый слегка и «свою» боковую сторону (такое уклонение от центрального рассматривания называют параллаксом, от греческого параллабо - уклоняюсь).
В среднем глаза наши разнесены на шесть с половиной сантиметров, отсюда и километровая граница стереоскопического зрения, дальше мозг уже не улавливает разницу изображений. А если нужно дальше, военные берут стереотрубы и дальномеры, в этих приборах база - расстояние между объективами - измеряется десятками сантиметров, даже метрами, соответственно возрастает стереоскопическая глубина пространства. При шестиметровой базе она достигнет двух десятков километров.
В «Книге о живописи» Леонардо да Винчи есть такие строки: «Натуру, рассматриваемую двумя глазами, невозможно передать на картине так, чтобы там она была видна с равной выпуклостью, хотя бы линии, свет, тени и цвет переданы были совершенно в точности». (Вполне возможно, что художники и философы задумывались об этом и раньше, но слова Леонардо - первое письменное свидетельство.)
Почему? Потому что написанная художником плоская картина попадает одинаково на одни и те же точки сетчатки в правом и левом глазу: глаз сразу замечает отсутствие стереоскопической объемности.
Чтобы предметы стали стереоскопичными, изображения на правой и левой сетчатках обязаны быть несимметричны относительно оптической оси глаза. Тогда мышцы поворачивают глаза так, чтобы одинаковые точки изображений пришлись на так называемые корреспондирующие области сетчаток. После этого две картинки сливаются в одну и происходит фузия, по терминологии офтальмологов.
Если придерживаться классических представлений о передаче картинки из сетчатки в затылочную кору методом «точка в точку», столь огромное различие в размере таинственно и просто невозможно без развала бинокулярного восприятия. Современная же нейрофизиология, оперирующая понятиями рецептивных полей, может высказать некоторые соображения на этот счет (правда, опытами они еще не подтверждены).
Во-первых, сигнал от каждого фоторецептора приходит, как известно, на множество модулей зрительной коры.
Во-вторых, относящиеся к одному глазу модули - глазодоминантные - расположены вовсе не как солдаты в парадной шеренге: никаких стройных рядов, лабиринт - вот слово, какое только и может охарактеризовать топографию модулей глазодоминантности.
И наконец, не следует забывать, что в зрительном тракте образ передается системой параллельно действующих каналов, так что форма и размер отражаются разными нейронными структурами. Поэтому до определенного момента изображения, пришедшие от каждого глаза, будут отмечаться в коре как одинаковые, несмотря на различия в размерах. И только потом, когда сигнал от канала размера превысит некий порог, изображения разъединяются - возникает диплопия.
Пространственно-частотный подход к определению характеристик зрительного аппарата оказался очень продуктивен в таком важном деле, как массовое обследование людей.
Суть метода очень проста. Вы усаживаетесь перед прибором, а на его экране движется неширокая щель, в которой видна решетка какой-либо пространственной частоты. Таких решеток восемь, и каждая нарисована так, что ее контрастность плавно изменяется. Поэтому видится любая решетка во время прохождения щели сначала расплывчато, потом четко. Начинают пускать щель с самого малого контраста и самой низкой пространственной частоты, а от человека только и требуется, что сказать «Вижу!» в тот момент, когда он заметил прутья решетки. Можно проверять оба глаза сразу, можно каждый в отдельности, то и другое очень важно для диагностики.
Оказывается, существует при нормальном зрении вполне определенный порог контрастности, до которого решетка не видна, как ни старайся ее разглядеть. И пороги эти (относительно каждой решетки - свои) закономерно изменяются с возрастом. Лучше всех видят молодые люди от 15 до 25 лет, а малыши и пожилые различают высокие пространственные частоты значительно.
Показав каждому глазу по восемь таблиц, врач получает достаточно объективную характеристику качества вашего зрения: вот такие-то решетки вы различаете хуже, чем положено для вашего возраста... И что еще важнее, по характеру изменений врач может судить, нет ли тенденций к такому неприятному заболеванию, как глаукома, не обнаруживаются ли настораживающие сдвига в периферическом зрении (том самом, которым мы сразу замечаем движущийся сбоку автомобиль).
Вернемся, однако, к бинокулярному зрению, где нас ожидает еще немало любопытного...
Слитный бинокулярный образ возникает лишь тогда, когда поля зрения обоих глаз перекрываются. Чем больше перекрытие, тем шире сектор стереоскопического зрения, но зато пропорционально меньше угол панорамного образа.
Природа по-разному наделила этими качествами зрительные аппараты разных животных. Общее правило таково: у жертв выше панорамность, но ничтожна или даже совсем отсутствует стереоскопичность, у хищников панорамность сравнительно с жертвами невелика, зато сектор стереоскопичности занимает почти все поле зрения. (Строго говоря, истинная стереоскопия возможна только тогда, когда сливаются изображения, попадающие на центральную ямку сетчатки, в область наиболее четкого зрения, а это как раз и присуще только хищникам.)
Скажем, у зайца сектор стереоскопии всего десять градусов, по пять с той и другой стороны от продольной оси тела. Панорамность же - 360 градусов, вся сфера вокруг «как на ладони»: подберись - хищник!.. Зато вот у кошки стереосектор занимает 120 градусов, а панорамность - 280.
Нам, людям, природа дала 120 градусов стереоскопичности и 180 панорамности.
Мы порой искренне восхищаемся мимикрией насекомых: ах, взгляните на фотографию: бабочка прямо-таки слилась с корою дерева! То-то и есть, что на фотографию... «Военные хитрости» насекомых годятся против тех их врагов, которые лишены стереоскопического зрения и видят мир монокулярно, а как раз таково большинство насекомоядных птиц. Пестрая текстура коры и пестрая текстура крыльев бабочки или жука действительно неотличимы друг от друга при «одноглазом» видении. Фотография дает нам точку зрения птицы. А будет рассматривать обоими глазами человек ту же бабочку на дереве - мимикрия не поможет. Благодаря параллаксу выпуклое тельце бабочки окажется представленным на обеих сетчатках по-разному, и объемность насекомого сразу бросится в глаза.
Известный биофизик Бела Юлеш, сотрудник компании «Белл лэбретриз», продемонстрировал этот факт стереоскопического зрения очень изящным и простым опытом. Он взял два одинаковых фотоотпечатка текстуры, составленной из черных и белых точек, которые были разбросаны совершенно хаотически, случайно. Потом вырезал в центре каждого отпечатка по одинакового размера квадратику и сдвинул один вправо, другой влево, а образовавшиеся белые полосочки закрыл хаотической текстурой из точек.
Когда смотришь на эти картинки невооруженным глазом, вырезанные и смещенные квадратики увидеть невозможно, они спрятались в информационном «шуме» точек окружения. Однако стоит вставить картинки в стереоскоп или направить глаза в бесконечность, чтобы картинки слились (после небольшой тренировки это многим удается), и мы видим парящий над пестрым фоном пестрый же квадрат. Впечатление изумительное, причем интересно, что стереоскопическая картина возникает не сразу, а постепенно. Она как бы проявляется, медленно проступает от центра к краям из хаоса точек - «из ничего»...
Открытие Юлеша заставило нейрофизиологов и психологов совершенно по-новому взглянуть на проблему стереоскопичности зрения. Оказалось, что мозг разыскивает с помощью полей нейронов коры (эти поля располагаются в корреспондирующих точках обеих сетчаток) некоторые одинаковые участки изображений (проекций на сетчатке), совершенно не интересуясь их осмысленностью и связью с общим образом. Если они найдены, эти одинаковые кусочки (тут немедля на ум приходит гипотеза о кусочном квазиголографическом представлении образа в высших отделах мозга, разрабатываемая Глезером), им присваиваются метки «Находятся на таком-то расстоянии». Когда же все эти кусочки сольются в образ, в нашем сознании возникнет объемная сцена, зрительная картина, где одни предметы близко, а другие далеко, и куб отличается в профиль от круглой банки такого же размера.
Именно это свойство бинокулярного зрения и использовал Гельмгольц (понятно, не подозревая о деталях нейрофизиологического механизма стереоскопии), когда предложил опознавать в стереоскопе фальшивые деньги. Ведь как ни старается преступник, ему не под силу абсолютно точно, до долей миллиметра, скопировать рисунок банковского билета. В стереоскопе эти ошибки немедленно «всплывают» над плоскостью бумаги, когда эксперт кладет рядом настоящую банкноту и поддельную.
Каким же образом мозг отыскивает на сетчатке одинаковые участки изображений? На этот вопрос ответил Джон Петтигрю, работавший в Калифорнийском университете. Он открыл в затылочной коре кошки нейроны диспаратности (слово «диспаратус» по-латыни значит «раздельный», «обособленный»; термин говорит, что изображение на каждой сетчатке выглядит чуть иначе, чем если бы на предмет смотрел одноглазый Циклоп). Диспаратность тем больше, чем ближе к глазам находится предмет: оптические оси глазных яблок поворачиваются, сходясь в точке, привлекающей наше внимание, и все остальные точки оказываются по отношению к оптической оси диспаратными.
К каждому нейрону диспаратности приходят сигналы от обоих глаз: с правых сторон каждой сетчатки, как мы помним, информацию снимают нейроны левой затылочной коры, а с левых сторон - нейроны правой коры. То есть у любого такого нейрона существуют два рецептивных поля. До тех пор пока данный участок изображения не попал сразу на оба этих поля, нейрон диспаратности молчит. А как только они сразу увидят одинаковый кусочек, нейрон возбуждается, дает сигнал в высшие отделы зрительной системы. Причем максимальный ответ нейрона будет только тогда, когда изображение очутится точнехонько посередине каждого поля. Петтигрю назвал такие поля простыми.
Но обнаружил он также и более сложные поля, объединяющие в себе как бы множество простых. Такие сложные поля привязаны к нейронам коры, объединенным в модули. Нейроны диспаратности формируют модули двух типов: для наведения глаз в данную точку пространства и для измерения дальности до отдельных точек (вернее, маленьких кусочков) предмета.
Наведением заведуют модули, для которых все равно, в каком направлении движутся глазные яблоки. Нейроны этих модулей обладают огромными полями, в несколько градусов по диагонали (здесь и далее измерения на сетчатке). Несмотря на это, они реагируют на ничтожную разницу в диспаратности. У кошки эта разница меньше двух угловых минут. У человека, по-видимому, около десяти угловых секунд, потому-то и четкость стереозрения наша куда лучше кошачьей.
Помните поля, находящиеся на периферии сетчатки и сигнализирующие, что где-то сбоку появилось что-то движущееся? По команде этих полей глаза поворачиваются на это «что-то». А модули наведения, составленные из нейронов диспаратности, как бы ставят перед взором бессчетное число плоскостей, делают «срезы» пространства, чтобы дать мышцам фокусировки хрусталика команду: предмет находится там-то.
Что же касается модулей для измерения дальностей отдельных точек предмета, то топография их полей на сетчатке иная. Прежде всего эти поля невелики по размеру. Во-вторых, если модуль диспаратности находится, скажем, в левой затылочной коре, то все его относящиеся к правому глазу поля (физически расположенные на правой сетчатке) окажутся довольно плотно наложенными друг на друга в некоторой области задней стенки глаза, тогда как поля этого модуля, относящиеся к левому глазу, мы увидим разбросанными по левой сетчатке. Причем разность координат будет тем больше, чем дальше расположена в пространстве линия, возбуждающая данный нейрон этого модуля. Иными словами, каждый нейрон модуля знает, на какую линию (то есть находящуюся на каком расстоянии) он должен реагировать.
Обратную картину продемонстрируют модули в правой затылочной коре. Наложенные друг на друга поля будут относиться к левому глазу, а разбросанные - к правому. Благодаря работе гигантского множества таких полей мы и видим не только плоские контуры, но и линии поверхностей; по сути, сами эти поверхности, как угодно расположенные в пространстве. Очень интересно, что имеются нейроны, способные реагировать не только на линии, как в опытах Петтигрю, но и на структуры, составленные из случайно разбросанных, по Юлешу, точек. Это открытие сделал Г. Поджио из Медицинской школы университета Джона Гопкинса. Нейроны Поджио демонстрируют чрезвычайно высокую точность работы стереосистемы наших глаз. Ведь в случайно сформированной картинке много похожих или почти похожих участков, так что зрение, казалось бы, обязано ошибаться. Но этого не происходит. И так как речь идет об опознании (на досознательном уровне) изображений бессмысленных, но имеющих определенную статистику чередований темных и светлых пятен, логика наших рассуждений уже в который раз заставляет обратиться к кусочному квазиголографическому отражению в мозговой коре увиденной картины...
Модули, открытые Петтигрю, стали важным аргументом в давнем споре физиологов двух направлений.
Сторонники одного считали, что объемность - результат оценки мозгом сигналов от мышц, когда мы бродим взором по пространству, фокусируя глаза с одного предмета на другой. Мышцы сводят оптические оси глаз, чтобы изображение не двоилось, - вот сигнал о дальности той или иной точки.
Защитники другой гипотезы полагали, что вначале должен быть сигнал о положении предметов в пространстве, и только потом уж формируется команда, куда повернуть глаз, на что сфокусировать. В пользу этой гипотезы говорил доказанный Глезером в 1959 г. факт: мы оцениваем на глаз расстояние в 30, а то и в 50 раз точнее, чем позволяет мышечное чувство. Еще одним аргументом было известное каждому умение наше видеть окружающую обстановку после удара молнии: вспышка, как уже говорилось, столь коротка, что мышцы не смогут сработать, а объемность пространства воспринимается тем не менее отчетливо.
Модули Петтигрю резко усилили позицию сторонников второй точки зрения. В темноте, перед вспышкой, глаза наши направлены в бесконечность, таково уж свойство зрительной системы. И когда полыхнет огонь, нейроны диспаратности отмечают расположение предметов, дают сигналы об их объемности.
Однако в любом случае полный, объемный образ сформируется только после того, как полушария обменяются сведениями. Люди с рассеченным мозолистым телом не в силах построить стереоскопическое изображение. Они видят двумя глазами, но о глубине пространства судят только по вторичным признакам.
Полная статья здесь
http://n-t.ru/ri/dm/km11.htm
