Стереоскопическое зрение

Стереоскопическое зрение (от греч. stereos — твёрдый, объёмный, пространственный) — наиболее совершенный вид бинокулярного зрения, при котором в мозге возникает единый пространственный образ при зрительном восприятии объектов двумя глазами. Стереоскопическое восприятие окружающей среды намного более эффективно для определения расстояний до частей разных объектов и их положения в пространстве, чем простое бинокулярное зрение (при котором оба глаза могут независимо рассматривать различные объекты).

Механизмы формирования зрительного стереоэффекта

Схема фокусировки различных фрагментов предметов на обеих сетчатках глаз

Бинокулярное (стереоскопическое) зрение

Объёмное, пространственное (стереоскопическое) изображение формируется мозгом, при рассматривании реальных объектов обеими глазами. Мозг учитывает совокупность различных видов информации, воспринимаемой зрительным аппаратом, и формирует единый пространственный образ, используя совокупность различных механизмов.

Среди этих механизмов можно выделить монокулярные и бинокулярные, перспектива, конвергенция глаз, восприятие глубины пространства при движении головы, и другие.

Бинокулярные компоненты стереовосприятия

Стереопсис

Стереопсис - процесс объединения монокулярных образов в бинокулярный, с формированием ощущения глубины пространства, возникающий лишь при бинокулярном зрении, и обусловленный сетчаточной диспарантностью (различием изображения на сетчатке правого и левого глаза). При прочих равных условиях, чем больше диспарантность, тем больше видимая глубина.

Способы имитации стереоэффекта

Ощущение стереоэффекта можно имитировать, например создав частичный аналог естественного объекта, точки которого расположены в пространственной системе координат X,Y,Z или отображаются при помощи стреогеометрии на рисунке, чертеже, стереофотографии. Видимые точки предмета рассматриваются двумя глазами одновременно, причём некоторые из них могут быть видимы лишь одним из глаз. Например, скульптура — пример объёмного представления объекта. Для получения объёмного изображения необходимо его рассматривать с нескольких сторон. При рассмотрении предмета с одной стороны (при обычном фотографировании) мы проецируем все точки предмета на одну плоскость, где получаемое изображение плоское. (Не следует путать с изображением перспективы]] - изображением на плоскости, когда создаётся иллюзия объёма).

Эту задачу природа решила, наделив некоторых животных и человека бинокулярным зрением. База между глазами человека равна в среднем 64 мм (50-70мм). Рассматривая предметы двумя глазами мы видим предметы объёмно как в статике, так и при движении.

Роль стереоскопического зрения в жизни

Ориентация в пространстве.
Гимнастика, упражнение на бревне.

Жизнь животных и человека во многом зависит от зрения, особенно бинокулярно-стереоскопического. Главная его функция — ориентация в пространстве. Благодаря возможности видеть окружающий нас мир объёмно, мы лучше ориентируемся в нём. Более того, жизнь человека станет намного сложнее, если он потеряет восприятие глубины пространства. Не только в дикой природе — в спортивной деятельности нам помогает стереоскопическое зрение: например, без ориентации в пространстве немыслимы выступления гимнастов на бревне, на брусьях и др., легкоатлетов — прыгунов с шестом, в высоту и т. д.

Бинокулярный микроскоп позволяет рассмотреть все детали строения насекомых, образцы минералов, детали устройства микросхем. Нейрохирург не может провести сложную операцию без стереоаппаратуры, с помощью которой он видит свой инструмент, пространственное расположение оперируемых нервных стволов и строение окружающих тканей.

Технические приёмы для создания искусственных стереоизображений

Бесконечно разнообразные сферы использования оптических изображений в науке, технике и в быту требуют таких методов создания и воспроизведения образов, которые позволяют получить максимальное приближение к реальности.

Стереоизображение может быть получено с помощью технических систем и устройств, использующих принцип бинокулярного зрения — оптических систем, обеспечивающих раздельное поле зрения для каждого глаза. При этом рассматриваемые отдельные изображения (стереопары) попадают на сетчатки глаз раздельно, и сливаются в одно объёмное изображение в коре головного мозга человека.

Одним из первых устройств был стереоскоп, создание которого было естественным следствием развития фотографии. Позже появились очки-анаглифы, обеспечивающие получение объёмного изображения по упрощённой схеме; правда качество таких иллюстраций довольно невысокое, их нельзя делать многоцветными и, кроме того, просмотр анаглифов утомляет глаза.

Линзово-растровая стереоскопия нашла применение в производстве открыток и значков.

В конце ХХ века большие надежды возлагались на голограммы, как на способ воспроизведения объёмных изображений, однако их применение на практике в настоящее время невелико.

См. также

• Перспектива
• Стереоэффект (рассмотрены также способы имитации стереоэффекта при помощи технических средств)
• Бинокулярное зрение
• Стереоизображение
• Бинокулярный микроскоп
• Образ (значения)
• Стереоскопия