2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стереоскопическое зрение уникальная способность глаз воспринимать мир

Стереоскопическое зрение — уникальная способность глаз воспринимать мир

Стереоскопическое зрение – это способность зрительного аппарата воспринимать окружающие предметы в виде объёмной картинки. Двухмерное, трёхмерное виденье является физиологической нормой и свидетельствует о сложном устройстве человеческого глаза. Такая зрительная функция позволяет оценить глубину, формы, величину объектов, дистанцию между ними.

При попадании изображения на сетчатку проецируется двухмерная картинка. Каждый глаз в отдельности транспортирует в головной мозг две независимые друг от друга иллюстрации. Определённый отдел центральной нервной системы преобразовывает увиденное в единую трёхмерную картину.

Функция стереоскопического зрения позволяет:

  • управлять сравнительной величиной предметов:
  • контролировать приближённость, удалённость видимых предметов;
  • реагировать на скорость перемещения человека относительно статических и динамических объектов.

Как устроено

Стереоскопическое или пространственное зрение создаёт трёхмерный образ на основе законов параллаксирования – изменение направления видения, смещение точки концентрации зрения под углом, под которым виден центр предмета и дистанции с двух точек, с которых велось наблюдение. Другими словами — человек способен разглядывать различные по величине предметы с разных сторон.

В оценке удалённости объектов также участвует такая функция, как аккомодация – физиологическое приспособление автоматически менять фокус (уменьшать или увеличивать расстояние) путём расслабления или сокращения цилиарных мышц глаз.

Человек не рождается со стереоскопическими способностями. Новорождённые дети не в состоянии фиксировать взгляд, глазные яблоки действуют несогласованно, отсутствует синхронность зрачков. Зрение младенцев монокулярное, видят предметы одним глазом. Только к двум месяцам формируется способность фиксировать предметы. Постепенно формируется фузионный рефлекс – световые пучки возбуждают кору головного мозга, появляется связь мозга с сетчаткой. Этот рефлекс является основополагающим в развитии стереоскопического зрения.

В ходе многочисленных научных исследований было установлено, что максимальный уровень стереоскопии достигается в возрасте от 17 до 23 лет. Начиная с 6 лет пространственное зрение у девочек более отчётливое, чем у мальчиков. К школе формируется 80% стереоскопии глаз. После 40 лет острота периферического зрения снижается, ухудшается боковой обзор.

Стереоскопическая функция зрительного аппарата у каждого человека индивидуальна.

Проверка стереопсиса

Проверка стереопсиса – это диагностическое исследование с целью определения порога пространственного зрения и выявления диспарантности – различие положения относительно друг друга точек на сетчатке. Явление представляет собой основу психофизиологических процессов в головном мозге, отвечающих за объёмное восприятие мира.

Диагностику проводят с помощью специальных аппаратов – стереоскоп Уитстона, фороптер.

Стереоскоп – бинокулярный прибор в офтальмологии, позволяющий в индивидуальном порядке просматривать объёмные картинки.

  • эпископ или проектор – оптика, создающая реальное плоское изображение предмета на мониторе;
  • диаскоп – прибор для визуализации прозрачных диапозитивов через световые лучи, проектирующиеся на экран;
  • фороптер – оптометрический аппарат, замеряющий рефракционные патологические изменения физиологических линз.

Стереоскопическое зрение не всегда бывает устойчивым. Со временем или под действие внутренних и внешних факторов они изменяется, становится непостоянным или вовсе отсутствует.

Не все люди с одинаковой точностью воспринимают глубину предметов. Проверку уровня восприятия проводят с помощью картинок (стереопар).

Отклонения

Без полноценного пространственного зрения человек ограничен в выборе некоторых профессий, которые требуют концентрации внимания, быстрой реакции на изменения в окружающем пространстве.

Люди с отклонениями не могут быть практикующими хирургами, профессиональными спортсменами, водителями, пилотами, офицерами вооружённых сил, художниками, дизайнерами.

В офтальмологии есть такое определение, как стереослепота. Если у пациента функционирует только один глаз, то у него отсутствует стереоскопическое зрение.

Были проведены исследования среди молодых людей и студентов, которые не жаловались на некачественное зрение. Результаты ошеломили не только участников эксперимента, но и врачей-офтальмологов. Оказалось, что четыре человека из пяти не обладают классическим стереоскопическим видением. В исследовании участвовало 100 человек, только 20 из них удалось достичь стереоэффекта при просмотре предложенных изображений.

Нормальное состояние зрительного аппарата, комфортное самочувствие студентов, отсутствие жалоб объясняется активацией компенсаторных механизмов. Для проявления признаков глубины глаза используют перспективу, параллакс движения, частичное перекрытие одного предмета другим.

Патологическое нарушение стереопсиса связано с изменениями в коре головного мозга. При врождённом косоглазии без должной коррекции, когда зрачки продолжительное время работают несогласованно, нарушаются нейрогенные связи в коре. Патология может быть наследственной.

Что негативно влияет на содружество глазных яблок:

  • косоглазие врождённое или приобретённое;
  • амблиопия – «ленивый глаз», его выпадение из зрительного процесса;
  • травмы различной этиологии.

Стереоскопия зрительной системы – уникальное природное явление, позволяющее видеть мир в ярких красках. Первые попытки отобразить этот эффект на компьютере пытались изобретатели в 50-х гг. прошлого века. Прорывом стало перенесение стереоскопии в виртуальный мир кинематографа в 2009 году, когда на широкие экраны вышел голливудский фильм «Аватар».

Стереоскопическое зрение: что это, как работает, как измеряется?

Стереоскопическое зрение – бесценный дар, которым природа наградила человека. Благодаря этому механизму, мы воспринимаем окружающий мир во всей его глубине и многогранности. Объёмное изображение формирует мозг, когда человек рассматривает видимые объекты обоими глазами.

Стереоскопическое зрение дало возможность современному человеку создавать имитации стереоэффекта: 3D-фильмы, стереокартинки и стереофотографии. Всё это делает мир вокруг нас ещё более восхитительным и загадочным.

Что такое стереоскопическое зрение и как оно работает?

Определение стереоскопического зрения

Стереоскопическое зрение – это уникальное свойство органов зрения, которое позволяет увидеть не только размеры объекта в одной плоскости, но и его форму, а также размеры объекта в разных плоскостях. Такое объёмное зрение присуще каждому здоровому человеку: к примеру, если мы видим дом вдалеке, мы можем приблизительно определить, какого он размера и на каком расстоянии от нас находится.

Стереоскопическое зрение – важная функция, которую выполняет человеческий глаз.

Механизм

На сетчатке наших глаз формируется двумерное изображение, тем не менее, человек воспринимает глубину пространства, то есть обладает трёхмерным стереоскопическим зрением.

Мы способны оценивать глубину благодаря разным механизмам. Владея данными о величине предмета, человек способен рассчитать расстояние к нему или понять, какой из объектов находится более близко, путём сравнения угловой величины объекта. Если один предмет находится перед другим и частично его заслоняет, то передний объект воспринимается на более близком расстоянии.

Удалённость предмета можно также определить по такому признаку, как «параллакс» движения. Это кажущееся смещение более далёких и близких предметов при движении головой в разных направлениях. Примером может служить «железнодорожный эффект»: когда мы смотрим из окна движущегося поезда, нам кажется, что скорость близко расположенных предметов больше скорости удалённых объектов. Узнайте также, как развить периферическое зрение в статье.

Одной из важных функций стереоскопического зрения является ориентация в пространстве. Благодаря возможности видеть предметы объёмно, мы лучше ориентируемся в пространстве.

Если человек утратит восприятие глубины пространства, жизнь его станет опасной.

Стереоскопическое зрение помогает нам во многом, например, в спортивной деятельности. Без оценки себя и окружающих объектов в пространстве станут невозможными выступления гимнастов на брусьях и бревне, прыгуны с шестом не смогут правильно оценивать расстояние до планки, а биатлонисты не способны будут поразить мишень.

Без стереоскопического зрения человек не сможет работать в профессиях, требующих моментальной оценки расстояния, или связанных с быстро движущимися объектами (лётчик, машинист поездов, охотник, стоматолог).

Отклонения

Человек обладает несколькими механизмами оценки глубины. Если какой-либо из механизмов не работает, то это – отклонение от нормы, ведущее к различным ограничениям оценки удалённости предметов и ориентации в пространстве. Наиболее важный механизм восприятия глубины – стереопсис.

Читать еще:  Сохраняем хорошее зрение в пожилом возрасте питание упражнения для глаз

Стереопсис

Стереопсис зависит от совместного использования обоих глаз. При рассматривании любой трёхмерной сцены оба глаза формируют различные изображения на сетчатке. В этом можно убедиться, если смотреть прямо вперёд и быстро перемещать голову из стороны в сторону или быстро закрывать поочередно то один, то другой глаз. Если перед вами плоский объект, то особой разницы вы не заметите. Однако если предметы находятся на разном расстоянии от вас, то вы заметите значительные изменения в картине. В процессе стереопсиса мозг сравнивает изображения одной и той же сцены на двух сетчатках и с относительной точностью оценивает их глубину.

Диспарантность

Так называют отклонение от положения корреспондирующих точек на сетчатках правого и левого глаза, в которых фиксируется одно и то же изображение. Если отклонение не превышает в горизонтальном направлении 2°, а по вертикали – не более нескольких угловых минут, то человек будет визуально воспринимать одиночную точку в пространстве как расположенную ближе, чем сама точка фиксации. Если же расстояние между проекциями точки меньше, чем между корреспондирующими точками, то человеку будет казаться, что она расположена дальше точки фиксации.

Третий вариант предполагает отклонение более 2°. Если вертикальное направление превышает несколько угловых минут, то мы сможем увидеть 2 отдельные точки, которые будут казаться расположенными ближе или дальше от точки фиксации. Данный эксперимент лежит в основе созданий серии стереоскопических приборов (стереоскоп Уитстона, стереотелевидение, стереодальномеры и пр.).

Выделяют конвергентную диспаратность (у точек, расположенных ближе точки фиксации) и дивергентную (у точек, расположенных дальше точки фиксации). Распределение диспаратностей по изображению называют картой диспаратностей.

Проверка стереопсиса

Некоторые люди не могут воспринимать глубину объектов с помощью стереоскопа. Свой стереопсис можно проверить с помощью такого рисунка. Таблицы для проверки зрения собраны в данном материале.

Если есть стереоскоп, можно сделать копии стереопар, которые на нём изображены, и вставить их в прибор. Второй вариант – перпендикулярно расположить между двумя изображениями одной стереопары тонкий лист картона. Установив их параллельно, можно попытаться смотреть на своё изображение каждым глазом.

В 1960 году учёный из США Бела Юлеш предложил использовать уникальный способ демонстрации стереоэффекта, исключающий монокулярное наблюдение объекта. Этот принцип можно использовать для тренировки стереопсиса. Посмотрите на рисунки-автостереограммы.

Если вы посмотрите вдаль, сквозь рисунок, то увидите стереоскопическую картину.

На базе этого метода создано устройство, позволяющее исследовать порог стереоскопического зрения, – автостереограмма. Существует и модифицированное устройство, которое позволяет очень точно определить порог стереоскопического зрения.

Каждому глазу предлагаются тест-объекты, которые имеют одинаковые области точек и представляют собой фигуру произвольной формы. В том случае, когда значения параллактических углов нулевые, то наблюдатель может увидеть в обобщённом изображении точки, расположенные в произвольном порядке. Он будет не способен выделить на рандомизированном фоне определённую фигуру. Таким образом, монокулярное видение фигуры исключается.

Переместив один из тест-объектов перпендикулярно оптической оси системы, мы увидим, как изменяется параллактический угол между фигурами. Когда он достигнет определённого значения, наблюдатель сможет увидеть фигуру, как бы отрывающуюся от фона; фигура может также удаляться или приближаться к нему.

Параллактический угол измеряется посредством оптического компенсатора, который введён в одну из ветвей прибора. Когда фигура появляется в поле зрения, её фиксирует наблюдатель, а на индикаторе появляется соответствующий показатель порога стереоскопического зрения.

Нейрофизиология стереоскопического зрения

Исследования в области нейрофизиологии стереоскопического зрения позволили выявить в первичной зрительной коре головного мозга специфические клетки, настроенные на диспаратность. Они могут быть 2 типов:

  1. Клетки первого типа реагируют только в том случае, когда стимулы точно попадают на корреспондирующие участки обеих сетчаток.
  2. Второй тип клеток реагирует только тогда, когда предмет расположен дальше точки фиксации.

Кроме того, существуют клетки, реагирующие в том случае, когда стимул находится ближе точки фиксации.

Все типы клеток обладают свойством ориентационной избирательности. Они обладают хорошей реакцией на движущиеся стимулы и концы линий.

Также существует борьба полей зрения. В том случае, когда на сетчатках обоих глаз создаются изображения, сильно различающиеся между собой, то зачастую одно из них вообще перестаёт восприниматься. Это явление означает следующее: если зрительная система не может объединить изображения на обеих сетчатках, то она частично или полностью отвергает один из образов.

Условия для стереоскопического зрения

Для нормального стереоскопического зрения необходимы следующие условия:

  • Нормальная работа двигательной системы глазных яблок;
  • Хорошая острота зрения обоих глаз;
  • Взаимосвязь между аккомодацией, фузией и конвергенцией;
  • Незначительное различие в масштабах изображений обоих глаз.

Если на сетчатке обоих глаз при рассматривании одного и того же предмета изображение имеет разные размеры или неодинаковый масштаб, то это называется анизейконией.

Это отклонение является самой частой причиной того, что стереоскопическое зрение становится неустойчивым или теряется. Как восстановить зрение в домашних условиях можно узнать здесь.

Анизейкония, как правило, развивается при наличии разной рефракции глаз (анизометропии). Если она не превышает 2 – 2,5%, то можно провести коррекцию обычными стигматическими линзами. При более высокой степени анизейконии приходится использовать анизейконические очки.

Нормы и показатели

Основной причиной появления косоглазия считается нарушение связи между конвергенцией и аккомодацией. При видимом косоглазии имеется не только косметический изъян, но и снижается острота зрения косящего глаза. Он даже может периодически выключиться из процесса восприятия образов (амблиопия). В случае гетерофории, то есть скрытого косоглазия, косметический дефект отсутствует, но патология всё же будет препятствовать стереопсису. Люди с гетерофорией, которая превышает 3°, не могут работать с бинокулярными приборами.

Порог стереоскопического зрения обусловлен влиянием разных факторов, таких как:

  • Яркость фона;
  • Контраст объектов;
  • Длительность наблюдения.

При хороших условиях наблюдении порог восприятия глубины варьирует от 10 – 12 до 5″.

Стереоскопическое зрение можно исследовать, определять, оценивать несколькими способами:

  • Посредством стереоскопа по таблицам Пульфриха (минимальный порог равен 15″)4
  • При помощи стереоскопов с набором более точных таблиц (диапазон измерения – от 10 до 90″);
  • Используя устройство, включающее применение рандомизированного фона (допустимая погрешность измерения равна 1 – 2″).

Видео

Плохое зрение значительно ухудшает качество жизни, лишает возможности видеть мир таким, каким он есть. Не говоря о прогрессировании патологий и полной слепоте.

МНТК «Микрохирургии глаза» опубликовал статью о безоперационном восстановлении зрения до 90%, это стало возможно благодаря.

Что такое стереоскопический характер зрения?

Бинокулярное зрение — это нормальный характер зрения человека, оно позволяет нам воспринимать окружающий мир объемным. Мы можем оценить величину и форму предмета, его рельеф, расстояние до объекта, их соотношение между собой. Стереоскопическое зрение — это одно из высших проявлений бинокулярности, позволяющее видеть трехмерно.

Бинокулярность позволяет нам сформировать видимые объекты в единый зрительный образ. Мы видим картинку левым и правым глазом отдельно.

В этой статье

При нормальном зрении изображение попадает на одинаковые (корреспондирующие) участки сетчатки обоих глаз, а затем формируется в единое целое уже в коре головного мозга, что называется фузионным рефлексом. Это рефлекторный механизм бинокулярного зрения, отвечающий за слияние двух картинок в одну. При нарушении бинокулярности изображение проецируется на несовпадающие точки, вследствие чего мозг не может соединить их в одну. Возникает диплопия (двоение в глазах). В этом легко убедиться, если при взгляде на какой-либо предмет легонько надавить на нижнее или верхнее веко, в глазах сразу начнет двоиться.

Развитие стереоскопического зрения у ребенка

Ребенок в течение нескольких недель после рождения еще не в состоянии фиксировать взгляд на предмете, так как его глазные мышцы рассогласованы и не могут совершать синхронных движений. Из-за этого мы наблюдаем младенческое косоглазие. Характер зрения после рождения монокулярный — малыш видит только одним глазом, а затем монокулярный альтернирующий — то левым, то правым глазом. А вот к двум месяцам жизни должен сформироваться рефлекс фиксации предмета. В этот период световые возбуждения уже передаются в кору головного мозга, возникает связь между желтыми пятнами сетчатки и осуществляется слияние двух изображений в одно — срабатывает фузионный рефлекс, без которого невозможно стереоскопическое бинокулярное зрение. Помимо этого, при нормальном развитии должна появиться конвергенция (сведение зрительных осей для фиксации расположенных вблизи предметов). Это подтверждение того, что развивается аккомодация — способность глаз к видению на разных расстояниях.

В два-три месяца малыш активно осваивает ближнее пространство — важный этап для формирования бинокулярного зрения. В это время он еще не обладает зрением «стерео» и видит объекты только в двух измерениях — в ширину и высоту, а представление о глубине может получить только путем осязания. Так он получает первое представление об объемности предметов.
В 4-5 месяцев у ребенка происходит динамичное развитие хватательного рефлекса. Малыш определяет направление движения, но оценить расстояние ему еще трудно, как и объем: он пытается схватить рукой солнечные зайчики, блики от источников освещения, движущиеся тени.

После шести месяцев наступает этап активного освоения дальнего пространства, когда малыш начинает активно ползать. При этом ребенок уже лучше оценивает расстояние до объекта, к которому он направляется, наступает понимание того, что с края кровати можно упасть. Он способен дотянуться до разнообразных вещей, оценить их размер, рельеф. Это период бурного развития стереоскопического и в целом бинокулярного зрения. В это время необходимо давать ему для игр предметы разной формы, из различных материалов, наполнить детскую различными геометрическими игрушками: кубами, шарами, которые можно катать.

Исследуя различные по форме и материалу объекты, малыш формирует стереоскопическое зрение, свое представление об окружающем мире. Распространенная игра — катание мяча между взрослым и ребенком — отличный пример того, как он учится оценивать расстояние — один из важных признаков бинокулярного зрения. Полностью формирование стереозрения завершается примерно к восьми годам жизни.

Косоглазие — причина потери стереоскопического зрения

Косоглазие часто встречается у детей и свидетельствует о явном нарушении стереозрения. Профессор Р. Заксенвегер в результате многолетних наблюдений вывел два термина:

  • «стереоамавроз» — полное отсутствие стереоскопичности;
  • «стереоамблиопия» — неполноценное развитие стереоскопического зрения.

Возникновение у ребенка косоглазия разрушает его бинокулярное и стереоскопическое зрение. При этом нужно отметить, что восстановить стереозрение удается лишь у той части детей с содружественным косоглазием, при врожденном или рано появившемся недуге вернуть полноценное объемное видение не удается.
Восстановление стереоскопичности проводится на последнем этапе лечения косоглазия, когда развиты фузионные рефлексы и нормальное плоскостное бинокулярное зрение. При этом конечные результаты зависят от остроты видения обоих глаз, разницы между ними в диоптриях, угла косоглазия. Также на предел порога глубинного зрения влияют сроки возникновения косоглазия (важно, в какой стадии формирования находился зрительный процесс) и степень анизейконии — нарушения, при котром на сетчатках обоих глаз формируются разные по величине изображения. Если эта разница составляет более 5%, то качество глубинного зрения очень низкое.

Вот почему так важно внимательно наблюдать за процессом развития зрительного механизма ребенка, знать о том, что он должен уметь делать в определенный период жизни. Развившееся косоглазие, амблиопия могут привести к полной потере бинокулярного зрения, в том числе и стереофункции. Чаще всего этот недуг развивается в период до трех лет. К тому же как косоглазие может быть причиной амблиопии, так и наоборот, ее следствием. При амблиопии (синдром «ленивого глаза») ребенок наблюдает мир только при помощи одного глаза, имея монокулярность. Естественно, что объемное зрение при этом отсутствует. Эти патологии опасны также тем, что при запущенном состоянии функции бинокулярности могут полностью атрофироваться.

Чем мешает отсутствие полноценного бинокулярного и стереоскопического зрения?

Отсутствие стереозрения ограничивает возможность работы в очень многих сферах, а также грозит опасными последствиями и для сотрудника, и для окружающих. Вот несколько примеров тому.
Медицинский работник. Представьте хирурга, выполняющего полостную операцию. Если он не способен оценить величину органа, который он оперирует, а также расстояние до него? Стоматолога, который промахивается мимо зуба? При отсутствии нормального бинокулярного и тем более стереозрения в медицине запрещено работать в некоторых специальностях.

Спортсмен во многих дисциплинах. Как правило, почти во всех видах спорта требуется абсолютно идеальное стереоскопическое бинокулярное зрение. Спортсмену нужно постоянно оценивать расстояние и до других игроков, мяча, шайбы волана, высоту планки при прыжке, а также величину предметов, чтобы визуально оценить, на каком расстоянии они находятся. Не понадобится хорошая бинокулярность, например, в шахматах, в основном же результаты в спорте зависят от нее.

Водители различных видов транспорта, а также летчики, военные, проходят обязательную проверку бинокулярного зрения перед поступлением в военное училище и приемом на работу. Водитель, который не может оценить расстояние до других транспортных средств, — потенциальный источник опасности на дороге. Отсутствие стереофункции зрения мешает работать также еще во множестве других профессий: видеооператор, охотник, художник и др.

Родителям необходимо с самого рождения ребенка внимательно следить за развитием его зрительных функций. непроходящее младенческое косоглазие — уже повод срочно посетить офтальмолога. Кроме того, не стоит игнорировать обязательные проверки зрения на определенных этапах развития малыша: 1 месяц, 3 месяца, полгода и год. Врач обнаружит нарушения, если они присутствуют, и назначит соответствующую терапию или лечение. Таким образом, время не будет потеряно. Зачастую именно запущенные заболевания становятся причиной утраты зрительных функций.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector