Visão estereoscópica

Visão estereoscópica (a partir de antigos gregos στερεός estéreos "sólida", "rígido" e σκοπεῖν skopein "look", "observar"), também chamado de visão espacial , estereoscópico visão ou estereopsia , transmite uma verdadeira, quantificável percepção de profundidade através dos dois olhos observação de objetos e efeito espacial dos objetos do espaço exterior. A visão estereoscópica é a forma mais elevada de visão binocular ( visão binocular ). Ver com um único olho é denominado monovisão ( visão monocular ).

Em geral

A visão espacial requer essencialmente os seguintes pré-requisitos:

  • Existem dois olhos com controle muscular coordenado e correspondência retiniana normal (ou pelo menos harmoniosamente anormal) , o que permite uma fusão (fusão) das duas impressões de imagem do olho direito e esquerdo para formar uma única (visão binocular única).
  • O centro visual do cérebro processa as imagens obtidas e modelos los espacialmente.

Ao olhar para um objeto, cada olho assume um ângulo ligeiramente diferente em relação a ele, o que cria paralaxe . Quanto mais longe um objeto está, mais as linhas de visão dos olhos se aproximam de uma posição paralela . Se, por outro lado, se olha para objetos muito próximos, os olhos devem realizar um movimento de convergência .

Esse movimento ocular fundamental geralmente não é percebido conscientemente. Os primeiros processos de aprendizagem permitem que ambos os olhos se fixem automaticamente no ponto para o qual você deseja olhar. Muitas ilusões de ótica resultam do fato de que o cérebro funciona com base na experiência e pode-se ficar confuso pelo fato de que algo não aparece como se está acostumado.

Uma pesquisa com bebês feita por uma equipe da Universidade de Tecnologia e Economia de Budapeste sugere que a visão espacial é uma habilidade aprendida. De acordo com isso, se bebês prematuros são expostos a estímulos visuais, a visão binocular pode ser detectada aproximadamente no mesmo período após o nascimento que em bebês nascidos no período normal.

fisiologia

A base da visão estereoscópica é a imagem de objetos vistos de fora dentro da chamada área de Panum . Isso representa uma área na frente e atrás da superfície do horóptero na qual os objetos também podem ser facilmente vistos binocularmente que não são projetados em localizações retinianas exatamente correspondentes . Isso leva a uma disparidade lateral dos objetos ou imagens de teste apresentados, cuja extensão é expressa em segundos de arco . Quanto menor for a disparidade lateral, maior será a qualidade da visão espacial. O valor de uma pessoa com visão normal é de cerca de 20 segundos de arco. As diferenças no resultado do exame podem surgir de diferentes métodos de medição.

Se o par de imagens estéreo for trocado, a exibição de profundidade é invertida e a percepção corresponde à visão pseudoscópica. Objetos mais distantes agora estão aparentemente em primeiro plano e pontos de objetos próximos são percebidos em níveis de imagem mais profundos. Se o par de imagens estéreo corresponde à posição da gravação da imagem estéreo, visão ortoscópica , uma imagem espacial correspondente ao hábito usual de visualização espacial, é possível. Se ambos os campos da gravação estéreo forem idênticos, nenhuma percepção espacial será possível.

O olhar cruzado

A visão cruzada (também chamada de visão cruzada em inglês) é o uso deliberado do mecanismo de convergência para tornar uma imagem espacial (imagem estéreo) visível a partir das duas imagens parciais. Na verdade, sempre usamos o olhar cruzado quando nos concentramos relativamente , por exemplo, ao ler: se tivermos um livro ou o jornal diário diante de nossos narizes, alguém sentado à nossa frente terá a impressão de que estamos semicerrando os olhos . No entanto, essa impressão não tem nada a ver com a doença estrabismo real.

Ao praticar o olhar cruzado, é apenas uma questão de deixar claro para o cérebro por meio da prática (criando experiência) que o que vemos inicialmente embaçado está certo. Nós apenas mudamos o foco.

Qualquer pessoa que seja capaz de ver as coisas claramente a uma distância de 20–60 cm tem todos os pré-requisitos fisiológicos para o uso consciente da visão transversal. Ao apertar os olhos, uma terceira imagem virtual é criada entre as duas imagens, que oferece a impressão espacial desejada. A distância de visualização recomendada para o exemplo abaixo é de aproximadamente 70 cm.

Miopia ou hipermetropia não prejudicam a capacidade de olhar vesgo, desde que os óculos corrijam a visão deficiente. No entanto, esse método leva à fadiga ocular de forma relativamente rápida. Além disso, o cérebro interpreta a imagem como muito pequena devido ao ponto de cruzamento próximo.

Com o cross look, os quebra-cabeças com as diferenças entre duas imagens também podem ser resolvidos de forma simples.

Exemplo de diferenças

No entanto, as diferenças de cor não são tão fáceis de reconhecer, uma vez que toda visão espacial é baseada em formas.

Um sinal muito perceptível (no exemplo à direita) é que está ligeiramente deslocado horizontalmente em ambas as imagens. Por outro lado, ao comparar as duas imagens, é difícil encontrar a diferença, especialmente se houver grandes distâncias entre os personagens, de modo que o olho não tem ideia.

Em geral, seja A a distância do olho do observador, B a distância entre os pares de objetos estereoscópicos ed a distância de visualização, então a distância aparente da imagem b é calculada usando o teorema do raio usando a equação

O tamanho desta imagem virtual resulta da proporção b / d e do tamanho das imagens individuais. No exemplo abaixo, a distância (= a largura) das imagens individuais é de cerca de 9 cm (dependendo do tamanho da tela), portanto, com relevo ocular de 6,5 cm e distância de visualização de 70 cm, a impressão espacial de uma miniatura é de apenas 3,8 cm de tamanho resulta a uma distância de 29 cm.

Par de imagens estéreo para a visualização cruzada (método estrabismo)

A visão paralela

Com a visão paralela, um usa a outra das técnicas de visualização acima mencionadas, olhando relaxado através , para produzir a imagem espacial. Novamente, muitas pessoas pensam que não podem . Na verdade, quem é capaz de ver uma distância infinita pode. Qualquer um que olha para o pôr do sol no horizonte e vê uma imagem nítida, que percebe as estrelas no céu noturno como pequenas pontas afiadas, tem todas as fisiológicos pré-requisitos que ele precisa para a aplicação da visão paralela.

Para isso, entretanto, os requisitos para a imagem dupla são maiores, uma vez que a distância entre dois objetos a serem sobrepostos não deve ser maior que a distância do olho do observador. Isso é cerca de 6–7 cm. Por outro lado, para muitas pessoas, os olhos não se cansam tão rapidamente porque os músculos envolvidos ficam menos tensos. Além disso, o cérebro interpreta uma imagem vista em paralelo como sendo mais distante e, portanto, maior. A visão paralela é, portanto, mais adequada para imagens panorâmicas. Uma extensão do método usando hardware adequado é usada, entre outras coisas, na representação 3D da realidade virtual .

A distância aparente da imagem b resulta da distância B das imagens individuais, da distância do olho A e da distância de visualização d :

O caso B = A corresponde a uma distância infinitamente grande e, portanto, a impressão estereoscópica de um objeto que está longe. Para distâncias maiores entre as imagens individuais, b torna - se formalmente negativo; para o observador, no entanto, se as imagens individuais forem sobrepostas, parece que o objeto está ainda mais distante do que com a visão distante normal. Nesse caso, porém, os olhos também podem se cansar rapidamente.

Um método para usar a vista paralela é o seguinte:
Primeiro, fixe um objeto a aproximadamente 1 a 3 m de distância. Então você empurra o estereograma em seu campo de visão, mas sem fixar seus olhos neste objeto mais próximo. Lentamente, partes da imagem se destacam e você começa a reconhecer algo.

Hiperscópio e pseudoscópio

Hiperscópio e pseudoscópio

O hiperscópio aumenta opticamente o relevo ocular, o que aumenta a impressão de profundidade espacial. Alguns dispositivos de medição de distância funcionam de acordo com esse princípio, mas o telescópio tesoura também .

O pseudoscópio troca opticamente as posições dos olhos, o que inverte a impressão de profundidade espacial.

Interrupções

Ametropia diferente em ambos os olhos ( anisometropia ) pode prejudicar a visão tridimensional, pois, neste caso, o cérebro tem que mesclar duas imagens de tamanhos diferentes ( aniseikonia ) em uma. Um espetáculo , os defeitos ópticos corrigem, porém, mas como suas lentes têm uma certa distância do próprio olho, a imagem no olho aumentou ( hipermetropia ) ou diminuiu ( miopia ). Isso dificulta a visão estereoscópica, especialmente quando as relações de refração dos dois olhos mostram grandes diferenças. Nesse caso, as lentes de contato são preferíveis aos óculos.

Se uma pessoa cruza , a visão tridimensional também muitas vezes não é possível, uma vez que a impressão visual do olho vesgo é suprimida na maioria das doenças congênitas e manifestas do estrabismo. No caso de estrabismo adquirido, o prognóstico para manter ou recuperar a visão espacial por meio de medidas de tratamento adequadas (por exemplo, cirurgia de estrabismo ou óculos de prisma ) é significativamente melhor.

Se apenas um olho for usado - independentemente de haver apenas um ou porque um olho foi excluído da visão por causa de um estrabismo - a visão espacial também é impossível.

A visão espacial não pode ser substituída em termos de qualidade, mas sua falta pode ser compensada por certos fenômenos - por ex. B. através da perspectiva, luz e sombra, valores empíricos, movimento, etc. Por isso, pessoas com um olho - ou mesmo outras pessoas sem visão espacial - podem dirigir um carro. No entanto, isso também tem limites, nomeadamente quando uma estereopsia perfeita é essencial - por ex. B. com motoristas de caminhão, ônibus ou táxi, pilotos, etc.

A completa falta ou perda completa da visão espacial também é conhecida como cegueira estéreo , especialmente no mundo de língua anglo-saxônica .

Links da web

Evidência individual

  1. ↑ Gábor Jandó, Eszter Mikó-Baráth, Katalin Markó, Katalin Hollódy, Béla Török e Ilona Kovacs: binocularidade de início precoce em bebês prematuros revela desenvolvimento visual dependente da experiência em humanos. In: Proceedings of the National Academy of Sciences . 18 de junho de 2012, doi: 10.1073 / pnas.1203096109
  2. ↑ Pesquisa do cérebro: a visão espacial precisa ser aprendida . In: Spiegel Online . 19 de junho de 2012