Монокулярное зрение - Monocular vision
Монокулярное зрение - это зрение, при котором оба глаза используются отдельно у животных, а монокулярное зрение у человека - это зрение, когда используется только один глаз. При таком использовании глаз поле зрения увеличивается, а восприятие глубины ограничивается. Глаза животного с монокулярным зрением расположены на противоположных сторонах головы животного, что дает ему возможность видеть два объекта одновременно. Обычно это чаще всего наблюдается у хищных животных, поскольку их глаза расположены по обе стороны от головы, чтобы им было легче высматривать хищников, у которых обычно глаза обращены вперед, чтобы их было легче найти. добыча. Однако из этого правила есть некоторые исключения, обычно если хищник - это животное, которое часто становится жертвой более крупного хищника (из-за этого у высших хищников обычно глаза смотрят вперед) или если их анатомия делает его очень привлекательным. ему трудно видеть прямо, например, короткая жесткая шея, которая ограничивает движения его головы, и, следовательно, требует, чтобы его глаза находились по обе стороны (это часто наблюдается у морских хищников, таких как акулы и косатки). Бимонокулярное зрение, также называемое двухглазным монокулярным зрением, или зрение в монокулярном режиме по всему полю зрения без потери поля зрения и без слияния, - это зрение, при котором оба глаза используются отдельно у людей, и было обнаружено в 2018 году бельгийцем Джоном Постом. изобретатель в оптике. Слово монокуляр происходит от греческого корня, моно для одного, и латинского корня, Oculus для глаз.
Связанные медицинские условия
Ухудшение монокулярного зрения означает отсутствие зрения в одном глазу с адекватным зрением в другом.
Монопсия - это заболевание людей, которые не могут воспринимать трехмерное изображение, даже если их два глаза нормальны с медицинской точки зрения, здоровы и расположены нормально друг от друга. Для зрения, которое воспринимает трехмерную глубину, требуется нечто большее, чем параллакс . Кроме того, разрешение двух разрозненных изображений, хотя и очень схожих, должно быть одновременным, подсознательным и полным. (Остаточные изображения и «фантомные» изображения являются симптомами неполного зрительного разрешения, хотя сами глаза демонстрируют замечательную остроту.) В тематической статье в журнале The New Yorker, опубликованной в начале 2006 года, в частности, говорилось об одном человеке, который, научившись справляться с ситуацией, со своей инвалидностью, в конце концов, научилась видеть трехмерную глубину своей повседневной жизни. Доступны медицинские тесты для определения моноптических состояний у людей.
Монокулярные кии
Монокулярные реплики предоставляют информацию о глубине при просмотре сцены одним глазом.
- Параллакс движения - когда наблюдатель движется, видимое относительное движение нескольких неподвижных объектов на заднем фоне дает намек на их относительное расстояние. Если информация о направлении и скорости движения известна, параллакс движения может предоставить информацию об абсолютной глубине. Этот эффект хорошо виден при езде в машине, когда рядом быстро проезжают предметы, а удаленные объекты кажутся неподвижными. Некоторые животные , которые не имеют бинокулярное зрение из-за широкое размещение глаза трудоустроить параллакс более явно , чем люди , для глубины установки меток (например, некоторые виды птиц, которые ЛППЫ их голов , чтобы достичь параллакса движения, и белки, которые двигаются в линии , ортогональные к интересующий объект сделать то же самое). 1
- Глубина от движения - одна из форм глубины от движения, кинетическое восприятие глубины, определяется динамически изменяющимся размером объекта. По мере того, как движущиеся объекты становятся меньше, кажется, что они удаляются вдаль; движущиеся объекты, которые кажутся увеличивающимися, кажутся приближающимися. Использование кинетического восприятия глубины позволяет мозгу вычислять время до столкновения (также известное как время до столкновения или время до контакта - TTC) с определенной скоростью. Во время вождения постоянно судят о динамически изменяющемся расстоянии (TTC) по кинетическому восприятию глубины.
- Перспектива - свойство параллельных линий, сходящихся на бесконечности, позволяет нам восстановить относительное расстояние между различными частями сцены или элементами ландшафта.
- Относительный размер - если известно, что два объекта имеют одинаковый размер (например, два дерева), но их абсолютный размер неизвестен, индикаторы относительного размера могут предоставить информацию об относительной глубине двух объектов. Если один создает больший угол зрения на сетчатке, чем другой, объект, который покрывает больший угол зрения, оказывается ближе.
- Привычный размер - поскольку угол обзора объекта, проецируемого на сетчатку, уменьшается с расстоянием, эту информацию можно объединить с предыдущими данными о размере объекта, чтобы определить абсолютную глубину объекта. Например, люди обычно знакомы с размером среднего автомобиля. Эти предварительные знания могут быть объединены с информацией об угле, под которым они оказываются на сетчатке глаза, для определения абсолютной глубины автомобиля в сцене.
- Воздушная перспектива - из-за рассеяния света частицами в атмосфере удаленные объекты имеют более низкий контраст яркости и более низкую насыщенность цвета . В компьютерной графике это называется « туман на расстоянии ». Передний план имеет высокую контрастность; фон имеет низкую контрастность. Объекты, различающиеся только контрастом с фоном, оказываются на разной глубине. Цвета далеких объектов также смещены в сторону синего конца спектра (например, далекие горы). Некоторые художники, особенно Сезанн , используют «теплые» пигменты (красный, желтый и оранжевый), чтобы привлечь внимание зрителя, и «холодные» (синий, фиолетовый и сине-зеленый), чтобы обозначить часть формы, которая изгибается. из картинной плоскости .
- Аккомодация - это глазодвигательный сигнал для восприятия глубины. Когда мы пытаемся сфокусироваться на удаленных объектах, ресничные мышцы расслабляются, позволяя хрусталику глаза уплощаться, делая его тоньше. В кинестетические ощущения по контрактации и расслабления мышц цилиарного (внутриглазные мышцы) отправляется в зрительной зоне коры , где она используется для интерпретации расстояния / глубины.
- Окклюзия (также называемая взаиморасположением) - Окклюзия (блокирование зрения) объектов другими также является ключом, который предоставляет информацию об относительном расстоянии. Однако эта информация позволяет наблюдателю оценить только относительное расстояние.
- Периферическое зрение - На внешних крайних точках поля зрения параллельные линии становятся изогнутыми, как на фотографии, сделанной через линзу «рыбий глаз» . Этот эффект, хотя обычно устраняется как в искусстве, так и в фотографиях путем кадрирования или кадрирования изображения, значительно усиливает у зрителя ощущение того, что он находится в реальном трехмерном пространстве. (В классической перспективе это «искажение» не используется, хотя на самом деле «искажения» строго подчиняются оптическим законам и предоставляют совершенно достоверную визуальную информацию, точно так же, как классическая перспектива поступает с той частью поля зрения, которая попадает в ее рамки.)
- Градиент текстуры. Предположим, вы стоите на гравийной дороге. Гравий рядом с вами хорошо виден по форме, размеру и цвету. По мере того, как ваше зрение смещается в сторону более удаленной части дороги, становится все труднее различать текстуру.
Последние достижения в области вычислительного машинного обучения теперь позволяют алгоритмически оценивать глубину монокуля для всей сцены по одному цифровому изображению, неявно используя один или несколько из этих сигналов.
Баланс
Известно, что зрение играет важную роль в балансе и контроле позы у людей, наряду с проприоцепцией и вестибулярной функцией. Монокулярное зрение влияет на то, как мозг воспринимает окружающую среду, уменьшая доступное поле зрения, ухудшая периферическое зрение на одной стороне тела и ухудшая восприятие глубины, все три из которых являются основными факторами, влияющими на роль зрения в балансе. Все исследования, сравнивающие монокулярное зрение и бинокулярное (два глаза) зрение у пациентов с катарактой (до и после операции), пациентов с глаукомой (по сравнению с контрольной группой здорового возраста) и у здоровых взрослых и детей (как в бинокулярном, так и в монокулярном состоянии), показали, что отрицательно влияет на баланс и контроль позы, чем когда доступны оба глаза. Каждая из исследуемых популяций по-прежнему демонстрировала лучший баланс при наличии только одного глаза по сравнению с двумя закрытыми глазами.