МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра биотехнических систем и технологий

отчет

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Биофизика»

Тема: Исследование остроты стереоскопического зрения.

Студенты гр. 2503		Ковалёва Д.Д.
		Малышев К.А.
		Новикова С.Л.
Преподаватель		Гапаненок А.Е.

Санкт-Петербург

2024

Лабораторная работа №1 Исследование остроты стереоскопического зрения.

Цель работы: оценка порогов глубинного зрения человека с использованием анаглифического метода формирования стереоскопических стимулов на плоском экране.

Теоретические сведения.

Возможность зрительной системы человека к объемному восприятию окружающей действительности определяют две группы факторов:

– первичные (врожденные), основанные на использовании бинокулярного зрения;

– вторичные (эмпирические), позволяющие оценить глубину наблюдаемого объекта по косвенным признакам, доступным при монокулярном восприятии (при этом, как правило, используется накопленный человеком опыт ориентации в пространстве). В процессе бинокулярного восприятия можно условно выделить три этапа:

– конвергенция – пересечение оптических осей обоих глаз на наблюдаемом объекте;

– аккомодация – фокусировка изображений от рассматриваемого объекта на сетчатках глаз путем изменения силы оптических элементов глаз;

– фузия – слияние изображений, полученных на сетчатках левого и правого глаза в единый пространственный образ.

При наблюдении точечного объекта (например, точки N на рис. 1.) оптические оси глаз пересекаются на нем. Угол β, под которым они пересекаются, называется углом конвергенции (параллактическим углом). Ощущение глубины объекта вызвано тем, что при наблюдении удаленных на разное расстояние от наблюдателя точек M и Q углы конвергенции β_M и β_Q оказываются различными. Разность Δβ = β_M - β_Q называется угловым параллаксом. Минимально различимый угловой параллакс Δβ_min называется порогом глубинного зрения, а величина обратная Δβ_min – остротой глубинного (стереоскопического зрения). В норме величина Δβ_min составляет в среднем 10…20``. Наличие углового параллакса приводит к тому, что длины отрезков m_лq_л и m_пq_п, являющихся проекциями отрезка MQ на сетчатку каждого глаза, оказываются различными. Следовательно, различны и возбуждения рецепторов обоих глаз. В результате анализа этих возбуждений головным мозгом у человека формируется ощущение объемности объекта, то есть он получает возможность оценивать размер объекта по глубине.

Для формирования на плоских экранах изображений, имеющих глубинную протяженность, применяются различные инструментальные методы, позволяющие задействовать первичные факторы стереовосприятия. Общий принцип достижения результата заключается в формировании так называемой стереопары (двух изображений одного и того же объекта) с последующим их раздельным предъявлением каждому глазу. Разделение (сепарация) элементов стереопары может быть осуществлена одним из трех способов:

– временной селекции (например, затворным методом);

– спектральной селекции (например, поляризационным или анаглифическим методом);

– комбинированным методом.

Отображение глубины пространственной сцены на плоских экранах связано с понятием горизонтального параллакса. В случае представления изображения в виде стереопары, синтезируемый объект (в простейшем случае точка, см. рис. 2) воспринимается наблюдателем в месте пересечения зрительных осей. Если элемент стереопары, предъявляемый правому глазу, находится левее второго элемента формируемого стимула (отрицательный горизонтальный параллакс – на рис. 2 точка А*), то у испытуемого создается ощущение расположенности объекта в пространстве между наблюдателем и плоскостью изображений. В противном случае, когда элемент стереопары, предъявляемый правому глазу, находится правее другого элемента (положительный горизонтальный параллакс – на рис. 2 точка B*), создается визу