Widzenie jednooczne - Monocular vision
Widzenie jednooczne to widzenie, w którym obydwa oczy są używane oddzielnie u zwierząt, a widzenie jednooczne u gatunku ludzkiego to widzenie, w którym używane jest tylko jedno oko. Wykorzystując oczy w ten sposób zwiększa się pole widzenia , a ogranicza percepcję głębi . Oczy zwierzęcia z widzeniem jednoocznym są umieszczone po przeciwnych stronach głowy zwierzęcia, co daje mu możliwość widzenia dwóch obiektów jednocześnie. Jest to zwykle obserwowane u zwierząt drapieżnych, ponieważ powodem, dla którego ich oczy są umieszczone po obu stronach głowy, jest ułatwienie im wypatrywania drapieżników, które zwykle mają oczy skierowane do przodu, aby ułatwić ich znalezienie ofiara. Istnieją jednak pewne wyjątki od tej reguły, zwykle jeśli drapieżnik jest zwierzęciem, na które często poluje większy drapieżnik (z tego powodu drapieżniki wierzchołkowe zwykle mają oczy skierowane do przodu) lub mają anatomię, która sprawia, że jest bardzo trudne do zobaczenia prosto, takie jak krótka, sztywna szyja, która ograniczałaby ruchy głowy, a zatem wymagałaby, aby oczy znajdowały się po obu stronach (jest to często obserwowane w przypadku drapieżników morskich, takich jak rekiny i orki). Widzenie dwuoczne nazywane również jednoocznym widzeniem jednoocznym lub widzenie jednooczne w całym polu widzenia bez utraty pola widzenia i bez fuzji to widzenie, w którym oba oczy są używane oddzielnie u ludzi i zostało odkryte w 2018 roku przez Johna Posta Belga wynalazca w optyce. Słowo monocular pochodzi od greckich korzeni, mono do pojedynczego oraz łacińskiego korzenia, oculus dla oka.
Powiązane schorzenia
Upośledzenie widzenia jednoocznego odnosi się do braku widzenia w jednym oku z odpowiednim widzeniem w drugim.
Monopsia jest stanem chorobowym występującym u ludzi, którzy nie mogą postrzegać trójwymiarowo, mimo że ich dwoje oczu jest medycznie normalne, zdrowe i oddalone od siebie w normalny sposób. Wizja, która dostrzega trójwymiarową głębię, wymaga czegoś więcej niż paralaksy . Ponadto rozdzielczość dwóch odmiennych obrazów, choć bardzo podobna, musi być równoczesna, podświadoma i kompletna. (Powidoki i „ducha” obrazy są objawy niepełnej rozdzielczości wizualnej, choć same oczy wykazują niezwykłą ostrość.) Felietonu w The New Yorker magazyn opublikowany na początku 2006 roku zajmuje się jedna osoba, w szczególności, którzy uczą się radzić sobie z niepełnosprawnością nauczyła się w końcu dostrzegać trójwymiarową głębię w swoim codziennym życiu. Dostępne są testy medyczne do określania stanów monooptycznych u ludzi.
Wskazówki monokularowe
Wskaźniki jednooczne dostarczają informacji o głębi podczas oglądania sceny jednym okiem.
- Paralaksa ruchu — gdy obserwator się porusza, pozorny względny ruch kilku nieruchomych obiektów na tle daje wskazówki dotyczące ich względnej odległości. Jeśli znane są informacje o kierunku i prędkości ruchu, paralaksa ruchu może dostarczyć bezwzględnych informacji o głębokości. Efekt ten można wyraźnie zaobserwować podczas jazdy samochodem znajdujące się w pobliżu rzeczy szybko mijają, podczas gdy odległe obiekty wydają się nieruchome. Niektóre zwierzęta, którym brakuje widzenia obuocznego ze względu na szerokie rozmieszczenie oczu, stosują paralaksę wyraźniej niż ludzie do określania głębi (np. niektóre gatunki ptaków, które kiwają głowami, aby uzyskać paralaksę ruchu, oraz wiewiórki, które poruszają się po liniach prostopadłych do obiekt zainteresowania, aby zrobić to samo). 1
- Głębokość z ruchu – Jedna forma głębokości z ruchu, kinetyczna percepcja głębi, jest określana przez dynamicznie zmieniający się rozmiar obiektu. Gdy obiekty w ruchu stają się mniejsze, wydają się oddalać; obiekty w ruchu, które wydają się powiększać, wydają się zbliżać. Korzystanie z kinetycznej percepcji głębokości umożliwia mózgowi obliczenie czasu do zderzenia (czyli czasu do zderzenia lub czasu do kontaktu – TTC) przy określonej prędkości. Podczas jazdy stale oceniamy dynamicznie zmieniający się postęp (TTC) na podstawie kinetycznej percepcji głębokości.
- Perspektywa – właściwość równoległych linii zbiegających się w nieskończoność pozwala nam zrekonstruować względną odległość różnych części sceny lub elementów krajobrazu.
- Rozmiar względny — jeśli wiadomo, że dwa obiekty mają ten sam rozmiar (np. dwa drzewa), ale ich rozmiar bezwzględny jest nieznany, wskazówki dotyczące rozmiaru względnego mogą dostarczyć informacji o względnej głębokości tych dwóch obiektów. Jeśli jeden kryje się pod większym kątem widzenia na siatkówce niż drugi, obiekt, który kryje się pod większym kątem widzenia, wydaje się bliższy.
- Znany rozmiar – Ponieważ kąt widzenia obiektu rzutowanego na siatkówkę zmniejsza się wraz z odległością, informacje te można połączyć z wcześniejszą wiedzą o rozmiarze obiektu, aby określić bezwzględną głębokość obiektu. Na przykład, ludzie są ogólnie zaznajomieni z rozmiarami przeciętnego samochodu. Ta wcześniejsza wiedza może być połączona z informacją o kącie, pod którym znajduje się na siatkówce, aby określić bezwzględną głębię samochodu w scenie.
- Perspektywa z lotu ptaka – Ze względu na rozpraszanie światła przez cząsteczki w atmosferze, obiekty znajdujące się w oddali mają niższy kontrast luminancji i mniejsze nasycenie kolorów . W grafice komputerowej nazywa się to " mgłą odległości ". Pierwszy plan ma duży kontrast; tło ma niski kontrast. Przedmioty różniące się jedynie kontrastem z tłem wydają się znajdować na różnych głębokościach. Kolory odległych obiektów są również przesunięte w kierunku niebieskiego końca widma (np. odległe góry). Niektórzy malarze, zwłaszcza Cézanne , stosują „ciepłe” pigmenty (czerwone, żółte i pomarańczowe), aby przybliżyć widzowi rysy, a „chłodne” (niebieskie, fioletowe i niebiesko-zielone), aby wskazać zakrzywioną część formy z płaszczyzny obrazu .
- Akomodacja – jest to wskazówka okulomotoryczna dla percepcji głębi. Kiedy próbujemy skupić się na odległych obiektach, mięśnie rzęskowe rozluźniają się, pozwalając soczewce oka spłaszczyć się, czyniąc ją cieńszą. W kinestetyczne odczucia Umawiających i rozluźnienie mięśni rzęskowych (wewnątrzgałkowe mięśni) jest wysyłany do kory wzrokowej w którym jest używany do interpretacji na odległość / głębokość.
- Okluzja (zwana także interpozycją) – Okluzja (blokowanie widzenia) obiektów przez innych jest również wskazówką, która dostarcza informacji o względnej odległości. Jednak ta informacja pozwala obserwatorowi ocenić tylko względną odległość.
- Widzenie peryferyjne – na zewnętrznych krańcach pola widzenia równoległe linie ulegają zakrzywieniu, jak na zdjęciu wykonanym obiektywem typu rybie oko . Efekt ten, choć zwykle eliminowany zarówno ze sztuki, jak i ze zdjęć poprzez kadrowanie lub kadrowanie obrazu, znacznie wzmacnia poczucie bycia umieszczonym w rzeczywistej, trójwymiarowej przestrzeni. (Klasyczna perspektywa nie ma żadnego pożytku z tego „zniekształcenia”, chociaż w rzeczywistości „zniekształcenia” ściśle przestrzegają praw optycznych i dostarczają doskonale ważnych informacji wizualnych, tak jak klasyczna perspektywa czyni to dla części pola widzenia, która mieści się w jej ramach.)
- Gradient tekstury – załóżmy, że stoisz na szutrowej drodze. Żwir w pobliżu jest wyraźnie widoczny pod względem kształtu, wielkości i koloru. Gdy twoja wizja przesuwa się w kierunku bardziej odległej części drogi, rozróżnienie tekstury staje się coraz trudniejsze.
Ostatnie postępy w komputerowym uczeniu maszynowym umożliwiają teraz algorytmiczne oszacowanie głębi jednoocznej całej sceny na podstawie pojedynczego obrazu cyfrowego poprzez pośrednie wykorzystanie jednej lub więcej z tych wskazówek.
Balansować
Wiadomo, że wzrok odgrywa ważną rolę w równowadze i kontroli postawy u ludzi, wraz z propriocepcją i funkcją przedsionkową. Widzenie jednooczne wpływa na sposób postrzegania otoczenia przez mózg, zmniejszając dostępne pole widzenia, pogarszając widzenie peryferyjne po jednej stronie ciała i pogarszając percepcję głębi, z których wszystkie trzy są głównymi czynnikami przyczyniającymi się do roli widzenia w równowadze. Badania porównujące widzenie jednooczne z widzeniem obuocznym (dwoje oczu) u pacjentów z zaćmą (przed i po zabiegu), pacjentów z jaskrą (w porównaniu ze zdrowymi osobami w tym samym wieku) oraz u zdrowych dorosłych i dzieci (zarówno w przypadku obuocznego, jak i jednoocznego) wykazały negatywnie wpływają na równowagę i kontrolę postawy, niż gdy dostępne są obydwa oczy. Każda z badanych populacji nadal wykazywała lepszą równowagę, gdy miała tylko jedno oko w porównaniu z zamkniętymi obydwoma oczami.