 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Теоретическая часть. Зрение одним глазом называется монокулярным зрением
Лабораторная работа
“Бинокулярное зрение”
Теоретическая часть. Зрение одним глазом называется монокулярным зрением. Если мы аккуратно прикроем веком один наш глаз, а вторым глазом будем смотреть на внешний мир, то в этом случае наше зрение будет монокулярным. Для монокулярного зрения можно ввести понятие ”монокулярное поле зрения”. Монокулярным полем зрения называется телесный угол, из которого лучи света могут попасть на сетчатку неподвижного глаза. Монокулярное поле зрения имеет свои границы. Так например, у человека, в вертикальной плоскости монокулярное поле зрения сверху ограничивают надбровные дуги, а снизу – нижнее веко или выступ скулы. В горизонтальной плоскости размер нашего монокулярного поля зрения ограничивает с одной стороны переносица, а с другой стороны – оптические свойства глаза. Удивительно, но все позвоночные имеют почему-то не один,(и даже не три или четыре),а два глаза. Попытаемся разобраться, в чем могут состоять преимущества “двуглазой” зрительной системы по сравнению с “одноглазой”. Рассмотрим вначале некий гипотетический пример одноглазого животного. Обратимся к рисунку 1, на котором изображена голова такого животного (вид сверху). Рис.1
Размер монокулярного поля зрения зависит от того, насколько глубоко посажен глаз. Для реальнных глаз позвоночного животного (лошади) размер монокулярного поля зрения в горизонтальной плоскости может достигать 200 градусов. Это предельное значение для реального глаза, обусловленное законами физической оптики. Наше гипотетическое одноглазое животное может иметь, таким образом, поле обзора, меньшее или равное 200 град. Чтобы анализировать все пространство вокруг себя, животное должно поворачивать глазное яблоко и (или) поворачивать голову. И то и другое движение требуют определенного времени на их совершение, а это, в свою очередь, может привести к запоздалой реакции на какие-то события во внешнем мире. Поле обзора резко увеличивается, если животное имеет два глаза, да еще соответствующим образом расположенные на его черепе. На рисунке 2 приведены поля обзора (в горизонтальной плоскости) зрительной системы кролика (А) и лошади (В) при неподвижной голове и глазах. Как можно видеть из этих рисунков, данные животные имеют возможность видеть все вокруг себя без каких-либо движений глазами или головой. Первое преимущество “двуглазой” зрительной системы по сравнению с “одноглазой” заключается, таким образом, в возможности иметь поле обзора в 360 градусов! Рис. 2
 
Как можно видеть из рис.2А, все поле обзора кролика разбивается на четыре зоны: две симметрично расположенные слева и справа чисто монокулярные зоны (Мз) поля зрения и две части, где монокулярные зоны поля зрения левого и правого глаза перекрываются. Это зоны бинокулярного зрения (Бз) или в трехмерном пространстве бинокулярные поля зрения. Предметы, объекты, расположенные в бинокулярном поле зрения видны одновременно двумя глазами. В данном случае имеет место бинокулярное зрение. У лошади (рис.2В) глаза на черепе расположены несколько иначе, чем у кролика, вследствие чего за головой животного есть слепая зона (Слз) – область пространства, лучи света из которой не попадают ни в правый, ни в левый глаз. Размер зоны бинокулярного зрения зависит от взаимного расположения двух глаз животного на его черепе.
На рисунке 3 приведены поля обзора зрительных систем голубя (рис 3А) и приматов (рис 3В). У приматов, как видно из рисунка, размер зоны бинокулярного зрения достигает 124 градусов, но зато появляется значительная по величине слепая зона. Измерения схем полей зрения у разных животных позволили выяснить один важнейший факт: у всех “преследуемых “ животных, независимо от их положения на эволюционной лестнице, - у рыб, птиц, млекопитающих – расположение глаз преимущественно боковое, поле зрения - панорамное, т.е. обеспечивающее максимальный обзор; у “преследователей” глаза, как правило, расположены фронтально и велика общая для обеих глаз часть поля зрения. По-видимому, обнаружение опасности и выбор направления для бегства обеспечиваются монокулярным зрением; точность атаки – обнаружение жертвы и выбор оптимальной траектории нападения реализуется объединенной работой двух глаз (бинокулярным зрением). Наше зрение обладает одним удивительным свойством: мы видим все внешнее расположенным вне нас. Наш зрительный образ внешнего мира оказывается вынесенным наружу из нашей головы и локализованным в соответствующем месте пространства. При этом мы воспринимаем внешний мир объемным, то есть, воспринимаем предметы объемными и пространственно смещенными друг относительно друга по глубине. Это восприятие объемности внешнего мира присуще как монокулярному так и бинокулярному зрению. Вопрос о механизмах монокулярного восприятия глубины до сих пор окончательно не решен, что же касается бинокулярного зрения, то в этом вопросе ясности гораздо больше. В научной литературе, посвященной зрению, есть такое понятие – стереоскопический эффект. Стереоскопический эффект – это зрительное восприятие окружающих предметов объемными и пространственно смещенными друг относительно друга по глубине при бинокулярном (двумя глазами) наблюдении. В этом случае стереоскопический эффект обусловлен слиянием в единый образ в сознании двух изображений объекта, видимых раздельно правым и левым глазом. Простой житейский пример показывает, что наша зрительная система при бинокулярном зрении позволяет осуществить локализацию по глубине с большей точностью, чем монокулярная система: продеть нитку в игольное ушко, закрыв один глаз, намного сложнее, чем при бинокулярном зрении. Второе преимущество “двуглазой” зрительной системы, имеющей бинокулярное поле зрения, по сравнению с “одноглазой” системой, заключается, таким образом, в более эффективном восприятии глубины зрительного пространства. Бинокулярное зрение дает и еще несколько преимуществ нашей зрительной системе, но эти вопросы мы рассматривать не будем. Рассмотрим кратко механизм бинокулярного зрения. Для этого необходимо ввести и в дальнейшем использовать некоторые специальные понятия. Бификсация. Когда оба глаза направлены в одну и ту же точку внешнего мира, то есть проекция этой точки на каждой сетчатке попадает в центр фовеа (центральная ямка сетчатки), говорят, что имеет место бификсация данной точки. Корреспондирующие (или идентичные ) точки двух сетчаток - это точки (а точнее – фоторецепторы), положение которых в сетчатке каждого глаза одинаково. Рассмотрим рисунок 4. На рис. 4а глаза смотрят на бесконечно удаленный объект. Слева от этого объекта расположен другой объект, лучи которого изображены жирными линиями. Рис.4.
Изображение первого объекта попадает в фовеа правого и левого глаза. Точки Оl и Оr – корреспондирующие. Точно также изображения второго объекта будет попадать на корреспондирующие точки Аl и Аr, поскольку координаты этих точек на сетчатках правого и левого глаз одинаковы. Вместо координат на сетчатке удобно рассматривать углы Сl и Сr, которые будут равны между собой для корреспондирующих точек. При фиксации близкой точки F на корреспондирующие точки сетчаток попадают проекции точек круга, проходящего через точку фиксации и оптические центры обоих глаз (рис. 4б). Очевидно, что в естественных условиях зрения при любой позиции глаз подавляющее большинство объектов внешнего мира проецируется на некорреспондирующие точки сетчаток Обратимся к рисунку 5. Рис.5
  
Пусть мы рассматриваем объект 1, расположенный на некотором удалении L от наших глаз. Зрительные оси наших глаз рефлекторно поворачиваются и изображение объекта 1 попадает в центры сетчаток правого и левого глаз – точки О на рис. 5. Если во внешнем мире в это же самое время будет находится другой объект 2, расположенный ближе к нам на величину DL, то его изображение будет попадать в место на сетчатке левого глаза с координатой Хл, а на сетчатку правого глаза в место с координатой Хпр. Между местоположениями изображений объекта 2 на левой и правой сетчатках будет существовать разница D Х = Хлев – Хпр Эта разница называется диспаратность сетчаточных проекций изображений объекта 2. Принято эту разницу измерять и описывать в угловых единицах, то есть,диспаратность двух изображений объекта 2 для нашего случая: DС = Слев - Спр Из рис.5 видно, что величина диспаратности DС будет зависеть от взаимного расположения объектов по глубине, то есть от DL. При уменьшении DL будет уменьшатся и диспаратность и, наоборот, при увеличении DL диспаратность будет возрастать.Если объект 2 будет располагаться дальше фиксируемого объекта 1, то величина диспаратности DС поменяет знак (если DС было больше нуля, то оно станет отрицательным и наоборот). Анализируя вышесказанное, мы приходим к выводу о том, что при бинокулярном зрении на сетчатках двух глаз всегда существуют сведения о взаимном расположении объектов (или деталей одного объекта) по глубине. Эти сведения содержатся в величине и знаке диспаратности двух сетчаточных изображений. Однако, как показывает наш жизненный опыт, если диспаратность превысит какую-то величину (а это соответствует большой разнесенности объектов по глубине, то есть большому DL), то наша бинокулярная система перестанет учитывать ее и мы будем воспринимать объект 2 не единым, а двоящимся. Чтобы в этом убедиться, достаточно проделать простое наблюдение: посмотрим на дальнюю стену комнаты, вытянем перед собой руку с поднятым вверх пальцем и заметим, что зрительный образ пальца будет двоящимся. Цель данной работы – убедиться, что зрительная система человека при бинокулярном зрении использует параметр диспаратности для создания объемного (стереоскопичного) зрительного образа внешнего мира и определитьмаксимальную величину диспаратности, при превышении которой зрительный образ данного объекта не воспринимается единым и наступает его двоение.
Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 690 | Нарушение авторских прав |
