Widzenie stereoskopowe - Polski Serwis Naukowy

Widzenie stereoskopowe (widzenie binokularne) – dwuoczna percepcja głębi i odległości, rodzaj postrzegania wzrokowego umożliwiający ocenianie odległości do widzianych przedmiotów. Zdolność widzenia stereoskopowego występuje najczęściej u drapieżników. Jest też charakterystyczna dla ssaków naczelnych w tym małp i ludzi.

Oko (Oko proste, oko złożone, plamka oczna, łac. oculus, l.m. oculi) – narządy receptorowe umożliwiające wykrywanie kierunku padania światła i jego intensywności oraz, wraz ze wzrostem złożoności konstrukcji, efektywny proces formowania obrazu, czyli widzenie.

Stereoskop - przyrząd optyczny, służący do obserwowania fotografii stereoskopowych. Fotografia stereoskopowa składa się z dwóch zdjęć tego samego obiektu, ale wykonanych z różnych punktów widzenia. Patrzący przez stereoskop widz ma wrażenie przestrzenności i trójwymiarowości oglądanej sceny.

Mechanizm działania

Na głowie zwierzęcia (w tym człowieka) dwie gałki oczne umieszczone są obok siebie i skierowane w tym samym kierunku. W efekcie dwupunktowej percepcji powstają dwa, bardzo podobne do siebie obrazy otoczenia, które mózg składa w jeden obraz. Na podstawie różnic w obrazach uzyskiwanych przez oczy, mózg tworzy informacje o odległości do obserwowanych przedmiotów oraz ich właściwościach.

Ewolucja (łac. evolutio – rozwinięcie, rozwój) – ciągły proces, polegający na stopniowych zmianach cech gatunkowych kolejnych pokoleń wskutek eliminacji przez dobór naturalny lub sztuczny części osobników (genotypów) z bieżącej populacji.

IMAX (ang. Image Maximum) to jeden z alternatywnych systemów kinowych używany w przemyśle filmowym. Taśma filmowa IMAX ma znacznie większą rozdzielczość niż tradycyjna - powierzchnia użytkowa ma szerokość 58,5 mm i wysokość 70 mm. Kadr jest ustawiony poziomo, a nie pionowo jak na taśmie filmowej 35 mm. Stąd obraz ma proporcje 1,44:1.

Oczy są względem siebie przesunięte. Każdy przedmiot widoczny na obu obrazach znajduje się pod trochę innym kątem. Oko obraca się, aż przedmiot znajdzie się na jego osi. W efekcie obie gałki oczne obserwują ten sam punkt na postrzeganym obiekcie. Korzystając ze znanego kąta patrzenia oczu oraz na podstawie ich rozstawu, kora wzrokowa oblicza odległość do przedmiotu.

Metr to jednostka podstawowa długości w układach: SI, MKS, MKSA, MTS, oznaczenie m. Metr został określony 26 marca 1791 roku we Francji, ze względu na potrzebę korzystania z dziesiętnego systemu miar[potrzebne źródło]. W myśl definicji zatwierdzonej przez XVII Generalną Konferencję Miar i Wag w 1983 jest to odległość, jaką pokonuje światło w próżni w czasie 1/299 792 458 s.

Obraz – najczęscięj kojarzony z malarstwem, przeważnie płaski utwór plastyczny, na którym za pomocą farb, przy zastosowaniu różnych technik malarskich i graficznych autor dokonał zapisu pewnych treści. Ewolucja podejścia do obrazu jako samodzielnego przedmiotu (magii lub sztuki) liczy ok. 30 000 lat. Obraz zazwyczaj wiąże się z pojęciem działalności artystycznej, choć bywa też wyrazem doraźnej potrzeby osobistej lub lokalnego obyczaju (np. malowanie pisanek). Drugie znaczenie obrazu to zdarzenie wizualne płaskie lub przestrzenne, najczęśćiej kojarzone z działaniem artystycznym.

Już same różnice pomiędzy obrazami też zawierają sporą informację o odległości. W efekcie kora wzrokowa, stosując szereg technik, buduje trójwymiarowy model otoczenia.

Zakres działania widzenia stereoskopowego to ok. 10 m. Przedmioty znajdujące się dalej mózg lokalizuje korzystając z widocznych cieni oraz praw perspektywy (dalsze obiekty są mniejsze).

Zalety i wady

Dzięki widzeniu stereoskopowemu zwierzęta nocne mogą lepiej radzić sobie w ciemności. Jednocześnie u istot bardziej zaawansowanych ewolucyjnie powstała kora wzrokowa pozwalająca określić odległość do postrzeganych przedmiotów.

Naczelne (Primates) – rząd ssaków łożyskowych charakteryzujących się najlepiej wśród wszystkich zwierząt rozwiniętym mózgiem. Tradycyjnie wśród naczelnych wyróżnia się małpiatki, wąskonose małpy ciepłych krajów Starego Świata, szerokonose małpy Nowego Świata żyjące w tropikach Ameryki i małpy człekokształtne. Dział zoologii zajmujący się badaniem ssaków naczelnych to prymatologia.

Małpy właściwe (Simiiformes, dawniej Simiae), inaczej antropoidy (Anthropoidea) – infrarząd ssaków naczelnych obejmujący małpy szerokonose i małpy wąskonose.

Wadą widzenia stereoskopowego jest znaczne ograniczenie kąta widzenia. Większość zwierząt mających oboje oczu z przodu głowy widzi tylko w zakresie ok. 100° w poziomie. Jeżeli oczy znajdują się na bokach głowy zakres kąta widzenia może zbliżyć się nawet do 270°. Wyjątkowy pod tym względem jest rekin młot. Charakterystyczna budowa głowy umożliwia mu widzenie stereoskopowe a jego pole widzenia obejmuje 360°. Tak duży kąt widzenia pozwala uniknąć ataku drapieżnika, niezależnie od jego kierunku.

Stopień – jednostka miary kąta płaskiego, równa 1/360 kąta pełnego czyli 1/90 kąta prostego. Oznaczana jest przez 1°, spotyka się również oznaczenie 1 deg (ang. degree). Nie jest jednostką układu SI.

Wzrok, zmysł wzroku – zdolność do odbierania bodźców świetlnych ze środowiska oraz ogół czynności związanych z analizą tych bodźców, czyli widzeniem. Narządem wyspecjalizowanym do rejestrowania obrazu jest oko czyli gałka oczna otoczona aparatem ochronnym (brwi, powieki, rzęsy i narząd łzowy). Przystosowanie oka do pełnienia tych funkcji umożliwia:

Odtwarzanie głębi

Istnieje szereg urządzeń pozwalających na widzenie stereoskopowe niedostępnych normalnie obiektów. Są to przede wszystkim stereoskopy, które dały podstawę budowy narzędzi takich jak mikroskopy optyczne z dwoma okularami czy okulary wirtualnej rzeczywistości.

Kino – rodzaj sztuki widowiskowej uwiecznionej na taśmie filmowej lub wideo, w której aktor lub grupa aktorów odgrywa role dla widowni, lub nagrany jest obraz ruchomy z podkładem dźwiękowym lub bez. Terminem tym określa się też czasem sam spektakl lub też budynek, w którym on jest wyświetlany.

Głowomłot pospolity (Sphyrna zygaena), bardziej znany pod nazwami rekin młot lub ryba młot - rekin o wyjątkowej, charakterystycznej budowie głowy. Żyjący w dużych gromadach na płyciznach, rozsiedlony w oceanach, od wód tropikalnych po umiarkowane. Przeciętna długość 1-2 m, maksymalnie ok. 5 m, waga około 400 kg. Znane są przypadki ataku na ludzi. W krajach azjatyckich płetwy rekinów młotów uchodzą za przysmak, mimo iż gatunek uważany jest za niejadalny.

Masowym zastosowaniem widzenia stereoskopowego jest kino IMAX oraz kino cyfrowe 3D, gdzie widz obserwuje każdym okiem inny obraz na ekranie kinowym. Stwarza to złudzenie głębi widzenia.

Problemy z widzeniem stereoskopowym

Ludzie pozbawieni jednego oka lub cierpiący na zeza mają problemy z postrzeganiem odległości. Jednak nawet w takiej sytuacji odległość może zostać określona, jeżeli człowiek poruszy głową zmieniając pozycje jedynego widzącego oka.

Tylko 2% ludzi nie ma widzenia stereoskopowego.

Mikroskop optyczny to urządzenie do silnego powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ optyczny składający się zazwyczaj z zestawu od kilku do kilkunastu soczewek optycznych.

Perspektywa — określenie stosowane w architekturze, malarstwie, fotografii i innych sztukach wizualnych oznaczające sposób oddania trójwymiarowych obiektów i przestrzeni na płaszczyźnie. Istnieje kilka rodzajów perspektywy: linearna (zbieżna, geometryczna), barwna (malarska), powietrzna, odwrócona.

Przypisy

Rahul Bhola, MD: Binocular Vision (ang.). The University of Iowa Department of Ophthalmology & Visual Sciences. [dostęp 2010-02-15].

Bibliografia

Wiedza i Życie, K. Sabath, Nowe spojrzenie na ewolucję oczu. [dostęp 2011-08-05].