Необходимые условия для объемного воспроизведения изображений

1. УСЛОВИЯ СТЕРЕОСКОПИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ Объемность предметов и их пространственное расположение непосредственно может восприниматься нами как при монокулярном зрении (одним глазом), так и при бинокулярном (обоими глазами). В первом случае главную роль играют физиологические факторы (зрительная память, ощущение различия в напряжении мышц при аккомодации и т. п.) или же необходимость перемещения глаза наблюдателя. Опираться на эти факторы при построении телевизионной системы, где глаз заменяется передающей трубкой, очевидно, нельзя. Необходимо прибегнуть к использованию свойств бинокулярного зрения, где основную роль играет глазной базис — расстояние между зрительными осями при рассматривании удаленных предметов (рис. 1).

Величина глазного базиса не одинакова, но в среднем составляет 65 мм, эту величину и примем за постоянную. При проецировании удаленного предмета на центральное углубление сетчатки F_c (fovea centr. alis) мы видим данный объект одиночным. Если же предмет приблизить, то для четкого рассмотрения его глаза непроизвольно поворачиваются в своих орбитах (рис. 2), зрительные оси пересекутся на рассматриваемом объекте Q.

В этом случае предмет Q окажется спроектированным на F_с каждого глаза и представится нам опять одиночным предметом. Угол, а при пересечении зрительных осей называется углом конвергенции (сведения в одну точку). Каждому положению объекта соответствует определенный угол конвергенции, что сопровождается некоторой мускульной работой поворачивания глазного яблока. Сравнение в нашем сознании мускульных напряжений, связанных с изменением угла конвергенции, дает представление о том, ближе или дальше расположен наблюдаемый предмет.

При перемещении рассматриваемого объекта происходит не только конвергенция глаз, но и аккомодация, т. е. изменение кривизны глазного хрусталика. Последнее обеспечивает резкость изображения предметов на сетчатке при различных расстояниях от глаза. Указанным действиям сопутствует также изменение диаметра зрачка, который сокращается с приближением рассматриваемого предмета. Это также способствует повышению резкости изображения на сетчатке за счет уменьшения кружков светорассеяния. Таким образом, с изменением расстояния наблюдения одновременно и непроизвольно меняется состояние трех родов мышц: управляющих поворотом глаз, крутизной хрусталика и диаметром зрачка, что уже вошло у нас в привычку. Для дальнейшего требуется подчеркнуть наличие одновременности двух действий — конвергенции и аккомодации, т. e. соответственно каждому углу конвергенции сопутствует определенное напряжение аккомодации и наоборот. Стереоскопическое или глубинное, зрение есть способность воспринимать рельефность предметов и их пространственное расположение (глубину пространства).

При бинокулярном восприятии объемности предметов основным фактором является учет в нашем сознании различия в изображениях этих предметов на сетчатках левого и правого глаза. Поскольку правый и левый глаз рассматривают какую-либо деталь с разных точек зрения, из-за наличия глазного базиса, центры проекции изображения этой детали приходятся не на идентичные точки сетчаток обоих глаз. Идентичными, или соответствующими, называются такие точки сетчаток, которые удалены на одинаковое расстояние и в одинаковом направлении от их центрального углубления. Прочие точки проекции называются несоответствующими, или диспаратными. Достаточно малейшего смещения одной из проекций изображения с идентичных точек сетчатки, как в нашем сознании возникнет пространственное представление о рассматриваемых предметах.

Способность учета глубинного смещения предметов Р и Q (рис. 3) оценивается величиной разности параллактических углов Pi и р₂.

Эта разность, соответствующая минимальному кажущемуся смещению двух объектов по глубине, называется порогом глубинного зрения. Таким образом, порог глубинного зрения определяется как минимальная разность двух параллактических углов и равен 8 = Pi-P₂

Величина его зависит от наблюдателя, яркости фона, контраста объектов, горизонтального расстояния между ними и толщины их. В среднем величина глубинного порога оценивается в угловой мере 8= 10″ -г 20″ (без учета атмосферных условий). Величину, обратную порогу, т. е. Л, будем называть остротой глубинного, или стереоскопического, зрения.

Обозначим на рис. 3 условно левый и правый глаз через Л и П. Восприятие разного удаления объектов Р и Q определится разной величиной проекций отрезка PQ на сетчатках левого и правого глаза, выражаемых отрезками р_л q_n и р q_n . При рассматривании и одновременном фиксировании внимания, например на точке Р, т. е. при проектировании ее в середину центрального углубления р_л и р_а обеих сетчаток, точки q_n и q_a займут положение на разном расстоянии от р_л и р_а.

Если эта разность невелика, то в нашем сознании возникнет стереоскопическое восприятие, дающее суждение о взаимном удалении объектов Р и Q в глубину. Если точку Q приблизим к глазам на одинаковое расстояние с Р, в этом случае Q спроецируется в идентичную точку 4ji с точкой q .

Всякое смещение одного изображения из идентичной точки в область сетчатки, расположенную ближе к носу, вызывает представление об удалении предмета, а смещение изображения ближе к виску — о приближении предмета. На основе этого мы судим, какой предмет отстоит дальше или ближе относительно другого.