Raggio di visione stereoscopica. Cause e metodi di correzione della visione binoculare. Come funziona la visione dei colori?

La capacità di vedere il mondo in tre dimensioni dà a una persona la visione binoculare. Se è compromessa, l'acuità visiva si deteriora e sorgono problemi con l'orientamento nello spazio. Ciò accade per vari motivi. La binocularità può essere ripristinata utilizzando hardware e metodi chirurgici. Il medico prescrive anche esercizi per gli occhi.

In questo articolo

Prima di iniziare a considerare i metodi per ripristinare la visione binoculare a casa, dovresti capire cos'è la binocularità, come funziona questa funzione dell'apparato visivo e cosa causa la perdita della visione binoculare.

Cos’è la visione binoculare e come funziona?

La visione binoculare significa vedere con entrambi gli occhi. È anche chiamato stereoscopico e spaziale, perché permette di vedere in proiezione 3D. Grazie a questa funzione, una persona vede gli oggetti, riconoscendone le dimensioni in base a larghezza e altezza, forma e distanza tra loro. Entrambi gli occhi di una persona ricevono un'immagine, che trasmettono al cervello. Combina queste immagini in un'unica immagine.

Se la visione binoculare è assente, il cervello riceverà due diverse immagini visive che non possono essere combinate in una sola. Di conseguenza, si verifica la diplopia: doppia immagine. Ciò accade con l'anisometropia (una forte differenza tra la rifrazione degli occhi destro e sinistro), le malattie del cristallino, della cornea e della retina, i danni al sistema nervoso e per altri motivi. La visione binoculare è impossibile se un occhio non è coinvolto nel processo di percezione visiva, come nel caso dello strabismo.

Lo sviluppo della visione binoculare inizia durante l'infanzia. Fin dai primi mesi iniziano a formarsi i prerequisiti per la sua nascita e sviluppo. Innanzitutto, il bambino sviluppa la sensibilità alla luce, la percezione dei colori e la visione centrale. Nel tempo, l’acuità visiva migliora e il campo visivo si espande. Tutto ciò contribuisce alla formazione della binocularità. Questo processo si completa entro circa 12-14 anni. I disturbi possono verificarsi a qualsiasi età. Una varietà di fattori può provocarli.

Cause di disturbi della vista binoculare

La ragione principale della mancanza di visione binoculare sono i movimenti scoordinati dei bulbi oculari. Ciò si verifica a causa dell'indebolimento dei muscoli oculari o del danneggiamento dei muscoli extraoculari. Gli occhi iniziano a guardare in direzioni diverse, l'asse visivo si sposta, il che porta ad un deterioramento delle funzioni visive di un occhio. In alcuni casi, in uno di essi si verifica la perdita completa della vista. Questa patologia si verifica più spesso durante l'infanzia e si manifesta nello strabismo, la forma più comune di compromissione della vista binoculare.

Anche altri motivi portano alla perdita della binocularità. In effetti, ce ne sono molti. Emorragie nella retina, cataratta e rottura della retina causano un grave deterioramento delle capacità visive dell'occhio e una delle condizioni per l'esistenza della visione stereoscopica è l'assenza di patologie della retina e della cornea.

Pertanto, la perdita della visione binoculare è causata da varie patologie del corpo in generale e degli occhi in particolare. Qualsiasi malattia che influisca negativamente sulla salute degli occhi e sulla vista può diventare un fattore che provoca disturbi nella percezione spaziale.

Ripristino della visione binoculare

Il ripristino della binocularità inizia con il trattamento della patologia che ha portato al deficit visivo. Solo dopo aver eliminato le cause è possibile ripristinare la visione stereoscopica.

La patologia più comune in cui la visione binoculare è assente è lo strabismo. Questa malattia oftalmologica viene trattata con chirurgia, metodi hardware e ginnastica oculare. L'intervento chirurgico è necessario solo in casi estremi, quando l'occhio è notevolmente spostato dalla sua posizione normale e non è coinvolto nel processo visivo.

Ripristino e allenamento della visione binoculare a casa

L'allenamento quotidiano della visione spaziale è la chiave per il suo rapido recupero. Ci sono vari esercizi che puoi fare da solo a casa. L'esercizio più semplice è con un foglio di carta.

Esercizio sul foglio di lavoro

Avrai bisogno di un foglio di carta su cui dovrai tracciare con un pennarello una linea verticale lunga 10 cm e larga 1 cm, fissare il foglio al muro all'altezza degli occhi e allontanarti di 1 metro da esso. Osserva la linea e inclina gradualmente la testa verso il basso, continuando a guardare la linea finché non inizia a raddoppiare. La prossima volta muovi la testa verso l'alto e poi lateralmente. Devi fare questi esercizi tre volte al giorno per cinque minuti. Un prerequisito per l'adempimento è una buona illuminazione nella stanza.

Questo esercizio è il più semplice nella tecnica. Esistono altre tecniche legate alla messa a fuoco. Aiutano anche ad allenare e ripristinare la visione binoculare.

Esercizio "Allenamento"

Posiziona un oggetto (un foglio con un'immagine) sul muro e allontanati da esso a una distanza di 2-3 metri. Successivamente, dovresti stringere il pugno, ma l'indice dovrebbe essere esteso verso l'alto. La mano è posizionata ad una distanza di 40 cm dal viso e la punta dell'indice deve trovarsi sullo stesso asse visivo dell'oggetto sul muro. Guarda l'oggetto con la punta del dito. Inizierà immediatamente a dividersi in due. Successivamente, è necessario spostare l'attenzione dal muro al dito. In questo momento, l'oggetto visivo inizierà a raddoppiare. In questo modo puoi allenare entrambi gli occhi alternativamente. È l'occhio debole che dovrebbe essere caricato di più. L'allenamento richiederà circa 3-5 minuti. Si consiglia di eseguirlo più volte al giorno. Col tempo noterai che la tua acuità visiva è migliorata.

Esercizio "Concentrazione"

Richiederà un oggetto colorato (qualsiasi immagine). Per prima cosa devi guardare l'intera immagine, quindi i suoi singoli dettagli (l'immagine dovrebbe essere complessa, multicolore). Viene quindi selezionato un oggetto ancora più piccolo. Quindi, se l'oggetto è una farfalla, prima lo esamini nel suo insieme, poi ne delinei il contorno con gli occhi, quindi esamini l'ala o la sua metà. L'ultimo oggetto su cui focalizzare lo sguardo non dovrebbe essere più grande di 0,5 cm, così imparerai gradualmente a mettere a fuoco più velocemente e con maggiore precisione senza affaticare troppo gli occhi.

Esercizio "Stereogramma"

Il disegno dello stereogramma può essere scaricato da Internet e stampato. Rappresenta dei disegni crittografati in cui si possono vedere alcune figure. Lo stereogramma dovrebbe essere posizionato a una distanza di 30-40 cm dal viso. Lo sguardo deve essere focalizzato come dietro l'immagine. Dopo un po', l'immagine nascosta inizierà ad apparire. Dopo che ciò è avvenuto, è necessario aumentare la distanza tra lo stereogramma e gli occhi, ma cercare di non perdere l'immagine trovata. I passaggi successivi sono girare la testa su e giù, a sinistra e a destra mentre tieni l'immagine che vedi. Potrebbe non funzionare la prima volta. Tuttavia, col tempo, gli occhi si abitueranno e l'oggetto visibile verrà riconosciuto da diverse angolazioni. Gli stereogrammi sono molto utili per allenare la binocularità, nonché per alleviare lo stress sull'apparato visivo. Questo esercizio sarà particolarmente utile per le persone che lavorano al computer. Gli stereogrammi non necessitano di essere stampati, ma visualizzati direttamente dal monitor. Devi solo impostare la luminosità ottimale.

Oltre a questi esercizi, puoi eseguire esercizi generali per gli occhi, che aiutano con l'affaticamento e migliorano l'acuità visiva. Esistono anche molte di queste tecniche. Prima di eseguirli, consultare un oculista.

Una persona con visione binoculare (stereoscopica) può navigare completamente nello spazio. È possibile distinguere gli oggetti in base alla forma anche se si ha la visione monoculare. Tuttavia, è possibile determinare la distanza tra gli oggetti solo con una percezione stereoscopica sviluppata. Eventuali patologie che comportano una compromissione della binocularità devono essere trattate tempestivamente, soprattutto se si verificano durante l'infanzia, quando la vista è appena in fase di sviluppo.

La visione binoculare fornisce la percezione tridimensionale del mondo circostante nello spazio tridimensionale. Con l'aiuto di questa funzione visiva, una persona può coprire con attenzione non solo gli oggetti davanti a sé, ma anche quelli situati ai lati. La visione binoculare è detta anche visione stereoscopica. Quali sono le conseguenze di una violazione della percezione stereoscopica del mondo e come migliorare la funzione visiva? Diamo un'occhiata alle domande nell'articolo.

Cos'è la visione binoculare? La sua funzione è fornire un'immagine visiva monolitica combinando le immagini di entrambi gli occhi in un'unica immagine. Una caratteristica della percezione binoculare è la formazione di un'immagine tridimensionale del mondo con la determinazione della posizione degli oggetti in prospettiva e della distanza tra loro.

La visione monoculare è in grado di determinare l'altezza e il volume di un oggetto, ma non fornisce un'idea della posizione relativa degli oggetti su un piano. La binocularità è una percezione spaziale del mondo, che fornisce un'immagine 3D completa della realtà circostante.

Nota! La binocularità migliora l'acuità visiva, fornendo una chiara percezione delle immagini visive.

La tridimensionalità della percezione inizia a formarsi all'età di due anni: il bambino è in grado di percepire il mondo in un'immagine tridimensionale. Immediatamente dopo la nascita, questa capacità è assente a causa dell'incoerenza nel movimento dei bulbi oculari: gli occhi “galleggiano”. All'età di due mesi, il bambino può già fissare un oggetto con gli occhi. A tre mesi, il bambino segue gli oggetti in movimento situati nelle immediate vicinanze degli occhi, appendendo giocattoli luminosi. Cioè, si formano la fissazione binoculare e il riflesso di fusione.

A sei mesi i bambini sono già in grado di vedere oggetti a diverse distanze. All'età di 12-16 anni, il fondo dell'occhio è completamente stabilizzato, il che indica il completamento del processo di formazione della binocularità.

Perché la visione binoculare è compromessa? Per il perfetto sviluppo delle immagini stereoscopiche sono necessarie alcune condizioni:

• assenza di strabismo;
• lavoro coordinato dei muscoli oculari;
• movimenti coordinati dei bulbi oculari;
• acuità visiva da 0,4;
• uguale acuità visiva in entrambi gli occhi;
• corretto funzionamento del sistema nervoso periferico e centrale;
• assenza di patologia nella struttura del cristallino, della retina e della cornea.

Inoltre, per il normale funzionamento dei centri visivi, è necessario avere la simmetria della posizione dei bulbi oculari, l'assenza di patologie dei nervi ottici, la coincidenza del grado di rifrazione delle cornee di entrambi gli occhi e dello stesso visione di entrambi gli occhi. In assenza di questi parametri la visione binoculare è compromessa. Inoltre, la visione stereoscopica è impossibile in assenza di un occhio.

La visione stereoscopica dipende dal corretto funzionamento dei centri visivi del cervello, che coordinano il riflesso di fusione di unire due immagini in una.

Compromissione della visione stereoscopica

Per ottenere un'immagine tridimensionale chiara, è necessario il lavoro coordinato di entrambi gli occhi. Se il funzionamento degli occhi non è coordinato si parla di patologia della funzione visiva.

La compromissione della vista binoculare può verificarsi per i seguenti motivi:

• patologia della coordinazione muscolare: disturbo della motilità;
• patologia del meccanismo di sincronizzazione delle immagini in un tutto - disturbo sensoriale;
• combinazione di disturbi sensoriali e motori.

La visione binoculare viene determinata utilizzando dispositivi ortottici. Il primo test viene effettuato a tre anni: i bambini vengono testati per il funzionamento delle componenti sensoriali e motorie della funzione visiva. In caso di strabismo viene eseguito un ulteriore test della componente sensoriale della visione binoculare. Un oculista è specializzato in problemi di visione stereoscopica.

L'esame tempestivo del bambino da parte di un oftalmologo previene lo sviluppo di strabismo e gravi problemi di vista in futuro.

Cosa causa una violazione della visione stereoscopica? Questi includono:

• rifrazione oculare incoerente;
• difetti dei muscoli oculari;
• deformazione delle ossa craniche;
• processi patologici del tessuto orbitale;
• patologie cerebrali;
• avvelenamento tossico;
• neoplasie nel cervello;
• tumori degli organi visivi.

La conseguenza della ridotta binocularità è lo strabismo, la patologia più comune del sistema visivo.

Strabismo

Lo strabismo è sempre una mancanza di visione binoculare, poiché gli assi visivi di entrambi i bulbi oculari non convergono. Esistono diverse forme di patologia:

• valido;
• falso;
• nascosto.

Con una falsa forma di strabismo è presente la percezione stereoscopica del mondo: ciò consente di distinguerlo dal vero strabismo. Il falso strabismo non richiede trattamento.

L'eteroforia (strabismo nascosto) viene rilevata con il seguente metodo. Se un paziente copre un occhio con un foglio di carta, questo devierà di lato. Se il foglio di carta viene rimosso, il bulbo oculare assume la posizione corretta. Questa caratteristica non è un difetto e non richiede trattamento.

La funzione visiva compromessa con strabismo si esprime nei seguenti sintomi:

• biforcazione dell'immagine risultante del mondo;
• vertigini frequenti con nausea;
• inclinare la testa verso il muscolo oculare interessato;
• bloccando la mobilità del muscolo oculare.

Le ragioni per lo sviluppo dello strabismo sono le seguenti:

• fattore ereditario;
• ferita alla testa;
• infezioni gravi;
• disordine mentale;
• patologie del sistema nervoso centrale.

Lo strabismo può essere corretto, soprattutto in tenera età. Vari metodi sono usati per trattare la malattia:

• l'uso della fisioterapia;
• fisioterapia;
• lenti per occhi e occhiali;
• correzione laser.

Con l'eteroforia sono possibili un rapido affaticamento degli occhi e una visione doppia. In questo caso, vengono utilizzati occhiali prismatici per un'usura costante. Nei casi di eteroforia grave si procede alla correzione chirurgica, come nei casi di strabismo evidente.

Nello strabismo paralitico viene prima rimossa la causa che ha causato il difetto visivo. Lo strabismo paralitico congenito nei bambini deve essere trattato il più presto possibile. Lo strabismo paralitico acquisito è tipico dei pazienti adulti che hanno sofferto di gravi infezioni o disturbi degli organi interni. Il trattamento per eliminare la causa dello strabismo è solitamente a lungo termine.

Lo strabismo post-traumatico non si corregge subito: devono trascorrere 6 mesi dal momento dell'infortunio. In questo caso è indicato l'intervento chirurgico.

Come diagnosticare la visione binoculare

La visione binoculare viene determinata utilizzando i seguenti strumenti:

• autofluorofrattometro;
• oftalmoscopio;
• lampada a fessura;
• monobinoscopio.

Come determinare da soli la visione binoculare? A questo scopo sono state sviluppate semplici tecniche. Diamo un'occhiata a loro.

La tecnica di Sokolov

Tieni un oggetto cavo, simile a un binocolo, come un foglio di carta arrotolato, verso un occhio. Concentra lo sguardo attraverso il tubo su un oggetto distante. Ora avvicina il palmo della mano all'occhio aperto: si trova vicino all'estremità del tubo. Se la binocularità non è bilanciata, troverai un buco nel palmo della mano attraverso il quale potrai vedere un oggetto distante.

Tecnica Kalfa

Prendi un paio di pennarelli/matite: tienine uno in posizione orizzontale, l'altro in posizione verticale. Ora prova a mirare e collega la matita verticale con quella orizzontale. Se la binocularità non è compromessa, puoi farlo senza difficoltà, perché l'orientamento spaziale è ben sviluppato.

Metodo di lettura

Tieni una penna o una matita davanti alla punta del naso (2-3 cm) e prova a leggere il testo stampato. Se riesci a comprendere appieno il testo con la vista e a leggere, significa che le funzioni motorie e sensoriali non sono compromesse. Un oggetto estraneo (una penna davanti al naso) non dovrebbe interferire con la percezione del testo.

Prevenzione dei difetti binoculari

La visione binoculare negli adulti può essere compromessa per diversi motivi. La correzione consiste in esercizi per rafforzare i muscoli oculari. In questo caso, l'occhio sano viene chiuso e il paziente viene caricato.

Esercizio

Questo esercizio per sviluppare la visione stereoscopica può essere eseguito a casa. L'algoritmo delle azioni è il seguente:

1. Attacca l'oggetto visivo al muro.
2. Allontanatevi di due metri dal muro.
3. Estendi il braccio in avanti con l'indice sollevato.
4. Sposta la tua attenzione sull'oggetto visivo e guardalo attraverso la punta del dito: la punta del dito dovrebbe biforcarsi.
5. Sposta l'attenzione dal dito all'oggetto visivo: ora dovrebbe dividersi in due.

Lo scopo di questo esercizio è spostare alternativamente il centro dell'attenzione dal dito all'oggetto. Un indicatore importante del corretto sviluppo della visione stereoscopica è la chiarezza dell'immagine percepita. Se l'immagine è sfocata, ciò indica la visione monoculare.

Importante! Eventuali esercizi per gli occhi dovrebbero essere discussi in anticipo con un oculista.

Prevenzione del deficit visivo nei bambini e negli adulti:

• Non puoi leggere libri stando sdraiato;
• il posto di lavoro dovrebbe essere ben illuminato;
• Assumi regolarmente vitamina C per prevenire la perdita della vista legata all'età;
• ricostituire regolarmente il tuo corpo con un complesso di minerali essenziali;
• Dovresti alleviare regolarmente i muscoli oculari dalla tensione: guarda lontano, chiudi e apri gli occhi, ruota i bulbi oculari.

Dovresti anche essere regolarmente esaminato da un oftalmologo, aderire a uno stile di vita sano, alleviare gli occhi e non lasciarli stancare, eseguire esercizi per gli occhi e curare le malattie degli occhi in modo tempestivo.

Linea di fondo

La visione binoculare è la capacità di percepire l'immagine del mondo con entrambi gli occhi, determinare la forma e i parametri degli oggetti, navigare nello spazio e determinare la posizione degli oggetti l'uno rispetto all'altro. La mancanza di binocularità è sempre una diminuzione della qualità della vita dovuta alla percezione limitata della visione del mondo, nonché un problema di salute. Lo strabismo è una delle conseguenze della compromissione della vista binoculare, che può essere congenita o acquisita. La medicina moderna può facilmente far fronte al ripristino delle funzioni visive. Quanto prima inizierai la correzione della vista, tanto più efficace sarà il risultato.

La vista è vitale per la maggior parte degli organismi viventi. Aiuta a navigare e reagire correttamente all'ambiente. Sono gli occhi che trasmettono circa il 90% delle informazioni al cervello. Ma la struttura e la posizione degli occhi differiscono tra i diversi rappresentanti del mondo vivente.

Che tipo di visione c'è?

Si distinguono i seguenti tipi di visione:

• panoramico (monoculare);
• stereoscopico (binoculare).

Il mondo circostante è percepito, di regola, con un occhio. Questo è tipico soprattutto degli uccelli e degli erbivori. Questa funzione ti consente di notare e rispondere in tempo al pericolo imminente.

La visione stereoscopica è inferiore alla visione panoramica con minore visibilità. Ma presenta anche una serie di vantaggi, uno dei quali è l'immagine tridimensionale.

visione stereoscopica

La visione stereoscopica è la capacità di vedere il mondo che ci circonda con due occhi. In altre parole, il quadro complessivo consiste in una fusione di immagini che entrano nel cervello da ciascun occhio contemporaneamente.

Con questo tipo di visione, puoi stimare correttamente non solo la distanza da un oggetto visibile, ma anche la sua dimensione e forma approssimativa.

Oltre a questo, la visione stereoscopica presenta un altro vantaggio significativo: la capacità di vedere attraverso gli oggetti. Quindi, se metti, ad esempio, una penna stilografica in posizione verticale davanti ai tuoi occhi e guardi alternativamente con ciascun occhio, una certa area verrà chiusa sia nel primo che nel secondo caso. Ma se guardi con entrambi gli occhi contemporaneamente, la penna cessa di essere un ostacolo. Ma questa capacità di “guardare attraverso gli oggetti” perde il suo potere quando la larghezza di un tale oggetto è maggiore della distanza tra gli occhi.

Le peculiarità di questo tipo di visione in vari rappresentanti del globo sono presentate di seguito.

Caratteristiche degli insetti

La loro vista ha un aspetto unico, simile a quello di un insetto, che ricorda un mosaico (ad esempio, gli occhi di una vespa). Inoltre, il numero di questi mosaici (sfaccettature) varia tra i diversi rappresentanti di un dato rappresentante del mondo vivente e varia da 6 a 30.000. Ciascuna sfaccettatura percepisce solo una parte delle informazioni, ma in totale forniscono un quadro completo del mondo circostante. .

E gli insetti percepiscono i colori in modo diverso rispetto alle persone. Ad esempio, un fiore rosso che una persona vede viene percepito da una vespa come nero.

Uccelli

La visione stereoscopica negli uccelli è l’eccezione piuttosto che la regola. Il fatto è che la maggior parte degli uccelli ha gli occhi situati sui lati, il che fornisce un angolo di visione più ampio.

Questo tipo di visione è caratteristico principalmente dei rapaci. Questo li aiuta a calcolare correttamente la distanza dalla preda in movimento.

Ma gli uccelli hanno molta meno visibilità rispetto, ad esempio, alle persone. Se una persona vede a 150°, gli uccelli solo da 10° (passeri e ciuffolotti) a 60° (gufi e succiacapre).

Ma non c'è bisogno di affrettarsi ad affermare che i rappresentanti piumati del mondo vivente sono privati ​​​​della capacità di vedere pienamente. Affatto. Il punto è che hanno altre capacità uniche.

Ad esempio, i gufi hanno gli occhi più vicini al becco. Tuttavia, come già notato, il loro angolo di visione è di soli 60°. Pertanto, i gufi sono in grado di vedere solo ciò che è direttamente di fronte a loro e non l'ambiente ai lati e dietro. Questi uccelli hanno un'altra caratteristica distintiva: i loro occhi sono immobili. Ma allo stesso tempo sono dotati di un'altra abilità unica. Grazie alla loro struttura sono in grado di ruotare la testa di 270°.

Pescare

Come sapete, la stragrande maggioranza delle specie ittiche ha gli occhi situati su entrambi i lati della testa. Hanno visione monoculare. L'eccezione sono i pesci predatori, in particolare gli squali martello. Per molti secoli, le persone sono state interessate alla domanda sul perché questo pesce abbia bisogno di una tale forma della testa. Gli scienziati americani hanno trovato una possibile soluzione. Propongono la versione secondo cui il pesce martello vede un'immagine tridimensionale, ad es. è dotata di visione stereoscopica.

Per confermare la loro teoria, gli scienziati hanno condotto un esperimento. Per fare ciò, sono stati posizionati sensori sulle teste di diverse specie di squali, con l'aiuto dei quali è stata misurata l'attività quando esposti a una luce intensa. I soggetti sono stati poi posti in un acquario. Come risultato di questo esperimento, si è saputo che il pesce martello è dotato di visione stereoscopica. Inoltre, maggiore è la distanza tra gli occhi di questo tipo di squalo, maggiore è la precisione nel determinare la distanza dall'oggetto.

Inoltre, si è saputo che gli occhi del pesce martello ruotano, il che gli consente di vedere completamente l'ambiente circostante. Ciò gli conferisce un vantaggio significativo rispetto ad altri predatori.

Animali

Gli animali, a seconda della specie e dell'habitat, sono dotati sia di visione monoculare che stereoscopica. Ad esempio, gli erbivori che vivono in spazi aperti, per preservare la propria vita e rispondere rapidamente al pericolo imminente, devono vedere quanto più spazio possibile intorno a loro. Pertanto, sono dotati di visione monoculare.

La visione stereoscopica negli animali è caratteristica dei predatori e degli abitanti delle foreste e delle giungle. Innanzitutto, aiuta a calcolare correttamente la distanza dalla sua vittima. Per i secondi, tale visione permette loro di focalizzare meglio lo sguardo tra molti ostacoli.

Ad esempio, questo tipo di visione aiuta i lupi durante la lunga ricerca della preda. Per i gatti - durante un fulmine. Del resto è proprio nei gatti che, grazie ai loro assi visivi paralleli, l'angolo visivo raggiunge i 120°. Ma alcune razze di cani hanno sviluppato sia la visione monoculare che quella stereoscopica. I loro occhi si trovano sui lati. Pertanto, per visualizzare un oggetto a grande distanza, utilizzano la visione stereoscopica frontale. E per vedere gli oggetti vicini, i cani sono costretti a girare la testa.

La visione stereoscopica aiuta gli abitanti delle cime degli alberi (primati, scoiattoli, ecc.) nella ricerca del cibo e nel calcolo della traiettoria di un salto.

Persone

La visione stereoscopica negli esseri umani non è sviluppata dalla nascita. Alla nascita i bambini non riescono a focalizzare lo sguardo su un oggetto specifico. Cominciano a formarsi solo a 2 mesi di vita. Tuttavia, i bambini iniziano a navigare correttamente nello spazio solo quando iniziano a gattonare e camminare.

Nonostante l'apparente identità, gli occhi umani sono diversi. Uno di loro è il leader, l'altro è il seguace. Per riconoscerlo, è sufficiente condurre un esperimento. Posizionare un foglio con un piccolo foro a una distanza di circa 30 cm e guardare attraverso di esso un oggetto distante. Quindi alternativamente fai lo stesso, coprendo l'occhio sinistro o quello destro. La posizione della testa dovrebbe rimanere costante. L'occhio per il quale l'immagine non cambia posizione sarà quello principale. Questa definizione è importante per fotografi, operatori video, cacciatori e alcune altre professioni.

Il ruolo della visione binoculare per gli esseri umani

Questo tipo di visione è nata negli esseri umani, così come in alcuni altri rappresentanti del mondo vivente, come risultato dell'evoluzione.

Naturalmente, gli esseri umani moderni non hanno bisogno di cacciare le prede. Ma allo stesso tempo, la visione stereoscopica gioca un ruolo significativo nella loro vita. È particolarmente importante per gli atleti. Pertanto, senza un calcolo accurato della distanza, i biatleti non colpiranno il bersaglio e le ginnaste non saranno in grado di esibirsi sulla trave di equilibrio.

Questo tipo di visione è molto importante per le professioni che richiedono una reazione immediata (autisti, cacciatori, piloti).

E nella vita di tutti i giorni non puoi fare a meno della visione stereoscopica. Ad esempio, è abbastanza difficile, vedendo con un occhio, inserire un filo nella cruna di un ago. La perdita parziale della vista è molto pericolosa per una persona. Vedendo con un solo occhio, non sarà in grado di navigare correttamente nello spazio. E il mondo sfaccettato si trasformerà in un'immagine piatta.

Ovviamente la visione stereoscopica è il risultato dell'evoluzione. E solo pochi eletti ne sono dotati.

Forma, dimensione e distanza da un oggetto, ad esempio a causa della visione binoculare (il numero di occhi può essere più di 2, come nelle vespe - due occhi composti e tre occhi semplici (ocelli), scorpioni - 3-6 paia di occhi ) o altri tipi di visione.

Funzioni degli organi della vista

Le funzioni degli organi visivi includono:

• visione centrale o dell'oggetto
• visione stereoscopica
• visione periferica
• percezione del colore
• percezione della luce

Visione binoculare

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L'immagine degli oggetti sulla retina degli occhi è bidimensionale, ma nel frattempo una persona vede il mondo in tre dimensioni, cioè ha la capacità di percepire la profondità dello spazio, o visione stereoscopica (stereo - dal greco stereos - solido, spaziale).

Gli esseri umani hanno molti meccanismi per giudicare la profondità. Alcuni di essi sono abbastanza evidenti. Ad esempio, se la dimensione di un oggetto (una persona, un albero, ecc.) è nota approssimativamente, è possibile stimare la distanza da esso o capire quale oggetto è più vicino confrontando la dimensione angolare dell'oggetto. Se un oggetto si trova di fronte a un altro e lo oscura parzialmente, la persona percepisce l'oggetto anteriore come più vicino. Se prendi una proiezione di linee parallele, ad esempio i binari ferroviari, che vanno in lontananza, nella proiezione si avvicineranno. Questo è un esempio di prospettiva, un indicatore molto efficace della profondità dello spazio.

Una sezione convessa di un muro appare più chiara nella sua parte superiore se la sorgente luminosa è posizionata più in alto, e una rientranza nella sua superficie appare più scura nella sua parte superiore. Un importante segno di distanza è la parallasse del movimento: l'apparente spostamento relativo di oggetti vicini e più distanti se l'osservatore muove la testa a sinistra e a destra o su e giù. L '"effetto ferrovia" è noto osservando dal finestrino di un treno in movimento: la velocità apparente di movimento degli oggetti vicini è maggiore di quelli situati a grande distanza.

La distanza degli oggetti può essere valutata anche dalla quantità di accomodazione dell'occhio, cioè secondo la tensione del corpo ciliare e delle zonule di Zinn, che controllano il cristallino. Aumentando la convergenza o la divergenza si può anche giudicare la distanza dell'oggetto osservato. Ad eccezione dell'ultimo, tutti gli indicatori di distanza sopra indicati sono monoculari. Il meccanismo più importante per percepire la profondità dello spazio, la stereopsi, dipende dall'uso congiunto dei due occhi. Quando si osserva una scena tridimensionale, i due occhi formano immagini leggermente diverse sulla retina.

Durante la stereopsi, il cervello confronta le immagini della stessa scena su due retine e stima la profondità relativa con grande precisione. La fusione di due immagini monoculari, visibili separatamente dagli occhi destro e sinistro quando si guardano oggetti contemporaneamente con entrambi gli occhi, in un'unica immagine tridimensionale è chiamata fusione.

Supponiamo che l'osservatore fissi con lo sguardo un certo punto R, (Fig. 1) in questo caso le immagini del punto compaiono nella fovea centrale (fovea) F entrambi gli occhi. Sia Q un altro punto nello spazio che all'osservatore appare situato alla stessa profondità del punto R, mentre Q L e Q R sono immagini del punto Q sulle retine degli occhi sinistro e destro. In questo caso si chiamano i punti Q L e Q R corrispondente punti di due retine.

Fig 1. Diagramma geometrico che spiega l'effetto stereo

È ovvio che corrispondono anche i due punti coincidenti con la fovea centrale della retina. Da considerazioni geometriche è chiaro che il punto Q′, valutato dagli osservatori come situato più vicino del punto Q, produrrà due immagini sulle retine - Q′ L e Q′ R - in punti non corrispondenti (diversi) situati più lontani l'uno dall'altro che nel caso in cui questi punti corrispondessero.

Allo stesso modo, se consideriamo un punto situato più lontano dall'osservatore, si scopre che le sue proiezioni sulla retina si troveranno più vicine tra loro rispetto ai punti corrispondenti. Tutti punti che, come i punti Q e R, sono percepiti come equidistanti, adagiati orotteri– superficie passante per punti R e Q, la cui forma è diversa da una sfera e dipende dalla capacità di una persona di valutare la distanza. Distanze dalla fovea F alle proiezioni Q R e Q L per l'occhio destro e sinistro sono vicine, ma non uguali; se fossero sempre uguali, allora la linea di intersezione dell'orottero con il piano orizzontale sarebbe un cerchio.

Gli angoli α e α′ in stereoscopia sono chiamati angoli parallattici. Il loro valore cambierà da zero, quando il punto di fissazione si trova all'infinito, e a 15°, quando il punto di fissazione si trova a una distanza di 250 mm.

Supponiamo ora di fissare con lo sguardo un certo punto nello spazio e che in questo spazio siano presenti due sorgenti puntiformi di luce, una delle quali viene proiettata solo sulla retina dell'occhio sinistro, e l'altra sull'occhio destro in la forma di punti luce, e questi punti non sono corrispondenti: la distanza tra loro è leggermente maggiore che tra i punti corrispondenti. Viene chiamata qualsiasi deviazione di questo tipo dalla posizione dei punti corrispondenti disparità. Se questa deviazione nella direzione orizzontale non supera i 2° (0,6 mm sulla retina) e nella direzione verticale - non più di qualche minuto d'arco, allora percepiremo visivamente un unico punto nello spazio situato più vicino al punto di fissazione .

Se le distanze tra le proiezioni di un punto non sono maggiori, ma minori di quelle tra i punti corrispondenti, allora questo punto sembrerà situato più lontano del punto di fissazione. Infine, se la deviazione verticale supera diversi minuti d'arco o la deviazione orizzontale supera i 2°, allora vedremo due punti separati che potrebbero sembrare posizionati più o più vicini al punto di fissazione. Un simile esperimento illustra il principio base della stereopercezione, formulato per la prima volta da Charles Wheatstone nel 1838 e alla base della creazione di tutta una serie di strumenti stereoscopici, a partire dallo stereoscopio di Wheatstone fino agli stereo telemetri e alla televisione stereo.

Non tutte le persone hanno la capacità di percepire la profondità usando uno stereoscopio. Puoi facilmente controllare tu stesso la tua stereopsi se usi la Fig. 2. Se disponi di uno stereoscopio, puoi creare copie delle coppie stereo mostrate qui e incollarle nello stereoscopio. Puoi anche posizionare un sottile foglio di cartone perpendicolarmente tra due immagini della stessa coppia stereo e provare a guardare la tua immagine con ciascun occhio, posizionando gli occhi paralleli come se stessi guardando in lontananza.

Fig 2. Esempi di coppie stereo

Nel 1960, Bela Jules (Bell Telephone Laboratories, USA) propose un modo originale per dimostrare l'effetto stereo, eliminando l'osservazione monoculare dell'oggetto.

Sulla base di questo principio, tra l'altro, è stata pubblicata un'intera serie di libri divertenti, che allo stesso tempo possono essere utilizzati per allenare la stereopsi. La Figura 3 mostra uno dei disegni di questo libro in bianco e nero. Mettendo parallele le linee visive dei tuoi occhi (per fare questo devi guardare lontano, come attraverso un disegno), puoi vedere un'immagine stereoscopica. Tali disegni sono chiamati autostereogrammi. Sulla base del metodo Bel Jules, presso l'Istituto medico statale di Novosibirsk insieme all'Università tecnica statale di Novosibirsk è stato creato un dispositivo per lo studio della soglia della visione stereoscopica e ne abbiamo proposto una modifica che consente di aumentare la precisione nella determinazione della soglia della visione stereoscopica. La base per misurare la soglia della visione stereoscopica è la presentazione degli oggetti di prova a ciascun occhio dell'osservatore su un cosiddetto sfondo randomizzato. Ciascuno di questi oggetti di prova è un insieme di punti su un piano posizionato secondo una legge probabilistica individuale. Inoltre, su ciascun oggetto di prova sono presenti aree di punti identiche, che possono rappresentare una figura di forma arbitraria.

Se i punti identici delle figure sull'oggetto di prova hanno valori pari a zero degli angoli parallattici, l'osservatore vede nell'immagine generalizzata il quadro generale sotto forma di una distribuzione casuale di punti, in altre parole, l'osservatore non è in grado di identificare la figura su uno sfondo casuale. Pertanto è esclusa la visione monoculare della figura. Se uno degli oggetti di prova viene spostato perpendicolarmente all'asse ottico del sistema, l'angolo parallattico tra le figure cambierà e ad un certo valore l'osservatore vedrà una figura che sembrerà staccarsi dallo sfondo e iniziare a avvicinarsi o allontanarsi da esso. L'angolo di parallasse viene modificato utilizzando un compensatore ottico inserito in uno dei rami del dispositivo. Il momento in cui la figura appare nel campo visivo viene registrato dall'osservatore e sull'indicatore appare il valore corrispondente della soglia di visione stereoscopica.

Fig 3. Autostereogramma

La ricerca degli ultimi decenni nel campo della neurofisiologia della visione stereoscopica ha permesso di identificare cellule specifiche nella corteccia visiva primaria del cervello che sono sintonizzate sulla disparità. Sono state scoperte cellule che rispondono solo se gli stimoli cadono esattamente sulle zone corrispondenti delle due retine. Le cellule del secondo tipo rispondono se e solo se l'oggetto si trova più lontano del punto di fissazione. Esistono anche cellule che rispondono solo quando lo stimolo si trova più vicino al punto di fissazione. A quanto pare, nella corteccia visiva primaria potrebbero esserci neuroni specifici per diversi gradi di disparità. Tutte queste cellule hanno anche la proprietà della selettività dell'orientamento e rispondono bene agli stimoli in movimento e alle estremità delle linee. Secondo D. Hubel, “sebbene non sappiamo ancora esattamente come il cervello “ricostruisce” una scena che comprende molti oggetti a distanze diverse, le cellule sensibili alla disparità sono coinvolte nelle prime fasi di questo processo”.

Durante lo studio della stereopsi, i ricercatori hanno riscontrato una serie di problemi. Si è scoperto che l'elaborazione di alcuni stimoli binoculari avviene nel sistema visivo in modo del tutto poco chiaro. Ad esempio, se torniamo alle coppie stereo presentate in Fig. 37a e 37b, allora abbiamo la sensazione che in un caso il cerchio si trovi più vicino, nell'altro - più lontano del piano della cornice. Se vengono combinate due coppie stereo, ad es. In ogni fotogramma, posiziona due cerchi uno accanto all'altro, quindi sembrerebbe che dovremmo vedere un cerchio più vicino, l'altro più lontano. Tuttavia, in realtà questo non funzionerà: entrambi i cerchi sono visibili alla stessa distanza della cornice.

Il secondo esempio dell'imprevedibilità degli effetti binoculari è la cosiddetta lotta dei campi visivi. Se sulle retine degli occhi destro e sinistro vengono create immagini molto diverse, spesso una di esse cessa di essere percepita. Se guardi con l'occhio sinistro una griglia di linee verticali e con l'occhio destro una griglia di linee orizzontali (ad esempio, attraverso uno stereoscopio), è impossibile vedere entrambi i gruppi di linee contemporaneamente. È visibile l'uno o l'altro, e ciascuno di essi è visibile solo per pochi secondi; a volte puoi vedere un mosaico di queste immagini. Il fenomeno della lotta del campo visivo fa sì che nei casi in cui il sistema visivo non riesce a combinare le immagini sulle due retine, semplicemente rifiuta una delle immagini, completamente o parzialmente.

Quindi, per la normale visione stereoscopica sono necessarie le seguenti condizioni: normale funzionamento del sistema oculomotore degli occhi; acuità visiva sufficiente e non una differenza molto grande nell'acuità degli occhi destro e sinistro; forte connessione tra accomodamento, convergenza e fusione; piccola differenza nella scala delle immagini negli occhi sinistro e destro.

Viene chiamata disuguaglianza di dimensioni o diversa scala di immagini ottenute sulla retina degli occhi destro e sinistro durante la visualizzazione dello stesso oggetto aniseiconia. L'aniseiconia è una delle cause della visione stereoscopica instabile o assente. L'aniseiconia è spesso basata su differenze nella rifrazione oculare, ad es. anisometronia. Se l'aniseikonia non supera il 2 - 2,5%, può essere corretta con lenti stigmatiche convenzionali, altrimenti vengono utilizzati occhiali aniseikonia.

La violazione della connessione tra accomodazione e convergenza è una delle ragioni della comparsa di vari tipi di strabismo. Oltre ad essere un difetto estetico, lo strabismo evidente porta solitamente ad una diminuzione dell'acuità visiva dell'occhio strabico fino a escluderlo dal processo visivo. Strabismo nascosto, o eteroforia, non crea un difetto estetico, ma può interferire con la stereopsi. Pertanto, le persone con eteroforia superiore a 3° non possono lavorare con dispositivi binoculari.

Soglia di visione stereoscopica caratterizzato dalla minima differenza di angoli parallattici Δα, che viene comunque percepita dall'osservatore. Rapporto tra Δα (in secondi) e la distanza minima Δ l tra oggetti che vengono percepiti dall'osservatore come distanze diverse è la seguente:

,

Dove B– la distanza tra le pupille degli occhi dell’osservatore;
l– la distanza dall'occhio all'oggetto più vicino in esame.

La soglia per la visione stereoscopica dipende da vari fattori: la luminosità dello sfondo (la massima acuità si osserva con una luminosità dello sfondo di circa 300 cd/m2), il contrasto degli oggetti (con l'aumentare del contrasto, la soglia per la visione in profondità diminuisce), e la durata dell'osservazione (Fig. 4).

Figura 4. Dipendenza della soglia della visione stereoscopica dalla durata dell'osservazione

La soglia per la percezione della profondità in condizioni ottimali di osservazione varia da 10 – 12 a 5″ (per alcuni osservatori arriva a 2 – 5″).

Prendendo come soglia il valore Δα = 10″ possiamo calcolare la distanza massima alla quale l'occhio percepisce ancora la profondità. Questa è la distanza l= 1400 m (raggio di visione stereoscopica).

Esistono diversi modi per valutare, definire e studiare la visione stereoscopica:

1) utilizzando uno stereoscopio secondo le tabelle di Pulfrich (la soglia minima per la percezione stereoscopica determinata con questo metodo è 15″);
2) utilizzando vari tipi di stereoscopi con una serie di tavole più precise con un range di misura di 10 – 90″;
3) utilizzando il dispositivo sopra menzionato utilizzando uno sfondo randomizzato, esclusa l'osservazione monoculare degli oggetti, errore di misurazione 1 - 2″.