Табл. 1.6 Зависимость минимального геометрического интервала глубины от дистанции фиксации для дистального и проксимального стереопсиса при остроте стереоскопического зрения 10 угловых секунд и расстоянии между узлами 70 мм.
Tab. 1.6 Abhängigkeit des minimalen geometrischen Tiefenintervalls von der Fixationsdistanz für distale und proximale Stereopsis bei einer Stereosehschärfe von 10 Bogensekunden und einem Knotenpunktabstand von 70 mm.
| Дистанция фиксации в м | Дистальный интервал | Проксимальный интервал |
| 0,3 | 0,06 мм | 0,06 мм |
| 1 | 0,7 мм | 0,7 мм |
| 5 | 17,4 мм | 17,3 мм |
| 10 | 69,7 мм | 68,8 мм |
| 30 | 0,64 m | 0,61 m |
| 50 | 1,79 m | 1,67 m |
| 100 | 7,4 m | 6,5 m |
| 1000 | 2253 m | 409 m |
| 1444 | ∞ | 722 m |
| Fixationsdistanz in m | Distales Intervall | Proximales Intervall |
| 0,3 | 0,06 mm | 0,06 mm |
| 1 | 0,7 mm | 0,7 mm |
| 5 | 17,4 mm | 17,3 mm |
| 10 | 69,7 mm | 68,8 mm |
| 30 | 0,64 m | 0,61 m |
| 50 | 1,79 m | 1,67 m |
| 100 | 7,4 m | 6,5 m |
| 1000 | 2253 m | 409 m |
| 1444 | ∞ | 722 m |
Запомните
Merke
С увеличением дистанции фиксации при относительной оценке расстояния все большее значение приобретают недиспаратные факторы. При расстояниях 30 м и более они используются почти исключительно [162] (▶ Табл. 1.6).
Mit zunehmender Fixationsdistanz bekommen nichtdisparative Faktoren bei der relativen Entfernungsbeurteilung immer mehr Gewicht. Bei Abständen von 30 m oder mehr werden sie fast ausschließlich eingesetzt [162] (▶Tab. 1.6).
Количественный и качественный стереопсис
Quantitative und qualitative Stereopsis
Вышеупомянутые низкие стереоскопические пороги, помимо перечисленных условий представления, могут быть достигнуты только в том случае, если полуизображения тестового объекта в значительной степени схожи и сливаются. Для такого количественного стереопсиса [130] также используется термин «Fine Stereopsis» (тонкий стереопсис) [17], который противопоставляется «Coarse Stereopsis» (грубый стереопсис, соответствует качественному стереопсису). Как уже было показано на ▼ Рис. 1.69, грубый стереопсис не связан с бинокулярным единым зрением, что было известно уже давно [66], [71], [81], но на долгое время было забыто. Полуизображения могут даже полностью различаться по форме, яркости и контрасту без потери ощущения относительной глубины [125]. Грубое количественное стереоскопическое зрение («перед» или «за», без точного ощущения расстояния) кроме того возможно в очень широком диапазоне диспаратностей за пределами пространства Панума. По данным Blakemore [22], в центральном поле зрения диспаратности примерно до 8° все еще надежно локализуются в глубине за счет поперечной диспаратности, на периферии он обнаружил предельные значения до 14°. Стереоскопическое разрешение еще больших диспаратностей были отмечены Mehdorn (40°! [120]), а также Dengler и Kommerell (до 21°, [39]) при кратковременном представлении больших тестовых изображений. При этом стимулы были симметрично распределены вокруг центра поля зрения. Ощущение стереопри таком большом диспаратности может быть вызвано только при коротком времени представления.
Die oben genannten niedrigen stereoskopischen Schwellenwerte können neben den aufgeführten Darbietungsbedingungen nur erreicht werden, wenn sich die Halbbilder des Testobjekts weitgehend ähneln und fusioniert werden. Für diese quantitative Stereopsis [130] wird auch der Begriff „Fine Stereopsis“ [17] verwandt und gegen die „Coarse Stereopsis“ (grobe Stereopsis, entspricht qualitativer Stereopsis) abgegrenzt. Wie schon in ▼Abb. 1.69 dargestellt, ist grobe Stereopsis nicht an beidäugiges Einfachsehen gebunden, was schon früh bekannt [66], [71], [81], aber lange Zeit in Vergessenheit geraten war. Die Halbbilder können sogar völlig verschieden in Form, Leuchtdichte und Kontrast sein, ohne dass der Eindruck der relativen Tiefe verlorengeht [125]. Grobes quantitatives Stereosehen („davor“ oder „dahinter“, ohne genauere Abstandsempfindung) ist außerdem über einen sehr großen Bereich von Disparitäten außerhalb des Panum-Raums möglich. Nach Blakemore [22] werden im zentralen Gesichtsfeld noch Disparitäten von ca. 8° über die Querdisparation verlässlich in der Tiefe lokalisiert, in der Peripherie fand er Grenzwerte bis zu 14°. Die stereoskopische Auflösung noch größerer Disparitäten fanden Mehdorn (40°! [120]) sowie Dengler und Kommerell (bis zu 21°, [39]) bei kurzer Darbietung großer Testbilder. Die Reize waren dabei symmetrisch um das Gesichtsfeldzentrum verteilt. Die Stereoempfindung solch großer Disparitäten kann nur bei kurzer Darbietungszeit hervorgerufen werden.
Локальный и глобальный стереопсис, «проблема соответствия»
Lokale und globale Stereopsis, „Korrespondenzproblem“
В повседневной жизни наш стереопсис редко используется для восприятия отдельных линий или точек на однородной плоскости; гораздо чаще он задействуется для различных, расположенных на разной глубине поверхностей, таким образом, стереопсис также способствует трехмерному распознаванию форм.
Im täglichen Leben wird unsere Stereopsis nur selten für einzelne Linien oder Punkte auf homogener Ebene, sondern viel häufiger für verschiedene, in der Tiefe gestaffelte Oberflächen beansprucht, so dass die Stereopsis auch zur dreidimensionalen Formerkennung beiträgt.
Для изучения распознавания форм и пространства, осуществляемого исключительно за счет стереопсиса, Эймс использовал квадратный ящик с длиной ребра 2 м, который был открыт для наблюдателя с одной стороны [90]. Внутренние стенки были плотно покрыты листьями дуба (Ittelson WH. The Ames demonstrations in perdeption. New York: Hafner Publishing; 1968) и равномерно освещены. При монокулярном осмотре без движений головы внутреннее пространство с листьями кажется плоскостью с неопределенной вогнутостью, так как вторичные факторы восприятия глубины в значительной степени исключены. Только в бинокулярных условиях распознается кубическая форма [135].
Zum Studium der allein durch die Stereopsis vermittelten Form- und Raumerkennung hat Ames einen quadratischen Kasten von 2 m Kantenlänge benutzt, der auf einer Seite für den Beobachter offen war [90]. Die inneren Wände waren dicht mit Eichenblättern (Ittelson WH. The Ames demonstrations in perdeption. New York: Hafner Publishing; 1968) besetzt und gleichmäßig hell beleuchtet. Bei monokularer Betrachtung ohne Kopfbewegung erscheint das Innere des Blätterraums als eine Fläche von unbestimmter Konkavität, da sekundäre Faktoren der Tiefenwahrnehmung weitgehend ausgeschaltet sind. Erst unter binokularen Bedingungen erkennt man die kubi-sche Form [135].
Другим примером глобального стереовосприятия являются «обойные картины» Мейера [121] (в англоязычной литературе — Wallpaper-Phenomenon по Брюстеру [25]). Это явление возникает, когда на узор с равномерно повторяющимися деталями (например, узорчатые обои, полосатый или точечный рисунок) смотрят при разном положении вергенции. Благодаря этому однотипные, но не идентичные элементы узора сливаются, и рассматриваемая поверхность воспринимается в другой плоскости, при условии, что референтные точки в пространстве позволяют провести сравнение глубины. Совокупность слившихся деталей создает впечатление сплошной поверхности.
Eine weitere globale Stereowahrnehmung liegt den Tapetenbildern von Meyer [121] zugrunde (im englischen Sprachraum Wallpaper-Phenomenon nach Brewster [25]). Das Phänomen tritt auf, wenn man ein Muster mit gleichförmig sich wiederholenden Details (z. B. eine gemusterte Tapete, ein Streifen- oder Punktmuster) in unterschiedlicher Vergenzstellung betrachtet. Hierdurch kommen gleichartige, aber nicht identische Musterelemente zur Fusion und die betrachtete Fläche wird in einer anderen Ebene wahrgenommen, solange Referenzpunkte im Raum einen Tiefenvergleich ermöglichen. Die Gesamtheit der fusionierten Details vermittelt den Eindruck einer soliden Fläche.
В практической жизни эта способность к стереоскопической оценке поверхностей играет роль во многих ремесленных профессиях. Так, при диффузном свете незначительные вмятины на кузовном листе могут остаться незамеченными при монокулярном зрении, в то время как при бинокулярном они воспринимаются мгновенно. При этом человек совершенно не осознает отдельные стереоскопические элементы. Бела Джулеш [94] назвал эту форму стереоскопического восприятия глобальным стереопсисом и противопоставил его локальному стереопсису, при котором диспаратность обрабатывается локально в одной точке поля зрения — как в большинстве обычных стереокартинок с отдельными плоскостями или линиями.
Im praktischen Leben spielt diese Fähigkeit der stereoskopischen Oberflächenbeurteilung in vielen handwerklichen Berufen eine Rolle. So können bei diffusem Licht geringfügige Dellen eines Karosserieblechs monokular unerkannt bleiben, während sie binokular sofort wahrgenommen werden. Dabei ist man sich der einzelnen stereoskopischen Elemente überhaupt nicht bewusst. Bela Julesz [94] hat diese Form der stereoskopischen Wahrnehmung globale Stereopsis genannt und sie der lokalen Stereopsis gegenübergestellt, bei der die Disparität lokali-siert an einer Stelle des Gesichtsfelds verarbeitet wird – wie bei den meisten herkömmlichen Stereobildern mit einzelnen Flächen oder Strichen.
В чистом виде глобальный стереопсис можно продемонстрировать с помощью так называемых стереограмм с рандомными точками (Random-Dot-Stereogrammen), которые впервые были разработаны Джулешем [93] с помощью компьютера. Оба полуизображения представляют собой узор из случайно распределенных однотипных точек. Связанное подмножество этих точек в одном из полуизображений смещено по горизонтали. Из-за случайного распределения точек это смещение незаметно при рассмотрении каждого полуизображения в отдельности. Однако при слиянии пары изображений смещенная часть узора отображается с поперечной диспаратностью и, в зависимости от направления смещения, благодаря процессу глобального стереопсиса воспринимается как связная поверхность или фигура перед или за референтной частью изображения. Таким образом, глобальный стереопсис интегрирует многочисленные локальные стереопроцессы при сенсорном слиянии отдельных соответствующих пар точек в общую картину с пространственно распределенной глубиной. При этом диспаратные и недиспаратные части стереограммы с рандомными точками вызывают возбуждение различных детекторов глубины, региональное разграничение которых делает возможным распознавание формы поперечно-диспаратных частей узора.
In seiner reinsten Form lässt sich die globale Stereopsis mit sog. Random-Dot-Stereogrammen nachweisen, die erstmals von Julesz [93] mit einem Computer entwickelt wurden. Die beiden Halbbilder zeigen ein Muster zufällig verteilter und gleichartiger Punkte. Eine zusammenhängende Teilmenge dieser Punkte ist in einem der Halbbilder horizontal verschoben. Diese Verschiebung ist wegen der zufälligen Verteilung der Punkte bei Betrachtung der einzelnen Halbbilder nicht erkennbar. Wird das Bildpaar aber fusioniert, so bildet sich der verschobene Anteil des Musters querdisparat ab und wird, je nach Richtung der Verschiebung, über den Prozess der globalen Stereopsis als zusammenhängende Fläche oder Figur vor oder hinter dem Referenzanteil des Bildes wahrgenommen. Die globale Stereopsis integriert somit die zahlreichen lokalen Stereoprozesse bei der sensorischen Fusion der einzelnen zusammengehörigen Punktpaare zu einem Gesamtbild in räumlich gestaffelter Tiefe. Dabei bewirken die disparaten und die nichtdisparaten Anteile eines Random-Dot-Stereogramms eine Erregung verschiedener Tiefendetektoren, deren regionale Abgrenzung die Formerkennung der querdisparat abgebildeten Musteranteile ermöglicht.