О стереоскопическом зрении

Одновременное рассматривание реальных объектов двумя глазами называется стереоскопическим зрением, а расстояние между оптическими центрами глаз человека называется базисом стереоскопического зрения Взр. Из-за различного положения глаз относительно рассматриваемого объекта на сетчатках глаз формируются изображения, отличающиеся друг от друга. Отличие этих изображений заключается в разностирасположений одноименных точек объекта на полях зрения сетчаток пары глаз.

Для наглядности изложения на рисунке 1 две точки B и С, находящиеся на разном удалении от наблюдателя, взяты на одной оси левого глаза. Их изображения bl cl и br cr на сетчатках левого и правого глаза будут иметь расположение с разницей в br-cr, которую называют бинокулярным параллаксом.

Рис. 1

Бинокулярные парал­лаксы являются теми элементами информации, которые позволяют нам при нашей мозговой деятельности сформировать пространственную картину. Они являются основой в бинокулярных факторах стереоскопи­ческого зрения. В отличии от монокулярных, бинокулярные факторы не столь многочисленны. Основные из них: диспаратность и конвергенция.

Диспаратность. Различиеобразов по взаимному положению одноименных точек на сетчатках глаз, полученных в результате наблюдения с двух различных ракурсов, называется диспаратностью. Геометрические различия в изображениях называются геометрической диспаратностью Рис. 2. Различия по временным признакам называется временной диспаратностью. Мозг обладает способностью анализа формы и глубины по диспаратности изображений образов на сетчатке глаз. При бинокулярном наблюдении, в результате слияния двух различных по параметрам, диспаратных сетчаточных изображений, в мозгу возникает пространственный образ объекта.

Рис. 2

Диспаратность проявляется не только в различии проективных изображений предмета, но и в различии взаимных перекрытий одних предметов другими (Рис.2). Поэтому, чем больше пространство насыщено взаимно перекрываемыми предметами, тем ощутимее трехмерность наблюдаемой композиции.

Конвергенция. Возможность изменять угол сходимости зрительных осей при переводе взгляда на более близкие или более удаленные объекты называется конвергенцией. В результате сходимости зрительных осей на наблюдаемом предмете, мозг получает сигналы мышечных усилий поворота глазных яблок (Рис. 3). Эти сигналы подкрепляются мышечными усилиями хрусталика глаза, которые возникают в результате действия механизма аккомодации, выполняющего фокусировку хрусталика на дистанцию наблюдения объекта.

Рис. 3

Мышечные усилия разнятся в зависимости от удаленности объектов. В результате обработки сравнительных величин мышечных усилий, мозг получает информацию о взаимном пространственном расположении предметов. Так как получаемая информация непосредственно связана с мышечными усилиями, можно утверждать, что в условиях стереоскопического зрения психологические представления зрителя о третьем измерении подкрепляются его ощущениями.

Если взгляд фиксируется (и одновременно фокусируется) на близком объекте, угол конвергенции будет большим, около нескольких угловых градусов. В этом случае пространственная передача деталей объекта будет подробной и тем детальнее будет диспаратность изображений. Чем дальше отодвигается объект наблюдения, тем мельче становятся его сетчаточные изображения. Угол конвергенции постепенно уменьшается до нескольких угловых секунд вплоть до параллельности зрительных осей при взгляде в бесконечность. Соответственно уменьшаются различия между левым и правым сетчаточными образами. С удалением от наблюдателя подробности формы объекта становятся все менее различимыми, и на достаточно больших расстояниях его положение в пространстве относительно других объектов хуже оценивается по бинокулярными признаками. В таком случае мы продолжаем воспринимать пространственное расположение объектов только по монокулярным признакам, таким, как линейная и воздушная перспективы, окклюзия и т.п..

Из вышесказанного следует: если в традиционном кинематографе, когда мы оцениваем двумерное киноизображение по монокулярным признакам, существует только психологическое представление о глубине и форме наблюдаемого объекта, то в стереокино, благодаря бинокулярным факторам зрения, представления о глубине дополняются его физическим ощущением. Бинокулярные признаки присутствуют на ограниченных дистанциях наблюдения, поэтому в стереоскопическом кинематографе выразительнее получаются средние и крупные планы, а общие планы - с обязательным включением объектов по переднему плану.