Глаз формируется двумерное изображение, но невзирая на это, человек воспринимает глубину пространства, то есть имеет трехмерное, стереоскопическое зрение. Люди оценивают глубину благодаря разным механизмам. При наличии данных о величине предмета расценить расстояние к нему или понять, какой из объектов находится более близко, можно путем сравнения угловой величины объекта. Когда один предмет находится впереди другого и его частично заслоняет, то человеком передний объект воспринимается на более близком расстоянии. Если взять, например, проекцию параллельных линий (железнодорожных рельсов), которые уходят вдаль, то в проекции эти линии будут сближаться. Это является примером перспективы - весьма эффективного показателя глубины пространства.
Механизмы стереоскопического зрения
Выпуклый участок стены выглядит в верхней своей части более светлым, когда источник света расположен выше, а вот углубление в ее поверхности выглядит в верхней части более темным.
Удаленность предмета можно определить по такому важному признаку, как параллакс движения. Это кажущееся относительное смещение более далеких и близких предметов при движении головой в разных направлениях (вверх и вниз или вправо и влево). Все имели возможность наблюдать «железнодорожный эффект»: если смотреть из окна движущегося поезда, кажется, что скорость предметов, которые расположены более близко, большая, чем тех, которые находятся на большом расстоянии.
Стереопсис
Критерием удаленности предметов является величина глаза (напряжение цилиарного тела и цинновых связок, которые управляют ). Об удаленности объекта наблюдения также можно судить по усилению дивергенции или конвергенции. Все вышеперечисленные показатели удаленности, за исключением предпоследнего, монокулярные. Наиболее важным механизмом восприятия глубины пространства является стереопсис. Он зависит от возможности совместного использования двух глаз. Дело в том, что, когда человек рассматривает любую трехмерную сцену, каждый его глаз формирует несколько неодинаковые изображения на сетчатках. В процессе стереопсиса в коре головного мозга происходит сравнение изображения одной и той же сцены на обеих сетчатках и оценка относительной глубины. Процесс слияния двух монокулярных изображений, которые видны раздельно левым и правым глазом при рассматривании объекта одновременно обоими глазами, в одно объемное изображение, называется фузией.
Диспарантность
Диспарантностью называют отклонение от положения корреспондирующих точек (точки на сетчатках правого и левого глаза, в которых позиционируется одно и то же изображение). Если это отклонение не превышает в горизонтальном направлении 2°, а по вертикали - не больше нескольких угловых минут, то человек будет визуально воспринимать одиночную точку в пространстве как расположенную ближе, чем сама точка фиксации. В том случае, когда расстояния между проекциями точки меньше, а не больше, чем между корреспондирующими точками, будет казаться, что она расположена дальше точки фиксации. Третий вариант: если горизонтальное отклонение будет больше 2°, вертикальное превышает несколько угловых минут, то мы сможем увидеть две отдельные точки. Они могут казаться расположенными ближе или дальше точки фиксации. Этот эксперимент лежит в основе созданий целой серии стереоскопических приборов - от стереоскопа Уитстона до стереотелевидения и стереодальномеров.
Проверка стереопсиса
Не все люди могут воспринимать глубину с помощью стереоскопа. Поверить свой стереопсис можно при помощи такого рисунка. При наличии стереоскопа можно сделать копии стереопар, которые на нем изображены, и вставить их в стереоскоп. Также можно между двумя изображениями одной стереопары расположить перпендикулярно тонкий лист картона и, установив глаза параллельно, попытаться смотреть на свое изображение каждым глазом.
В США в 1960 году Бела Юлеш предложил использовать оригинальный способ демонстрации стереоэффекта, который исключает монокулярное наблюдение объекта. Книги, основанные на этом принципе, можно использовать также для тренировки стереопсиса. Один из рисунков представлен на рис.3. Если смотреть вдаль, как бы сквозь рисунок, можно увидеть стереоскопическую картину. Эти рисунки называются автостереограммами.
На основании этого метода создано устройство, которое позволяет исследовать порог стереоскопического зрения. Существует его модификация, которая позволяет повысить точность определения порога стереоскопического зрения. Каждому глазу наблюдателя представляются тест-объекты на рандомизированном фоне. Каждый из них является совокупностью точек на плоскости, которые расположены по индивидуальному вероятностному закону. Каждый тест-объект имеет идентичные области точек, представляющие собой фигуру произвольной формы. В том случае, когда значения параллактических углов идентичные точки фигур, расположенных на тест-объекте, нулевые, то наблюдатель может увидеть в обобщенном изображении точки, которые расположены в произвольном порядке. Он не способен выделить на рандомизированном фоне определенную фигуру. Так исключается монокулярное видение фигуры.
При перемещении одного из тест-объектов перпендикулярно оптической оси системы изменяется параллактический угол между фигурами. Когда он достигнет некоторого значения, наблюдатель сможет увидеть фигуру, которая как бы отрывается от фона и начинает или удаляться, или же приближаться к нему. Параллактический угол измеряют при помощи оптического компенсатора, который введен в одну из ветвей прибора. Когда фигура появляется фигуры в поле зрения, ее фиксирует наблюдатель, и на индикаторе появляется соответствующее значение порога стереоскопического зрения.
Нейрофизиология стереоскопического зрения
Благодаря исследованиям в области нейрофизиологии стереоскопического зрения в первичной зрительной коре головного мозга удалось выявить специфические клетки, которые настроены на диспарантность. Они существуют двух типов:
- клетки первого типа реагируют только тогда, когда стимулы точно попадают на корреспондирующие участки обеих сетчаток;
- вторая разновидность клеток отвечает только в том случае, когда предмет расположен дальше точки фиксации;
- также имеются такие клетки, которые реагируют в том случае, когда стимул находится ближе точки фиксации.
Все эти клетки обладают свойством ориентационной избирательности. Они обладают хорошей реакцией на концы линий и движущиеся стимулы. Некоторые бинокулярные стимулы обрабатываются в коре головного мозга непонятно как. Также существует борьба полей зрения. В том случае, когда на сетчатках обоих глаз создаются изображения, которые сильно различаются между собой, то часто одно из них вообще перестает восприниматься. Этот феномен означает, что, если зрительная система не способна объединить изображения на двух сетчатках, она полностью или частично отвергает один из образов.
Для нормального стереоскопического зрения нужны следующие условия:
- адекватная работа глазодвигательной системы глазных яблок;
- достаточная острота зрения;
- минимальная разница в остроте зрения обоих глаз;
- прочная связь между аккомодацией, фузией и конвергенцией;
- небольшое различие в масштабах изображений в обоих глазах.
Если на сетчатке левого и правого глаза при рассматривании одного и того же предмета изображение имеет разные размеры или неодинаковый масштаб, это называется . Она является одной из многих причин того, что стереоскопическое зрение становится неустойчивым или вовсе отсутствует. Анизейкония чаще всего развивается при наличии (разной глаз). Если она не превышает 2 - 2,5%, то можно провести коррекцию обычными стигматическими линзами. При более высокой анизейконии приходится использовать анизейконические очки.
Одной из причин появления является нарушение связи между конвергенцией и аккомодацией. При явном косоглазии имеется не только косметический изъян, но и снижается острота остроты зрения косящего глаза. Он может вообще выключиться из процесса восприятия образов. В случае скрытого косоглазия, или гетерофории, косметический дефект отсутствует, но оно может препятствовать стереопсису. Лица с гетерофорией, превышающей 3°, не способны работать с бинокулярными приборами.
Порог стереоскопического зрения находится в зависимости от разных факторов:
- от яркости фона;
- контраста объектов;
- продолжительности наблюдения.
При оптимальных условиях наблюдении порог восприятия глубины находится в диапазоне от 10 - 12 до 5″.
Оценивать, определять и исследовать стереоскопическое зрение можно несколькими методами:
- с помощью стереоскопа по таблицам Пульфриха (в этом случае минимальный порог стереоскопического восприятия равен 15″);
- различного вида стереоскопами с набором более точных таблиц (диапазон измерения - от 10 до 90″);
- применяя устройство, использующее рандомизированный фон, который исключает монокулярное наблюдение объектов (допустимая погрешность измерения равна 1 - 2″).
Бинокулярная функция, сформированная у больных содружественным косоглазием в процессе ортоптического и диплоптического лечения, может быть более или менее совершенной. Слияние изображений одного и второго глаза может происходить только в одной плоскости - это плоскостное бинокулярное зрение, определяемое на цветотесте, синоптофоре и тестом Баголини.
Полноценной бинокулярная функция считается только в тех случаях, когда слияние изображений обоих глаз сопровождается восприятием глубины, объемности, стереоскопичности. Это высшая форма бинокулярной функции - стереоскопическое зрение .
Восприятие глубины, стереоскопичности возникает в связи с диспаратностью изображений на сетчатке обоих глаз. Правый и левый глаз находятся на некотором расстоянии друг от друга. Изображения каждой точки фиксируемого объекта на сетчатке одного и второго глаза несколько смещены в горизонтальном направлении по отношению к центральной ямке. Следствием этого смещения, диспаратности и является ощущение глубины, стереоскопичности.
Формирование полноценного стереоскопического зрения , по данным Р.Заксенвегера (1956), завершается к 8 году жизни ребенка.
Р.Заксенвегер вводит термин «стереоамавроз» - полное отсутствие стереоскопическою зрения (аналогично термину «амавроз» - полная слепота) и «стереоамблиопия» - функциональная неполноценность стереоскопического зрения (аналогично термину «амблиопия» - функциональное снижение центрального зрения).
Качество глубинного зрения определяется порогом. За порог глубинного зрения принимают то максимальное различие по глубине, которое обследуемый уже не способен ощутить. Чем выше порог, тем хуже глубинное зрение. Пороги глубинного зрения неодинаковы при исследовании различными приборами и на различных расстояниях. Выражаются они в миллиметрах или угловых секундах.
Появление косоглазия у ребенка разрушает его бинокулярное и стереоскопическое зрение.
Восстановление стереоскопического зрения проводится на завершающем этапе лечения косоглазия, когда уже сформировано плоскостное бинокулярное зрение и развиты нормальные фузионные резервы. При восстановлении глубинного зрения у детей с косоглазием Т.П.Кащенко (1973) отметила зависимость результатов от уровня остроты зрения обоих глаз, величины угла косоглазия и фузионной способности. В.А.Хенкин (1986) дополнительно отметил зависимость порогов глубинного зрения от сроков возникновения косоглазия, конечной остроты зрения косящего глаза, разницы в остроте зрения обоих глаз и величины анизэйконии.
Глубинное, стереоскопическое зрение тем лучше, чем позже появилось косоглазие, чем выше конечная острота зрения обоих глаз, чем лучше фузия и меньшая степень анизэйконии . При анизэйконии в 5% глубинное восприятие возможно лишь у отдельных больных и качество его очень низкое.
Следует отметить, что восстановить стереозрение удается лишь у той части детей с содружественным косоглазием, у которых оно было сформировано в какой-то степени до появления косоглазия. При врожденном и рано развившемся косоглазии воспитать стереоскопическое зрение не удается.
Для диагностики, формирования и тренировки стереоскопического зрения имеются специальные приборы
1) Классическим прибором для оценки реального глубинного зрения остается прибор с тремя спицами Говарда- Долмана
(рис.47).
Он состоит из стержня длиной 50 см, на котором размещены три спицы. Две из них фиксированы по сторонам стержня, а третья, средняя, - подвижная. Для глаз на одном конце стержня сделаны горизонтальные прорези. Между глазами и спицами установлена диафрагма в виде горизонтальной щели, не позволяющая больному видеть вершины и основания спиц. Средняя спица передвигается вперед и назад.
Больной должен определить, находится ли она впереди двух спиц или сзади и в заключение установить все три спицы во фронтальной плоскости, уловив момент, когда смещаемая спица сравняется с неподвижными. Это расстояние между подвижной и неподвижными спицами определяет порог глубинного зрения.
В монографии Р.Заксенвегера «Аномалии стереоскопического зрения при косоглазии и их лечение» (1963) дано описание многих приборов, применяемых для диагностики и воспитания стереоскопического зрения. Ознакомим читателей с некоторыми из них.
Рис. 47. Прибор с тремя спицами, а) со снятой диафрагмой, б) с установленной диафрагмой.
2) (рис.48) состоит из корпуса 1, внутри которого помещены две стеклянные пластинки 3 и 4 . Они освещаются электрической лампочкой 2, помещенной за ними. На обеих пластинках наклеены маленькие круглые точки. На пластинке 3 они расположены без определенного порядка, а на пластинке 4 образуют очертания фигуры. Когда пластинки стоят непосредственно одна около другой, фигуру различить нельзя. По мере увеличения расстояния между ними, фигура, в зависимости от пространственного порога, начинает раньше или позже различаться.
Рис. 48 Параллаксный визускоп
3) (рис.49) имеет ящички 1,2,3, снабженные лампочками. Ящички можно передвигать по рельсам вперед и назад. В передней стенке ящичков есть прорези, в которые вставляют любые шаблоны, а также цветные и нейтральные фильтры.
Исследование проводят в темноте, причем часто меняют величину светового объекта, его яркость и цвет. Больной должен определить, какой из объектов стоит ближе, а какой дальше, установить объекты в одну фронтальную плоскость, расставить их равномерно по глубине и т.д.
4) (рис.50). Основу прибора составляет вертикально стоящий в средней плоскости проволочный контур, внутри которого больной должен провести металлический карандаш, не касаясь им проволоки. Прикосновение карандаша к проволоке приводит к замыканию цепи тока и возникновению звука зуммера. Взгляд больного ограничен таким образом, что он не может сбоку рассматривать проволочный остов.
Трудность задания зависит от расстояния между проволоками, образующими контур Это расстояние можно изменять с помощью установочного винта. Прибор развивает остроту глубинного зрения, так как зрительные раздражения сочетаются с проприоцептивными. Без глубинной остроты зрения, например, при пользовании одним глазом, упражнение не может быть выполнено даже после длительной тренировки.
Рис. 50 Стереозуммер
5) Бинариметр (рис.51) - прибор нового поколения, в котором использованы методы диплоптики, направленные на формирование бинокулярного и стереоскопического зрения. В бинариметре образуются пространственные зрительные эффекты, возникающие при сдваивании идентичных изображений на основе физиологического двоения в свободной гаплоскопии без оптики и разделения полей зрения.
Лечение на бинариметре проводится после того, как у больного достигнута способность к бификсации. Устройство прибора предусматривает возможность проведения лечения не только при симметричном положении глаз, но и при наличии небольших отклонений по горизонтали и вертикали.
Рис.51. Бинариметр «Бинар»
Упражнения на приборе активизируют сенсорно-моторные взаимодействия, способствуя восстановлению бинокулярного и стереоскопического зрения.
Мы использовали бинариметр в комплексе с другими методами восстановления бинокулярного и стереоскопического зрения у детей школьного возраста и подростков, так как лечение на нем требует определенного интеллекта.
Бинокулярное (стереоскопическое) зрение – видение человеком окружающего мира двумя глазами. Данная способность обусловлена происходящем в головном мозге сложным механизмом слияния изображений, получаемых от каждого глаза.
Благодаря стереоскопическому зрению человек способен воспринимать окружающие предметы в трехмерном изображении (т.е. рельефно и объемно). Монокулярное зрение ограничивает человека в профессиональном плане, т.е. он не может заниматься деятельностью, связанной с точными действиями вблизи предмета (например, попадание ниткой в иголку).
Образование единого зрительного образа возможно при условии попадания изображений на идентичные участки сетчатки глаз.
Формирование объемного зрения
Каждый новорожденный обладает монокулярным зрением и не может фиксировать свой взгляд на окружающих предметах. Однако через 1,5-2 месяца у младенца начинает развиваться способность видеть двумя глазами, что и обуславливает возможность фиксации взглядом предметов.
На 4-6 месяцах у ребенка появляются многие рефлексы, как безусловные, так и условные (например, реакция зрачков на свет, координированные движения обоих глаз и др.).
Однако полноценное бинокулярное зрение, которое включает способность определения не только формы и объемности предметов, но и их пространственного расположения, окончательно развивается после того, как ребенок начинает ползать и ходить.
Условия стереоскопического зрения
Полноценное бинокулярное зрение возможно при следующих условиях:
- острота зрения обоих глаз не менее 0,5;
- нормальный тонус глазодвигательных мышц;
- отсутствие травм, воспалительных заболеваний и опухолей глазницы, что может предопределить асимметричное расположение глазных яблок;
- отсутствие патологий сетчатки, проводящих путей, а также коркового отдела.
Методы исследования
Существуют несколько способов определения стереоскопического зрения человека.
Проба со спицами. Врач держит спицу на расстоянии вытянутой руки в вертикальном положении, пациент располагается напротив и должен кончиком своей спицы дотронуться до спицы доктора так, чтобы получилась прямая из двух спиц. Глаза обследуемого открыты. Врач несильно надавливает на глазное яблоко в области век, при этом у пациента возникает двоение (в случае стереоскопического зрения).
Опыт с «дырой» в ладони. Пациент одним глазом смотрит через трубу, к концу которой со стороны второго глаза подставляет ладонь. В норме обследуемый должен увидеть отверстие в ладони, а в этом отверстии – изображение, которое он видит через трубку первым глазом.
Патология стереоскопического зрения
Бинокулярное зрение может быть нарушено при отклонении зрительной оси одного глаза кнаружи, кнутри, кверху или книзу. Такое явление называется гетерофорией (скрытым косоглазием).
Для более полного ознакомления с болезнями глаз и их лечением – воспользуйтесь удобным поиском по сайту или задайте вопрос специалисту.
Стереоскопическое зрение служит самым надежным и чувствительным показателем способности к анализу пространственных соотношений . По мнению Е.М. Белостоцкого (1959), способность зрительного анализатора к правильной оценке третьего пространственного измерения, т.е. глубинного зрения, является одним из компонентов сложного процесса бинокулярного восприятия пространства .
Благодаря способности к слиянию изображений, падающих на идентичные или слегка диспаратные участки сетчаток обоих глаз (в пределах зоны Панума), человек получает возможность свободно ориентироваться в окружающем пространстве и оценивать его в трех измерениях.
Вследствие того, что оба глаза расположены во фронтальной плоскости и на некотором расстоянии друг от друга, на сетчатки обоих глаз ложатся не вполне одинаковые, несколько смещенные изображения объекта фиксации.
Указанное смещение, или так называемая поперечная диспарация, является основным условием для стереоскопического (глубинного) восприятие объектов внешнего мира или первичным фактором восприятия глубины. При этом между стереоскопическим и глубинным зрением имеются различия. Стереоскопическое зрение может быть воспроизведено только в искусственных условиях на стереоскопических приборах. Оно осуществляется лишь при двух открытых глазах, тогда как глубинное зрение, т.е. способность к оценке третьего пространственного измерения в естественных условиях, может иметь место как при бинокулярном, так и при монокулярном зрении .
Наименьшая воспринимаемая разница в относительной удаленности двух объектов друг от друга называется остротой, или порогом глубинного зрения. Определение остроты или порога глубинного зрения дает возможность судить о наличии или отсутствии у данного испытуемого способности к восприятию глубины и дать ей количественную оценку (в углах диспарации или в углах бинокулярного параллакса).
Стереовосприятию способствуют и вторичные факторы оценки глубины, которые действуют и при монолатеральном зрении: распределение светотеней, относительные размеры предметов, линейная перспектива и др. факторы, которые помогают в оценке третьего пространственного измерения. Имеются данные о том, что стереоскопический эффект сохраняется на дистанции 0,1-100 м . Для нормального глубинного зрения необходимы: высокая острота зрения каждого глаза, правильное строение обоих глаз, отсутствие грубых нарушений в функции глазодвигательного аппарата.
В клинической практике используются специальные методы исследования стереоскопического зрения. Одни из методов основаны на использовании реальной глубинной разности с различным расположением тест-объектов по глубине: например, глубинно-глазомерный аппарат Литинского (1940), трехпалочковые устройства различных конструкций . Другие методы основаны на создании искусственной поперечной (горизонтальной) диспарации, которую обеспечивают смещением левого и правого изображения тест-объекта при предъявлении парных картинок (например, в линзовом стереоскопе), или демонстрацией на экране дисплея диспаратных изображений, которые рассматривают через цветовые, поляроидные или жидкокристаллические очки, позволяющие разделять поля зрения правого и левого глаза.
Frubise и Jeansch установили, что с увеличением расстояния, с которого ведется нaблюдение, поперечная диспарция определяется лучше. Они выявили, что у одного и того же исследуемого при наблюдении с расстояния 26 м порог глубины составляет 3,2", а при наблюдении с расстояния 6 м — 5,5" (цит. по: Заксенвегер Р., 1963) .
Adams W.E. с соавт. проводил исследование стереозрения с помощью теста FD2 у детей в возрасте от 3 до 6 лет и установил, что при расположении тест-объекта на расстоянии 3 м порог стереозрения составил 92", а на расстоянии 6 м — 29,6". Таким образом, они утверждают, что острота стереозрения вдаль намного лучше, чем вблизи .
Garnham L. и Sloper J.J. исследовали остроту стереозрения с использованием четырех тестов — TNO, Titmus, Frisby (для близи), Frisby-Davis (для дали) — у 60 здоровых субъектов в возрасте 17-83 лет .
В TNO-тесте используются случайные точки, разделение полей зрения двух глаз осуществляется с помощью красно-зеленых очков, в Titmus-тесте — черные круги и поляроидные очки, в Frisby-тесте — реальные предметы. Исследование стереоскопического и глубинного зрения с помощью данных тестов проводится вблизи. Для дали используют Frisby-Davis-тест с реальными предметами, угловые размеры которых соответствуют угловым величинам предметов для близи.
На рисунке представлены величины остроты стереозрения при использовании различных тестов по Garnham L. и Sloper J.J. . На рисунке видно, что имеются существенные отличия в остроте стереозрения у лиц разного возраста, а также при применении разных тестов. Так, при обследовании лиц 17-29 лет острота стереозрения по гистограмме А составляла 15-240", по гистограмме В — 40-60" и по гистограмме С — 20-55". Для дали острота стереозрения у них составила 4-20", т.е. наиболее высокая острота стереозрения выявляется при использовании реальных предметов, и при зрении вдаль она выше, чем при зрении вблизи. Аналогичная тенденция отмечена и в других возрастных группах.
Колосова С.А. определяла остроту глубинного зрения у лиц, отобранных в отряд космонавтов, и установила, что средние пороги глубинного зрения при освещенности фона 700 лк на расстоянии 30 см равны 10,8", на расстоянии 5 м — 4,4", на расстоянии 10 м — 2,1", а у некоторых испытуемых порог различения глубины был ниже 1". По мере накопления профессионального опыта острота глубинного зрения увеличивается, а при повышении интенсивности фонового освещения до максимальных величин — снижается .
Таким образом, острота стереозрения в значительной степени зависит от используемых тестов и расстояния до них, интенсивности фонового освещения, возраста пациентов, степени их тренированности, состояния их зрительных функций, способа обработки полученных данных и других факторов .
Мнения исследователей о возрастной норме порогов стереозрения у детей разделились: одни считают, что дети достигают уровня «взрослой» нормы к 7 годам, а другие отмечают улучшение показателей к 11-12 годам .
Высокую точность измерения стереоскопического зрения до 1" обеспечивает компьютерная программа «Стереопсис» . В качестве тест-объектов в ней используются стереопары, состоящие из расположенных одна над другой вертикальных синусоидальных решеток с одинаковой пространственной частотой (ПЧ) и различной диспаратностью, демонстрируемые на экране монитора.
При этом измерение порогов стереоскопического зрения можно осуществлять в широком диапазоне пространственной частоты от 0,35 до 32 цикл/град. При измерении порога стереозрения разделение полей зрения осуществляется с помощью очков с цветными (красно-зелеными) фильтрами. Для каждой из исследуемых частот порог стереозрения определяют как минимальную разницу диспаратностей верхней и нижней половины стереопары, при которой пациент еще различает их взаимное расположение по глубине.
Васильева Н.Н., Рожкова Г.И., Белозеров А.Е. исследовали остроту стереозрения по программе «Стереопсис» у 178 школьников в возрасте от 7 до 17 лет с расстояния 2,27 м. Во всех возрастных группах наименьшие пороги были зарегистрированы на частотах 1,0-2,0 цикл/град. В возрастной группе 7-10 лет оказалось 12% детей с порогами от 4 до 8"; в возрастной группе 11-14 лет — 42% с порогами 1-8"; в возрастной группе 15-17 лет — 49% с порогами 3-8" .
По мнению Рожковой Г.И. (1992) в восприятие и анализ стимулов могут вносить вклад, как минимум, две подсистемы бинокулярного зрения — чисто бинокулярная и постмонокулярная. При использовании случайно-точечного изображения работает только бинокулярная подсистема зрения, при использовании пространственно-частотной стереовизометрии — бинокулярная и постмонокулярная подсистемы .
В нашей работе для исследования стереоскопического зрения использовалась компьютерная программа «Стереопсис» . Исследование остроты стереозрения на расстояниях 5; 2,5; 1; 0,5; 0,33 м от объекта проводили при низких пространственных частотах наблюдаемой решетки (0,7-1,0 цикл/град). Исходная величина диспарации для 2,25 м составляла 1,8", при применении геометрических расчетов становится ясным, что для расстояния 5 м заданная диспаратность будет соответствовать 0,8", при приближении на расстояние 1 м — она составит 4", на расстоянии 0,5 м — 8", а на 0,33 м — 12,2". Если пациент видит на разных дистанциях минимальную заданную диспаратность, то по мере приближения к экрану показатели остроты стереозрения будут снижаться.
При сравнении полученных нами данных для расстояния 2,5 м (при эмметропии — 2,1±0,1", при гиперметропии — 1,6±0,2", при миопии — 5,3±0,3") мы не нашли большого разногласия с данными, полученными Васильевой Н.Н. с соавт. , которые использовали программу «Стереопсис»: чуть менее чем в половине случаев пороги стереозрения для расстояния 2,27 м у детей 11-14 лет составляли 1-8". При этом необходимо учитывать то обстоятельство, что они обследовали детей с очками, которые у них были, а не с полной коррекцией, устраняющей аметропию, а некоторые дети, как отмечают сами авторы, вовсе не пользовались коррекцией, стесняясь носить очки. В нашем случае мы отбирали детей только со слабой и средней степенью аметропии, без астигматизма, и при исследовании стереозрения полностью корригировали аметропию. Поэтому определенные различия в результатах могут наблюдаться. Сравнивать полученные пороги стереозрения с результатами других методов, основанных на использовании принципиально отличающихся от применяемых нами тестов, было бы некорректно. Оценка влияния расстояния на остроту стереоскопического зрения, несомненно, зависит от чувствительности используемой методики.
Заключение
Анализ литературных данных подтверждает известный факт зависимости бинокулярного, стереоскопического и глубинного зрения от применяемых методов, условий исследования, характера и степени гаплоскопического эффекта использованных тест-объектов.
Полученные нами данные, опубликованные в журнале «Офтальмохирургия» (2012, № 1, с. 13-19) в статье «Состояние стереоскопического зрения у детей с различными видами рефракции», мы не представляем критериями порогов стереозрения у детей; их следует расценивать как пороги стереоскопического зрения, определенные с помощью компьютерной программы «Стереопсис», адаптированной для различных дистанций исследования, при одинаковой угловой величине объектов, соответствующих пространственной частоте 0,7-1,0 цикл/град, у детей 10-15 лет с эмметропией и корригированными аметропиями слабой и средней степени.
Мы выражаем глубокую благодарность профессору А.А. Шпаку, проявившему интерес к нашей работе, что лишний раз указывает на актуальность данной проблемы и необходимость дальнейшего изучения и разработки методов исследования такой сложной функции, как стереоскопическое зрение.
Зрение жизненно важно для большинства живых организмов. Оно помогает правильно ориентироваться и реагировать на окружающую обстановку. Именно глаза передают в мозг около 90 процентов информации. Но вот строение и размещение глаз у различных представителей живого мира отличается.
Какое зрение бывает
Выделяют следующие типы зрения:
- панорамное (монокулярное);
- стереоскопическое (бинокулярное).
При окружающий мир воспринимается, как правило, одним глазом. Такой характерен в основном для птиц и травоядных животных. Данная особенность позволяет вовремя заметить и отреагировать на надвигающуюся опасность.
Стереоскопическое зрение уступает панорамному меньшей обзорностью. Но оно имеет и ряд преимуществ, одним из которых является трехмерное изображение.
стереоскопического зрения
Стереоскопическое зрение - способность видеть окружающий мир двумя глазами. Другими словами, общая картина складывается из слияния картинок, поступающих в головной мозг от каждого глаза одновременно.
При помощи такого типа зрения можно правильно оценить не только расстояние до видимого объекта, но и его приблизительные размеры и форму.
Помимо этого, стереоскопическое зрение имеет еще одно значительное преимущество - способность видеть сквозь предметы. Так, если перед глазами поместить, например, авторучку в вертикальном положении и попеременно смотреть каждым глазом, то определенная область и в первом, и во втором случае будет закрыта. Но если смотреть двумя глазами одновременно, то ручка прекращает быть помехой. Но такая способность «смотреть сквозь предметы» утрачивает свою силу при условии, когда ширина такого предмета больше, чем расстояние между глазами.
Особенность данного типа зрения у различных представителей земного шара представлена ниже.
Особенности у насекомых
Их зрение имеет уникальную насекомых внешне напоминают мозаику (например, глаза осы). Причем количество этих мозаик (фасеток) у разных представителей данного представителя живого мира отличается и колеблется от 6 до 30 000. Каждая фасетка воспринимает лишь часть информации, но суммарно они предоставляют полную картину окружающего мира.
И цветовую гамму насекомые воспринимают не так, как люди. К примеру, красный цветок, который видит человек, глаза осы воспринимают как черный.
Птицы
Стереоскопическое зрение у птиц - это, скорее, исключение, чем правило. Дело в том, что у большинства птиц глаза расположены по бокам, что обеспечивает более широкий угол обзора.
Данный тип зрения присущ в основном хищным птицам. Это помогает им правильно рассчитать расстояние до движущейся добычи.
Но вот обзорность у птиц значительно меньше, чем, например, у людей. Если человек способен видеть на 150°, то птицы лишь от 10° (воробьи и снегири) до 60° (совы и козодои).
Но не стоит торопиться, утверждая, что пернатые представители живого мира обделены способностью полноценно видеть. Вовсе нет. Дело в том, что у них есть другие уникальные возможности.
Например, у сов глаза расположены ближе к клюву. При этом, как уже отмечалось, их угол обзора составляет лишь 60°. Поэтому совы способны видеть только то, что находится непосредственно перед ними, а не обстановку сбоку и сзади. У этих птиц есть еще одна отличительная особенность - их глаза неподвижны. Но при этом они наделены другой уникальной способностью. Благодаря строению своего способны вертеть головой на 270°.
Рыбы
Как известно, у абсолютного большинства видов рыб глаза расположены по обе стороны головы. Им свойственно монокулярное зрение. Исключением являются хищные рыбы, особенно молотоголовые акулы. В течение многих столетий людей интересовал вопрос о том, зачем этой рыбе такая форма головы. Возможную разгадку нашли американские ученые. Они выдвинули версию, что рыба-молот видит трехмерное изображение, т.е. она наделена стереоскопическим зрением.
Для подтверждения своей теории ученые провели эксперимент. Для этого на головах нескольких видов акул были размещены датчики, при помощи которых измерялась активность деятельности при воздействии яркого света. Затем испытуемых поместили в аквариум. В результате этого опыта и стало известно, что рыба-молот наделена стереоскопическим зрением. Причем точность определения расстояния до объекта тем точнее, чем больше расстояние между глазами этого вида акулы.
Помимо этого, стало известно, что глаза рыбы-молота вращаются, что позволяет ей в полном объеме видеть окружающую обстановку. Это дает ей значительное преимущество перед другими хищниками.
Животные
Животные в зависимости от вида и места обитания наделены как монокулярным, так и стереоскопическим зрением. Например, травоядные, которые живут на открытых пространствах, для сохранности своей жизни и быстрого реагирования на надвигающуюся опасность должны видеть как можно большее пространство вокруг себя. Поэтому они наделены монокулярным зрением.
Стереоскопическое зрение у животных характерно для хищников и обитателей лесов и джунглей. Первым оно помогает правильно рассчитать расстояние до своей жертвы. Вторым такое зрение позволяет лучше фокусировать взгляд среди множества препятствий.
Так, например, волкам такой тип зрения помогает при длительном преследовании добычи. Кошкам - при молниеносной атаке. Кстати, именно у кошек благодаря параллельно расположенным зрительным осям угол обзора достигает 120°. А вот у некоторых пород собак развито и монокулярное, и стереоскопическое зрение. Их глаза расположены по бокам. Поэтому, чтобы рассмотреть предмет на большом расстоянии, они используют фронтальное стереоскопическое зрение. А для обзора близкорасположенных объектов собаки вынуждены поворачивать голову.
Обитателям верхушек деревьев (приматы, белки и др.) стереоскопическое зрение помогает в поисках еды и при расчете траектории прыжка.
Люди
Стереоскопическое зрение у человека развито не с самого появления на свет. При рождении младенцы не могут фокусировать взгляд на определенном предмете. у них начинает формироваться лишь на 2 месяце жизни. Однако в полном объеме дети начинают правильно ориентироваться в пространстве лишь тогда, когда начинают ползать и ходить.
Несмотря на кажущуюся идентичность, глаза человека отличаются. Один из них ведущий, другой - ведомый. Для распознания достаточно провести эксперимент. Расположить лист с небольшим отверстием на расстоянии около 30 см и посмотреть сквозь него на отдаленный предмет. Затем попеременно проделать то же самое, прикрывая то левый, то правый глаз. Положение головы при этом должно оставаться постоянным. Тот глаз, для которого изображение не поменяет положение, и будет ведущим. Такое определение важно для фотографов, видеооператоров, охотников и некоторых других профессий.
Роль бинокулярного зрения для человека
Данный тип зрения возник у человека, как и у некоторых других представителей живого мира, в результате эволюции.
Конечно же, современным людям не нужно охотиться на добычу. Но при этом стереоскопическое зрение играет значительную роль в их жизни. Особенно важно оно для спортсменов. Так, без точного расчета расстояния биатлонисты не попадут в цель, а гимнасты не смогут выступать на бревне.
Данный тип зрения очень важен для профессий, требующих моментальной реакции (водители, охотники, летчики).
И в обыденной жизни без стереоскопического зрения не обойтись. Например, достаточно сложно, видя одним глазом, просунуть нитку в ушко иголки. Частичная потеря зрения очень опасна для человека. Видя лишь одним глазом он не сможет правильно ориентироваться в пространстве. И многогранный мир превратится в плоское изображение.
Очевидно, что стереоскопическое зрение - результат эволюции. И наделены им только избранные.