Что такое стереоскопический характер зрения? Мозолистое тело и стереоскопическое зрение Трехмерное зрение

Бинокулярное зрение — это нормальный характер зрения человека, оно позволяет нам воспринимать окружающий мир объемным. Мы можем оценить величину и форму предмета, его рельеф, расстояние до объекта, их соотношение между собой. Стереоскопическое зрение — это одно из высших проявлений бинокулярности, позволяющее видеть трехмерно.

Бинокулярность позволяет нам сформировать видимые объекты в единый зрительный образ. Мы видим картинку левым и правым глазом отдельно.

В этой статье

При нормальном зрении изображение попадает на одинаковые (корреспондирующие) участки сетчатки обоих глаз, а затем формируется в единое целое уже в коре головного мозга, что называется фузионным рефлексом. Это рефлекторный механизм бинокулярного зрения, отвечающий за слияние двух картинок в одну. При нарушении бинокулярности изображение проецируется на несовпадающие точки, вследствие чего мозг не может соединить их в одну. Возникает диплопия (двоение в глазах). В этом легко убедиться, если при взгляде на какой-либо предмет легонько надавить на нижнее или верхнее веко, в глазах сразу начнет двоиться.

Развитие стереоскопического зрения у ребенка

Ребенок в течение нескольких недель после рождения еще не в состоянии фиксировать взгляд на предмете, так как его глазные мышцы рассогласованы и не могут совершать синхронных движений. Из-за этого мы наблюдаем младенческое косоглазие. Характер зрения после рождения монокулярный — малыш видит только одним глазом, а затем монокулярный альтернирующий — то левым, то правым глазом. А вот к двум месяцам жизни должен сформироваться рефлекс фиксации предмета. В этот период световые возбуждения уже передаются в кору головного мозга, возникает связь между желтыми пятнами сетчатки и осуществляется слияние двух изображений в одно — срабатывает фузионный рефлекс, без которого невозможно стереоскопическое бинокулярное зрение. Помимо этого, при нормальном развитии должна появиться конвергенция (сведение зрительных осей для фиксации расположенных вблизи предметов). Это подтверждение того, что развивается аккомодация — способность глаз к видению на разных расстояниях.

В два-три месяца малыш активно осваивает ближнее пространство — важный этап для формирования бинокулярного зрения. В это время он еще не обладает зрением «стерео» и видит объекты только в двух измерениях — в ширину и высоту, а представление о глубине может получить только путем осязания. Так он получает первое представление об объемности предметов.
В 4-5 месяцев у ребенка происходит динамичное развитие хватательного рефлекса. Малыш определяет направление движения, но оценить расстояние ему еще трудно, как и объем: он пытается схватить рукой солнечные зайчики, блики от источников освещения, движущиеся тени.

После шести месяцев наступает этап активного освоения дальнего пространства, когда малыш начинает активно ползать. При этом ребенок уже лучше оценивает расстояние до объекта, к которому он направляется, наступает понимание того, что с края кровати можно упасть. Он способен дотянуться до разнообразных вещей, оценить их размер, рельеф. Это период бурного развития стереоскопического и в целом бинокулярного зрения. В это время необходимо давать ему для игр предметы разной формы, из различных материалов, наполнить детскую различными геометрическими игрушками: кубами, шарами, которые можно катать.

Исследуя различные по форме и материалу объекты, малыш формирует стереоскопическое зрение, свое представление об окружающем мире. Распространенная игра — катание мяча между взрослым и ребенком — отличный пример того, как он учится оценивать расстояние — один из важных признаков бинокулярного зрения. Полностью формирование стереозрения завершается примерно к восьми годам жизни.

Косоглазие — причина потери стереоскопического зрения

Косоглазие часто встречается у детей и свидетельствует о явном нарушении стереозрения. Профессор Р. Заксенвегер в результате многолетних наблюдений вывел два термина:

«стереоамавроз» — полное отсутствие стереоскопичности;
«стереоамблиопия» — неполноценное развитие стереоскопического зрения.

Возникновение у ребенка косоглазия разрушает его бинокулярное и стереоскопическое зрение. При этом нужно отметить, что восстановить стереозрение удается лишь у той части детей с содружественным косоглазием, при врожденном или рано появившемся недуге вернуть полноценное объемное видение не удается.
Восстановление стереоскопичности проводится на последнем этапе лечения косоглазия, когда развиты фузионные рефлексы и нормальное плоскостное бинокулярное зрение. При этом конечные результаты зависят от остроты видения обоих глаз, разницы между ними в диоптриях, угла косоглазия. Также на предел порога глубинного зрения влияют сроки возникновения косоглазия (важно, в какой стадии формирования находился зрительный процесс) и степень анизейконии — нарушения, при котром на сетчатках обоих глаз формируются разные по величине изображения. Если эта разница составляет более 5%, то качество глубинного зрения очень низкое.

Вот почему так важно внимательно наблюдать за процессом развития зрительного механизма ребенка, знать о том, что он должен уметь делать в определенный период жизни. Развившееся косоглазие, амблиопия могут привести к полной потере бинокулярного зрения, в том числе и стереофункции. Чаще всего этот недуг развивается в период до трех лет. К тому же как косоглазие может быть причиной амблиопии, так и наоборот, ее следствием. При амблиопии (синдром «ленивого глаза») ребенок наблюдает мир только при помощи одного глаза, имея монокулярность. Естественно, что объемное зрение при этом отсутствует. Эти патологии опасны также тем, что при запущенном состоянии функции бинокулярности могут полностью атрофироваться.

Чем мешает отсутствие полноценного бинокулярного и стереоскопического зрения?

Отсутствие стереозрения ограничивает возможность работы в очень многих сферах, а также грозит опасными последствиями и для сотрудника, и для окружающих. Вот несколько примеров тому.
Медицинский работник. Представьте хирурга, выполняющего полостную операцию. Если он не способен оценить величину органа, который он оперирует, а также расстояние до него? Стоматолога, который промахивается мимо зуба? При отсутствии нормального бинокулярного и тем более стереозрения в медицине запрещено работать в некоторых специальностях.

Спортсмен во многих дисциплинах. Как правило, почти во всех видах спорта требуется абсолютно идеальное стереоскопическое бинокулярное зрение. Спортсмену нужно постоянно оценивать расстояние и до других игроков, мяча, шайбы волана, высоту планки при прыжке, а также величину предметов, чтобы визуально оценить, на каком расстоянии они находятся. Не понадобится хорошая бинокулярность, например, в шахматах, в основном же результаты в спорте зависят от нее.

Водители различных видов транспорта, а также летчики, военные, проходят обязательную проверку бинокулярного зрения перед поступлением в военное училище и приемом на работу. Водитель, который не может оценить расстояние до других транспортных средств, — потенциальный источник опасности на дороге. Отсутствие стереофункции зрения мешает работать также еще во множестве других профессий: видеооператор, охотник, художник и др.

Родителям необходимо с самого рождения ребенка внимательно следить за развитием его зрительных функций. непроходящее младенческое косоглазие — уже повод срочно посетить офтальмолога . Кроме того, не стоит игнорировать обязательные проверки зрения на определенных этапах развития малыша: 1 месяц, 3 месяца, полгода и год. Врач обнаружит нарушения, если они присутствуют, и назначит соответствующую терапию или лечение. Таким образом, время не будет потеряно. Зачастую именно запущенные заболевания становятся причиной утраты зрительных функций.

21.06.2015

При обработке материалов аэрофотосъемки, дешифрировании аэроснимков и аэротаксации лесов широко применяется стереоскопическое зрение. Оно значительно повышает точность измерений, поэтому кратко ознакомимся с основными его свойствами.
Чтобы лучше уяснить сущность стереоскопического зрения, рассмотрим устройство человеческого глаза. Глаз человека представляет собой шарообразное тело, состоящее из трех оболочек; склеры, сосудистой оболочки и сетчатки (рис. 53).
Склерой называется наружная твердая белковая оболочка. К ней прилегает сосудистая оболочка, переходящая в утолщенную и непрозрачную радужную оболочку, в которой размещается зрачок глаза. Он может изменять свой диаметр, являясь диафрагмой, регулирующей количество света, попадающего в глаз.

Расстояние между центрами зрачков глаза называется глазным базисом. Он у разных людей меняется от 58 до 72 мм. В среднем он равен 65 мм. За зрачком расположен хрусталик. Он представляет собой двояковыпуклую линзу и его можно рассматривать как объектив глаза, служащий для построения на сетчатке изображений наблюдаемых предметов. Чтобы изображения различно удаленных от нас предметов были резкими, форма хрусталика при помощи мышц изменяется, в связи с чем меняется и его фокусное расстояние (от 12 до 16 мм). Способность глаза изменять кривизну поверхностей хрусталика называется аккомодацией. Оболочка выстилает внутреннюю поверхность глаза и называется сетчаткой. Чувствительные элементы ее состоят из палочек и колбочек, являющихся окончаниями разветвлений глазного нерва и передающих свое раздражение через нервную систему в мозг наблюдателя.
Палочки и колбочки расположены на сетчатке неравномерно. Важный участок сетчатки - желтое пятно. Оно является местом наиболее ясного видения, расположено в середине сетчатки, против зрачка и несколько смещено от оси симметрии глаза. Желтое пятно состоит главным образом из колбочек.
Изображение предметов, которое дает хрусталик, строится в пределах желтого пятна. Наиболее чувствительной к свету частью желтого пятна является углубление, находящееся в желтом пятне. Оно называется центральной ямкой. Диаметр ее 0,4 мм. Прямая, проходящая через центральную ямку и центр хрусталика, называется зрительной осью глаза.
Для того чтобы нормальный глаз видел предметы без особого напряжения, расстояние до них должно быть около 250 мм. Оно называется расстоянием наилучшего зрения.

Зрение одним глазом называется монокулярным. Оно позволяет определить положение предмета в плоскости и обладает определенной разрешающей способностью. Разрешающей способностью (остротой) зрения называется минимальный угол, под которым глаз еще различает две точки раздельно. Разрешающая способность глаза порядка 30-40". Она зависит от особенностей глаза и условий наблюдений.
Глубина пространства ощущается при бинокулярном зрении (зрения двумя глазами). Оно обладает двумя замечательными свойствами. Первым его свойством является слияние в зрительном впечатлении двух изображений, получаемых на сетчатках глаз, в одно пространственное изображение.
Второе свойство - оценка глубины, т. е. удаленности наблюдаемых предметов. Только на больших расстояниях бинокулярное ощущение глубины пространства не отличается от монокулярного зрения. При переходе к более близким предметам оно превращается в стереоскопическое зрение, оставаясь бинокулярным. Следовательно, стереоскопическое зрение является частным случаем бинокулярного зрения, при котором наиболее отчетливо воспринимается глубина пространства, рельефность объектов местности и их пространственное расположение.
Рассмотрим некоторые свойства стереоскопического зрения.
При бинокулярном зрении наблюдатель устанавливает глаза так, что их зрительные оси пересекаются на том предмете, который мы рассматриваем. Точка пересечения зрительных осей называется точкой фиксации М (рис. 54), При фиксации внимания на какой-либо точке возникает поле ясной видимости. Оно ограничено размером центральных ямок глаз. В пределах поля ясной видимости возникает стереоскопическое зрение наибольшей отчетливости. При стереоскопическом зрении на сетчатке глаз изображения различно удаленных точек получаются на разных расстояниях от центров желтых пятен.
Разность этих расстояний называется физиологическим параллаксом

Чем дальше по глубине точка К отстоит от точки М, тем больше будет с.
Угол пересечения зрительных осей глаз называется углом конвергенции γс. Чем ближе от наблюдателя точка, тем угол γс больше и, наоборот, при удалении точки угол γс уменьшается. Предельно малая разность параллактических углов γс-γ"с (см. рис. 54), воспринимаемая наблюдателем, называется остротой стереоскопического зрения. Величина ее порядка 20-30" для отдельно взятых точек, а для вертикальных линий - 10-15".
Из равнобедренного треугольника MSS" следует, что br/2: L = tg γc/2, где L является удалением (расстоянием) точки М от глазного базиса.
Если угол γc/2 мал, то

где γc выражен в радианах.
Эта формула позволяет судить об удалении L предметов или объектов местности от наблюдателя.
При переходе от точки М к другой точке K (рис. 55) в поле ясной видимости и при соответствующем изменении параллактического угла γ"с, преобразуя формулу (42), получим

Формулы (42) и (43) являются основными формулами стереоскопического зрения.
Если принять γc = 30", bг = 65 мм, то из формулы (42) следует, что

В данном случае угол γc равен остроте стереоскопического зрения, поэтому Lг = 450 м является радиусом невооруженного стереоскопического зрения. При расстоянии больше 450 м наблюдатель не получает пространственного восприятия объектов и местность ему должна казаться плоской.
Радиус стереоскопического зрения можно увеличить путем увеличения базиса и остроты стереоскопического зрения. С этой целью применяются специальные приборы, у которых за счет введения зеркал или призм увеличивается базис, а за счет введения линз повышается острота стереоскопического зрения. Такого рода приборы называются стереоскопическими.
Стереоскопическое восприятие можно получить, не только рассматривая сами предметы местности, но и их перспективные изображения - аэроснимки.
Во время плановой аэросъемки каждый следующий аэроснимок на 60% перекрывает предыдущий аэроснимок.

Расположим смежные аэроснимки - стереопару перед глазами так, чтобы в поле зрения находились перекрывающиеся части и базис съемки был параллелен глазному базису (рис. 56).
Раздвигая эти аэроснимки вдоль линии базиса аэрофотосъемки на соответствующую величину и рассматривая одно и то же изображение в местах перекрытия левым и правым глазом, получим вместо двух одно пространственное изображение местности, дающее ясное представление о соотношении высоты между различными объектами. Стереоскопическое изображение заснятой местности называется стереоскопической моделью местности.
Стереоскопический эффект возникает потому, что разность продольных параллаксов Δр точек аэроснимков при рассматривании преобразуется в разность физиологических параллаксов.
Для получения стереоэффекта пользуются специальными приборами - стереоскопами. Стереоскоп позволяет одним глазом видеть одно изображение, другим - другое.
Если левый глаз видит левый аэроснимок, а правый - правый, то возникает прямой стереоэффект (горы изображаются горами, лощины - лощинами), рис, 56, а.
Если левый глаз видит правый аэроснимок, а правый-левый, возникает обратный стереоэффект (горы изображаются лощинами, а лощины - горами) - см. рис. 56,6, Если аэроснимки, подготовленные для прямого стереоэффекта, повернуть на 90°, то возникает нулевой стереоэффект. В этом случае все объекты будут казаться лежащими в одной плоскости (см. рис. 56,а).
Рассмотрим устройство зеркального стереоскопа. Он состоит из четырех зеркал, попарно параллельных между собой (рис. 57).

При работе с зеркальным стереоскопом лучи o1m1 и o2m2 которые от аэроснимка первоначально идут вертикально, после отражения пойдут горизонтально, затем от вторых зеркал опять пойдут вертикально и попадут в глаза наблюдателю.
Расстояние o1m1k1S1 = o2m2k2S2 = fc, где главное расстояние стереоскопа, измеряемое от центра зеркала по ходу луча до аэрофотоснимка.
Следует заметить, что при рассматривании аэрофотоснимков под стереоскопом получается мнимая модель (стереомодель), так как действительного пересечения лучей не происходит.
Увеличение видимого изображения на аэрофотоснимках, рассматриваемых под стереоскопом, равно отношению расстояния наилучшего зрения ρ0 к главному расстоянию стереоскопа Vc = ρ0/fc. У зеркального стереоскопа fс = 250, поэтому Vc = 1X.
Если между зеркалами установлены линзы, то fc замеряется от центра линзы по ходу главного луча до плоскости аэроснимка.
Для определения тон минимальном разности высот hmin (превышений точек), которые видим на аэроснимках, преобразуем вторую из основных формулу стереозрения ΔL = L2v/bг, в которой ΔL заменим hmin (или Δh), L - высотой фотографирования Н, bг - базисом фотографирования В.
Тогда получим

С учетом относительного увеличения стереоскопа формула для hmin примет следующий вид:

Но базис b в масштабе аэроснимка b = B f/H. Тогда hmin = H2fc/bH v, или hmin = Hfc/b v. По этой формуле определяется минимальная разность высоты объектов, оцениваемая с помощью стереоскопа.
При визуальной оценке высоты с помощью стереоскопа следует учесть, что имеет место различие в вертикальных и горизонтальных масштабах стереомодели, вследствие чего утрируются вертикальные размеры объектов местности и ее рельеф.
Для вывода формулы вертикального масштаба воспользуемся следующими формулами стереофотограмметрии:
формулой, применяемой для определения превышения объекта, наблюдаемого в стереоскоп hс,

Из этой формулы (47) следует:

Если учесть увеличение стереоскопом vс, то формула примет следующий вид:

Эта формула показывает, что вертикальный масштаб будет крупнее горизонтального во столько раз, во сколько f меньше ρ0 (250 мм) (полагая, что для 60%-кого продольного перекрытия аэроснимков формата 18x18 см b≈bг) и увеличивается пропорционально величине vc. Например, при аэрофотосъемке аэрофотоаппаратами с фокусным расстоянием 70 и 100 мм и при расстоянии в стереоскопе от глаза до аэроснимка ρ0=250 мм, видимый в стереоскоп рельеф окажется утрированным, т. е. вытянутым вверх в 3,5 и 2,5 раза по сравнению с действительным.
Изложенные выше свойства стереомодели необходимо внимательно учитывать при лесном дешифрировании аэроснимков и особенно при глазомерно-стереоскопическом способе измерения высоты деревьев и насаждений.

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.

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.

Полноценное двустороннее зрение необходимо хирургам, ювелирам, пилотам. Иногда нарушение бинокулярности становится причиной косоглазия. Отклонения в работе глаз можно выявить самостоятельно несколькими способами.

Механизм и условия для бинокулярного зрения

Монокулярное зрение – это видение предмета одним глазом. Оно оценивает такие параметры объекта, как форму, ширину и высоту. Однако получить представление о взаиморасположении предметов не удастся.

Рассматривание двумя глазами обеспечивает полноценное восприятие вещей. Стереоскопическое зрение определяет расстояние между объектами. Также оно расширяет поле видения и увеличивает остроту зрения.

В основе формирования бинокулярного зрения лежит фузионный рефлекс. Он представляет собой физиологическое явление – объединение двух отражений предмета от сетчаток в одну картинку в коре мозга. Таким способом складывается стереоскопическое изображение. Если слияния картинок не происходит, говорят, что бинокулярное зрение нарушено.

Для правильного формирования видения предметов необходимы такие условия:

предметы на сетчатке совпадают по форме и размерам;
картинка появляется на равнозначащих участках сетчатки, если изображения оказываются на несимметричных точках, то появляется двоение;
хорошая степень прозрачности хрусталика, стекловидного тела и роговицы;
синхронизированное движение зрительных мышц;
положение глазных яблок в одной горизонтальной и фронтальной плоскости;
острота видения в диапазоне 0,3–0,4.

Нарушение бинокулярного зрения приводит к искажению реального видения предметов. Это негативно сказывается на людях, которые связаны с точными профессиями.

Как проверить?

При любой патологии глаз необходимо посетить врача-офтальмолога. С помощью точной аппаратуры специалист проведет исследование бинокулярного зрения. Для самостоятельной проверки в домашних условиях существует несколько тестов.

Проба Кальфа

Бинокулярное зрение определяется с помощью двух длинных карандашей или спиц. Один карандаш располагают в горизонтальной плоскости, а другой держат вертикально. Нужно соединить их под углом 90 градусов или попасть в кончик карандаша.

Нормальное стереоскопическое зрение позволит легко выполнить задание. При монокулярном зрении человек не справится с ним и промахнется.

Опыт Соколова

Для проведения теста понадобится свернутый лист бумаги или втулка от бумажных полотенец. Человек смотрит прямо через круглое отверстие. Кисть руки помещается перед вторым глазом рядом с концом трубки. Если стереоскопическое зрение в порядке, видна дыра в ладони, а вдали просматривается объект.

Если дыка не в центре кисти, то говорят об одновременном зрении. В этом случае картинки в мозге не сливаются. При проведении теста на стереоскопическое зрение нужно учесть, что рассматриваемые объекты должны находиться в 4–5 метрах от глаз.

Чтение с карандашом

Читающий помещает между книгой и глазами предмет типа карандаша или ручки. Расстояние от носа должно быть 15 см. Если стереоскопическое зрение без отклонений, карандаш не мешает чтению. Мозг накладывает два изображения от обоих глаз и выдает общую картину.

При монокулярном зрении испытуемый не может прочесть закрытую часть газеты. Причина отклонения стереозрения состоит в том, что в мозг поступает информация только из одного глаза.

Четырехточечный цветовой тест

Лучше всего бинокулярное зрение определяется способом четырехточечного цветотеста. Диагностика проводится с помощью аппарата в офтальмологическом отделении. Действие прибора основано на разделении полей видения глаз с помощью цветных фильтров. В специальных очках перед левым зрачком устанавливают зеленое стекло, а перед правым – красное.

Отклонение устанавливается в зависимости от того, какой цвет воспринимается. При бинокулярном зрении виден красный и зеленый фильтр, а бесцветный приобретает смешанный оттенок. Одновременное зрение характеризуется видением пяти точек. При монокулярном зрении определяется цвет светофильтра каждого глаза.

Бинокулярное зрение и косоглазие

Проблема возникает при отклонении оси глаза от точки фиксации со вторым органом. При таком положении одного или двух глазных яблок в мозге не происходит слияние двух изображений. Одна из картинок исключается. Внешне расстройство проявляется неправильным положением глазного яблока в орбите.

Косоглазие, связанное с бинокулярностью, бывает нескольких видов:

Явная вторичная форма . Возникает при помутнении хрусталика, заболеваниях сетчатки или зрительного нерва.
Мнимое косоглазие . Развивается из-за аномалии строения тканей глаз. Исследование бинокулярного зрения не выявляет патологию. Пациент хорошо видит обоими глазами.
Скрытое отклонение глазного яблока . Связано с нарушением симметрии глазных мышц. Проявляется, когда человек смотрит на предмет, не фиксируясь взглядом. Хотя орган иногда отклоняется, зрительная функция не нарушена.

Может быть периодическим. Провоцирующим фактором является нервное перенапряжение, испуг, чрезмерные физические усилия.

Лечение

Мнимая и скрытая форма не нуждаются в коррекции. Четкость видения отклоненного глаза при явной вторичной форме со временем снижается, поэтому лечение необходимо начинать как можно раньше.

Если исследование бинокулярного зрения подтвердило явное косоглазие, применяют несколько видов восстановления функций глаз:

стимуляция бинокулярности;
использование , ;
аппаратное лечение (диплоптика и ортоптика) для повышения остроты видения;
зарядка для глаз под контролем врача-методиста;
хирургическое вмешательство.

Операцию делают, чтобы избавиться от косметического дефекта. В результате нее происходит ослабление одной из глазодвигательных мышц. Восстановление бинокулярности при этом невозможно.

Чтобы сохранить объемное восприятие мира при большой зрительной нагрузке, нужно делать упражнения для глаз. Важно правильно питаться, часто бывать на свежем воздухе. Если появились проблемы с органами зрения, не следует откладывать визит к офтальмологу.