§ 36. Монокулярное, бинокулярное и стереоскопическое зрение

Монокулярным зрением называется наблюдение объек­тов одним глазом. Поле зрения глаза составляет примерно 150° в горизонтальной плоскости и 120° — в вертикальной. Сетчатка глаза состоит из клеточек: колбочек (до 7 млн.) и палочек (до 130 млн.). Колбочки являются органом дневного зрения и позво­ляют воспринимать детали и цвет объекта. Палочки обладают очень высокой световой чувствительностью и обеспечивают на­блюдение в сумерках и ночью, однако плохо передают детали и цвет объекта.

В центральной части сетчатки расположено желтое пятно, имеющее овальную форму и вытянутое вдоль глазного базиса. Поле зрения желтого пятна составляет примерно 6—7°. Основная масса колбочек сосредоточена в желтом пятне, поэтому объекты, спроектировавшиеся на желтое пятно, наблюдаются наиболее четко.

В середине желтого пятна имеется центральная ямка, состоя­щая только из колбочек и имеющая диаметр около 0,4 мм (поле зрения 1,5°). Диаметр колбочек здесь наименьший и лежит в пре­делах l-j-5 мкм. В связи с этим центральная ямка — наиболее чувствительное место глаза, и при рассматривании интересующих точек объекта наблюдатель поворачивает глаз так, чтобы эти точки проектировались в центральную ямку.

Две соседние точки объекта наблюдатель видит раздельно, если они проектируются на отдельные клеточки сетчатки, разделенные нераздраженной клеточкой. Ми­нимальный угол, под которым наблюда­тель видит две отдельные точки, называ­ется остротой монокулярного зрения пер­вого рода и составляет примерно 45".

При наблюдении линейных объектов острота монокулярного зрения повыша­ется до 20" и называется остротой зрения второго рода. Повышение остроты зрения объясняется тем, что линия проектируется на несколько клеточек. В связи с этим, например, в геодезии визирные марки и сетки нитей измерительных приборов имеют линейчатую форму.

Однако определение отстояний объек­тов от наблюдателя при монокулярном зрении производится довольно приблизительно с учетом жизненного опыта, законов перспективы, различ­ных косвенных признаков.

Наблюдение объектов двумя глазами — бинокулярное зрение —позволяет повысить точность определения их про­странственного расположения. При бинокулярном зрении два изо­бражения объекта на сетчатках глаз сливаются в головном мозгу в одно объемное изображение.

При рассматривании какой-либо точки М объекта (рис. 56) наблюдатель поворачивает глаза так, чтобы эта точка в обоих глазах проектировалась в центральные ямки. Оптические лучи, проектирующие на сетчатку обоих глаз изображения одной и той же точки, называются соответственными лучами (Mm, Mm'), а изображения точки на сетчатках — соответственными точ­ками (т, т'). Линия, проходящая через заднюю узловую точку хрусталика и середину центральной ямки, называется зрительной осью глаза. Угол, под которым пересекаются зрительные оси глаз, называется углом конвергенции, а углы между соответст­венными лучами — параллактическими углами. При рассматрива­нии точки на расстоянии наилучшего зрения (D = 250 мм) парал­лактический угол у≈ 15°. Расстояние между передними узловыми точками хрусталиков называется глазным базисом b_г и у разных людей находится в пределах 55 72 мм при среднем значении 62 64 мм.

При бинокулярном зрении наблюдатель видит две отдель­ные точки, если разность параллактических углов Δγ>30" (ост­рота бинокулярного зрения первого рода); наблюдатель видит две отдельные линии, если Δγ > 10" (острота бинокулярного зре­ния второго рода).

Возможность при бинокулярном зрении определять доста­точно уверенно разность отстояний двух объектов от наблюда­теля обеспечивается стереоскопическим зрением, ра­диус R которого при наблюдении невооруженными глазами можно вычислить по формуле R = b_Г/ Δγ. При b_Г = 62 мм для то­чечных объектов R = 400 м, а для линейных - R ≈ 1200 м. Так как окружающие нас предметы состоят из точечных и линейных элементов, то радиус стереоскопического зрения можно принять примерно равным 700 800 м. Однако для разных людей это расстояние изменяется в ту или другую сторону, что объясняется субъективным зрительным аппаратом, жизненным опытом. На­пример, геодезисты, имеющие опыт полевых измерений, гораздо точнее и дальше оценивают расстояния до объектов, чем люди, не имеющие такого профессионального опыта. Радиус стереоско­пического зрения можно увеличить с помощью оптических при­боров, например, бинокля или стереотрубы, которые позволяют искусственно увеличить глазной базис.