Восприятие глубины — это способность воспринимать расстояние до объектов окружающего мира с помощью зрительной системы и зрительного восприятия . Это основной фактор в восприятии мира в трех измерениях . Восприятие глубины происходит прежде всего за счет стереопсиса и аккомодации глаза .
Ощущение глубины — соответствующий термин для животных, не являющихся людьми, поскольку, хотя известно, что они могут ощущать расстояние до объекта, неизвестно, воспринимают ли они его так же, как люди. [1]
Восприятие глубины возникает из-за множества сигналов глубины. Их обычно подразделяют на бинокулярные и монокулярные сигналы. Бинокулярные сигналы основаны на получении сенсорной информации в трех измерениях от обоих глаз, а монокулярные сигналы можно наблюдать только одним глазом. [2] [3] Бинокулярные сигналы включают несоответствие сетчатки , которое использует параллакс и вергенцию . Стереопсис возможен благодаря бинокулярному зрению . Монокулярные сигналы включают относительный размер (удаленные объекты имеют меньшие углы обзора , чем близкие объекты), градиент текстуры, окклюзию, линейную перспективу, различия в контрасте и параллакс движения . [4]
Когда наблюдатель движется, видимое относительное движение нескольких неподвижных объектов на фоне дает подсказку об их относительном расстоянии. Если известна информация о направлении и скорости движения, параллакс движения может предоставить информацию об абсолютной глубине. [5] Этот эффект хорошо виден при вождении автомобиля. Близкие события проходят быстро, а далекие предметы кажутся неподвижными. Некоторые животные, у которых отсутствует бинокулярное зрение из-за того, что их глаза имеют мало общего поля зрения, используют параллакс движения более явно, чем люди, для определения глубины (например, некоторые виды птиц, которые покачивают головой для достижения параллакса движения, и белки, которые двигайтесь по линиям , ортогональным интересующему объекту, чтобы сделать то же самое [6] ). [примечание 1]
Когда объект движется к наблюдателю, проекция объекта на сетчатке с течением времени расширяется, что приводит к восприятию движения по линии к наблюдателю. Другое название этого явления — глубина оптического расширения . [7] Динамическое изменение стимула позволяет наблюдателю не только видеть движущийся объект, но и воспринимать расстояние до движущегося объекта. Таким образом, в этом контексте изменяющийся размер служит сигналом расстояния. [8] Связанным с этим явлением является способность зрительной системы рассчитывать время контакта (TTC) приближающегося объекта по скорости оптического расширения – полезная способность в различных контекстах, от вождения автомобиля до игры в мяч . Однако расчет ТТС, строго говоря, представляет собой восприятие скорости, а не глубины.
Если неподвижную жесткую фигуру (например, проволочный куб) поместить перед точечным источником света так, чтобы ее тень падала на полупрозрачный экран, то наблюдатель, находящийся по другую сторону экрана, увидит двумерную картину из линии. Но если куб вращается, зрительная система из движений линий извлечет необходимую информацию для восприятия третьего измерения, и куб будет виден. Это пример эффекта кинетической глубины . [9] Эффект также возникает, когда вращающийся объект является сплошным (а не контурной фигурой), при условии, что проецируемая тень состоит из линий, имеющих определенные углы или конечные точки, и что эти линии меняют как длину, так и ориентацию во время вращения. . [10]