Стереограмма со случайными точками (RDS) представляет собой стереопару изображений из случайных точек, которые при просмотре с помощью стереоскопа или с глазами, сфокусированными на точке перед или за изображениями, создают ощущение глубины с появлением объектов. быть перед или за уровнем дисплея.
Методика стереограммы случайных точек, известная с 1919 года, была использована много доктор Белом Джулсса и это, наряду с дополнительными исследованиями, привела к публикации влиятельной [1] книга подробно своим теории и работу на основе человеческого стереозрении под названием Основы циклопического восприятия . [2]
Более поздние концепции, включающие отдельные изображения, не обязательно состоящие из случайных точек и более известные широкой публике, известны как автостереограммы .
Развитие [ править ]
Доктор Джулес эмигрировал из Венгрии в Соединенные Штаты после советского вторжения 1956 года . По прибытии он обнаружил, что работает в Bell Labs . Один из его проектов включал обнаружение закономерностей на выходе генераторов случайных чисел . Доктор Джулес решил попытаться сопоставить числа с изображениями и использовать возможности человеческого мозга по обнаружению закономерностей, чтобы найти отсутствие случайности. [3]
В 1840 году сэр Чарльз Уитстон разработал стереоскоп . Используя стереоскоп, можно было рассмотреть две фотографии, сделанные на небольшом расстоянии друг от друга по горизонтали, при этом объекты сцены выглядели трехмерными. Спустя более 100 лет доктор Джулес заметил, что два идентичных случайных изображения, похожих на то, что он создал в своем ранее упомянутом проекте, при просмотре через стереоскоп выглядели так, как если бы они проецировались на однородную плоскую поверхность. Он экспериментировал с парой изображений, немного сместив квадрат в центре одного из изображений. Однако, когда эту пару рассматривали в стереоскоп, квадрат, казалось, поднимался со страницы.
Последствия [ править ]
Хотя это открытие интересно само по себе как метод создания ощущений глубины печатных изображений, оно также имело значение для когнитивной науки и изучения восприятия .
Стереограмма со случайными точками дала представление о том, как стереозрение обрабатывается человеческим мозгом. По словам Ральфа Сигеля, доктор Джулес «недвусмысленно продемонстрировал, что стереоскопическая глубина может быть вычислена при отсутствии каких-либо идентифицируемых объектов, при отсутствии какой-либо перспективы, при отсутствии каких-либо сигналов, доступных каждому глазу в одиночку». [3]
Доктор Джулес назвал это «циклопическим восприятием», основываясь на своей теории о том, что мозг формирует мысленную модель сцены с одним изображением, как это сделал бы циклоп , но с добавленной информацией о глубине, несмотря на получение двух разрозненных изображений из глаз. Его теории и работы подробно описаны в его книге 1971 года. [2]
Случайные стереотесты [ править ]
Существует несколько типов стереотестов со случайными точками . Стереоострость измеряется по способности пациента определять формы по случайным точечным фонам, представленным на нескольких пластинах или страницах книги.
Randot Stereotest [ править ]
Randot stereotest является фотоснимок , дающий стереоэффект при рассматривании его через поляроидные очки случайная точка stereotest. Он часто используется для обнаружения амблиопии , косоглазия и подавления , а также для оценки стереорезкости . Тест Рандо может измерять стереочувствительность до 20 угловых секунд. [4]
Стереотест Randot более чувствителен к монокулярному размытию, чем реальный стереотест глубины, такой как «тест Фрисби». [5]
TNO random dot stereotest [ править ]
TNO случайной точка stereotest (короткий: TNO тест стерео или тест TNO ) похож на randot stereotest , но это анаглиф вместо фотоснимка , дающего стереоэффект при рассматривании его через поляроидные очки ; то есть пациент носит красно-зеленые очки (вместо поляризационных очков, используемых в стереотесте Randot). Как и другие стереотесты со случайными точками, тест TNO не дает никаких подсказок с помощью монокуляра. [6]
Дальнейшее развитие [ править ]
Эффективность [ править ]
Было обнаружено, что эффективность наблюдателей в распознавании фигуры, присутствующей на стереограмме в присутствии статистического шума, выше для стереограммы, состоящей из черных и белых точек на сером фоне, по сравнению с аналогичной стереограммой только с белым (или только черным). точки на сером фоне. [7] [8]
Автостереограммы [ править ]
Название «стереограмма со случайными точками» конкретно относится к парам изображений, основанных на случайных точках. Дополнительная работа Кристофера Тайлера и Морин Кларк привела к кодированию тех же данных в одно изображение, для просмотра которого не требовался стереоскоп. Они известны как стереограммы со случайными точками одного изображения (SIRDS) или автостереограммы со случайными точками. [9]
Замена случайного точечного базового рисунка изображением или текстурой дает форму, которая сделала стереограмму одиночного изображения известной широкой публике через серию книг Magic Eye .
Стереограммы с динамическими случайными точками [ править ]
Динамические стереограммы со случайными точками состоят в движущейся стереоскопической (циклопической) форме, состоящей из движущихся случайных точек, замаскированных дополнительными случайными точками. Наблюдатель должен сделать перцептивное суждение о форме и / или движении дихоптически представленной движущейся формы.
При представлении динамической стереограммы со случайными точками и стереоскопическими (циклопическими) стимулами движения [10] стереоскопическое движение воспринимается людьми с нормальным бинокулярным зрением и, в более общем смысле, теми, у кого бинокулярное зрение достаточно для выполнения задачи.
Можно разработать динамические стереограммы со случайными точками, содержащие стимулы бинокулярного движения, чтобы проверить, есть ли у объекта хотя бы элементарный стереопсис. Одно исследование показало, что у пациентов с косоглазием динамическая стереограмма со случайными точками дает значительно более высокий уровень обнаружения стереопсиса, чем стереотест Titmus fly . [11]
Иллюстрированный пример [ править ]
Процесс, использованный для создания первой стереограммы со случайными точками, показан ниже.
1. Создайте изображение подходящего размера. Заполните его случайными точками. Дублируйте изображение.
2. Выберите регион на одном изображении.
3. Немного сместите эту область по горизонтали. Стереограмма полная.
Чтобы просмотреть стереограмму, немного сфокусируйтесь на точке позади изображения, пока два изображения не «защелкнуться» вместе ( ) . Просмотр идентичных изображений из шага 2 таким образом будет работать, но вся область будет отображаться с одинаковой глубиной. Сдвинутая область создает бинокулярное несоответствие, необходимое для ощущения глубины. Разные смещения соответствуют разным глубинам. Другой способ просмотра - сфокусироваться на точке перед изображениями, т.е. сделать «перекрестный взгляд» и заставить изображения соединиться вместе, при этом левый глаз будет сфокусирован на правом изображении, а правый глаз - на левом изображении.
Ссылки [ править ]
- ^ «Основы циклопического восприятия - MIT Press» . Архивировано из оригинала на 2006-09-09 . Проверено 16 ноября 2008 .
- ^ a b Джулес, Бела (1971). Основы циклопического восприятия . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0-226-41527-9.
- ^ a b Сигел, Ральф (2004-06-15). «Выбор: наука Белы Джулес» . PLOS Biol . 2 (6): e172. DOI : 10.1371 / journal.pbio.0020172 . PMC 423145 .
- ^ Тестирование стереоскопии , ONE Network, Американская академия фтальмологии (загружено 2 сентября 2014 г.)
- ^ Н. В. Оделл; SR Hatt; Д.А. Леске; МЫ Адамс; Дж. М. Холмс (апрель 2009 г.). «Влияние индуцированного монокулярного размытия на показатели стереоочности». Журнал AAPOS . 13 (2). С. 136–141. DOI : 10.1016 / j.jaapos.2008.09.005 .
- ^ Джон А. Пратт-Джонсон; Джеральдин Тилсон (1 января 2001 г.). Управление косоглазием и амблиопией: Практическое руководство . Тиме. С. 39–. ISBN 978-0-86577-992-1.
- ^ Харрис JM; Паркер AJ (1995). «Независимые нейронные механизмы для яркой и темной информации в бинокулярном стереоскопическом обзоре» . Природа (374). С. 808–811.
- ^ Читать, Дженни CA; Ваз, Ксавье А .; Серрано-Педраса, Игнасио (2011). «Независимые механизмы для ярких и темных характеристик изображения в задаче стереосоответствия» (PDF) . Журнал видения . 11 (12): 1–14. DOI : 10.1167 / 11.12.4 . PMID 21984818 .
- ^ Тайлер, Кристофер; Морин Кларк (1990). Мерритт, Джон О; Фишер, Скотт С. (ред.). «Автостереограмма» (PDF) . Стереоскопические дисплеи и приложения . Proc. SPIE 1256: 182–197. Bibcode : 1990SPIE.1256..182T . DOI : 10.1117 / 12.19904 . Архивировано из оригинального (PDF) 25 февраля 2009 года . Проверено 16 ноября 2008 .
- ^ Нефф, Роберт; Шварц, Скотт; Аист, Дэвид Г. (1985). «Электроника для одновременной генерации случайных точечных циклопических и монокулярных стимулов» . Методы исследования поведения, приборы и компьютеры . 17 (3): 363–370. DOI : 10.3758 / BF03200943 . ISSN 0743-3808 .
- ^ Fujikado, T (1998). «Использование динамической и цветной стереограммы для измерения стереопсиса у пациентов с косоглазием». Японский журнал офтальмологии . 42 (2): 101–107. DOI : 10.1016 / S0021-5155 (97) 00120-2 . ISSN 0021-5155 . PMID 9587841 .
