- •Глава 7. Способы наблюдения и измерения стереомодели
- •1. Глаз – оптическая и физиологическая система
- •2. Монокулярное и бинокулярное зрение
- •3. Стереоскопическое зрение
- •4. Способы стереоскопических наблюдений
- •5. Способы измерения снимков и стереомодели
- •6. Стереокомпараторы
- •7. Точность измерений
Глава 7. Способы наблюдения и измерения стереомодели
1. Глаз – оптическая и физиологическая система
Окружающий мир воспринимается человеком через органы чувств,из которых одним из основных является зрение. Глаз – сложная и совершенная система, представляющая собой почти правильный шар диаметром 22–23 мм (рис. 7.1). Его наружная оболочка – склера6 защищает глаз от внешних воздействий; в передней части склера переходит в прозрачную и более прочную роговицу 2.
Под склерой размещена сосудистая оболочка 5толщиной около 0,4 мм, передняя часть которой утолщается и переходит в непрозрачнуюрадужную оболочку4. В ее центральной части имеется отверстие –зрачок 3, регулирующий количество проходящего света и играющий роль диафрагмы. Усилиями глазных мышц диаметр зрачка меняется, в зависимости от яркости света, в пределах от 2 до 8 мм.
С внутренней стороны сосудистой оболочки размещается сетчатка 7,состоящая из десяти слоев, два из которых обеспечиваютпоявление зрительных ощущений. Светочувствительный слой состоит из 130 млн палочек и 7 млн колбочек, представляющих собой окончания разветвлений зрительного нерва. Колбочки являются органом дневного зрения и позволяют воспринимать детали и цвет объекта. Палочки обладают очень высокой световой чувствительностью и обеспечивают наблюдение при низкой освещенности (в сумерках, ночью), но плохо передают детали и цвет объекта. Размер палочки – 60 мкм, колбочки – 35 мкм; их диаметры соответственно 2 мкм и 6–7 мкм.
Место вхождения в глазное яблока зрительного нерва – слепое пятно 9 диаметром 1,3–1,8 мм. Здесь нет ни палочек, ни колбочек, и попадающее на слепое пятно изображение не воспринимается. Каких-либо неудобств для человека это не вызывает, поскольку попадающее в другой глаз изображение проектируется на другой участок сетчатки.
В центральной части сетчатки расположено желтое пятно8овальной формы размером 0,60,9 мм (угловой размер около 2,5). В его середине имеетсяцентральная ямкадиаметром 0,4 мм (угловой размер 1,5), состоящая только из колбочек и определяющая зрительную ось глаза. Диаметр колбочек здесь наименьший и лежит в пределах 1–5 мкм, и расположены они более плотно, чем на других участках сетчатки. Это наиболее чувствительное место глаза, и при рассматривании точек объекта наблюдатель поворачивает глаз так, чтобы они проектировались в центральную ямку.
За зрачком расположен хрусталик 1, представляющий собой двояковыпуклую линзу, с помощью которой осуществляется построение на сетчатке глаза действительного и обратного изображения наблюдаемого предмета.
Кривизна хрусталика под воздействием глазных мышц изменяется, что вызывает изменение фокусного расстояния глаза и обеспечивает получение резкого изображения объектов, удаленных на различные расстояния. Этот процесс называется аккомодацией. Границы, в которых глаз в состоянии аккомодировать и благодаря этому ясно видеть, определяется ближней и дальней точками ясного зрения и называетсяобластью аккомодации. Для нормального глаза ближняя точка лежит на расстоянии не более 12 см, а дальняя – в бесконечности. Расстояние, при котором глаз при длительном рассматривании не испытывает напряжения, называетсярасстоянием наилучшего зренияи составляет для нормального глаза около 25 см. С возрастом хрусталик теряет свою эластичность: ближняя точка области аккомодации отодвигается от 8 см (10 лет) до 100 см (70 лет).
Оптической осьюглаза называют прямую, проходящую через центры кривизны поверхностей роговицы и хрусталика.Зрительной осьюглаза называют прямую, проходящую через середину центральной ямки желтого пятна и заднюю узловую точку оптической системы. Эти оси не совпадают, и угол между ними равен 5.
Раздражителем глаза, вызывающим зрительные ощущения, является свет. Глаз воспринимает электромагнитные волны только видимой части спектра, причем максимум цветовой чувствительности лежит в желтой его части (рис. 7.1). Восприятие цветов объясняется трехкомпонентной теорией зрения, согласно которой цветовые ощущения возникают из-за различного возбуждения колбочек при воздействии на них лучей красного, зеленого и синего цвета. Сочетание уровней возбуждения всех колбочек и обеспечивает ощущение разнообразных цветовых оттенков.
Нормальный человеческий глаз характеризуется следующими средними параметрами:
Ф
|
17,1 |
Диаметр глазного яблока, мм ………………………. |
22,2 |
Диаметр центральной ямки, мм ……………………. |
0,4 |
Поле зрения в горизонтальной плоскости, градусы |
150 |
Поле зрения в вертикальной плоскости, градусы … |
120 |
Длительность аккомодации, сек …………………… |
0,5–1,0 |
Время зрительного ощущения, сек ………………... |
0,1–0,25 |
Как и всякая оптическая система, глазу человека присущи определенные недостатки: неполная центрировка, сферическая и хроматическая аберрация. Следствием этих недостатков являются следующие явления, с которыми необходимо считаться при выполнении фотограмметрических работ:
изображение на сетчатке глаза отдельной точки в виде кружка (дифракция);
смещение границы между светлым и темным тонами в сторону более темных
(иррадиация);
различный масштаб изображения, построенного на сетчатках левого и
правого глаза (анизейкомия).
Тем не менее, глаз – совершенный зрительный аппарат, позволяющий познавать окружающие предметы и явления, в том числе – выполнять наблюдение и измерения снимков.