معلومة

كيف يتم دمج صور كلتا العينين لتشكيل صورة واحدة؟

كيف يتم دمج صور كلتا العينين لتشكيل صورة واحدة؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

عندما ترى شيئًا بعين واحدة ، على سبيل المثال ، العين اليمنى ، فإنك تراه من الاتجاه الأيمن والعكس إذا رأيته بالعين اليسرى ، ولكن عندما تفتح كلتا العينين ، تظهر الصورة بطريقة ما في المنتصف بينهما.

كيف يجمع الدماغ كلتا الصورتين لتشكيل الصورة النهائية؟


يحتوي النظام المرئي على عدة مراحل يتم فيها خلط وتحليل المعلومات من كلتا العينين تدريجياً ، بدءًا من النواة الركبية الجانبية.

حتى إذا كنت تشعر برؤية كائن واحد مدمج بكلتا العينين ، فإن عقلك يستخدم كلتا الصورتين لحساب الموضع ثلاثي الأبعاد لهذا الكائن.

حقيقة ممتعة واحدة: الصورة التي تشعر أنها متمركزة ، هي في الواقع متحيزة تجاه إحدى عينيك ، تسمى "العين المهيمنة". يمكنك التحقق من ما هو لك من خلال تجربة بسيطة


مفصليات الأرجل العين & # 038 الرؤية

تمتلك مفصليات الأرجل عيونًا بسيطة ومركبة ، وقد تطورت هذه الأخيرة في مفصليات الأرجل ولا توجد في أي مجموعة أخرى من الحيوانات. تعتبر الحشرات التي تمتلك كلا النوعين من أكثر الحيوانات نجاحًا على وجه الأرض.

الرؤية في القشريات (الجمبري) - العين المركبة

تشمل القشريات القريدس ، وسرطان البحر ، والكركند ، والجمبري ، والرنقيل ، وبراغيث الماء ، وما إلى ذلك ، والتي تمتلك زوجًا من العيون المركبة للرؤية.

يمتلك الجمبري زوجًا من عيون نصف كروية كبيرة مطاردة على الجانب الأمامي من الرأس الصدري أسفل المنصة. كل عين تتكون من عدد كبير من الوحدات البصرية المستقلة تسمى أوماتيديا التي ترتبط بالعصب البصري. الأوماتيديوم قابل للقسمة إلى الخارج المنطقة الانكسارية لاستقبال وتركيز الأشعة الضوئية والداخلية المنطقة الحسية لإدراك الضوء وإرسال النبضات العصبية إلى الدماغ ، والذي يحلل النبضات كصورة للجسم.

يتم تعديل البشرة الموجودة على السطح كقرنية فوق الأوماتيديا وتمنح العين الحماية اللازمة وتسمح أيضًا للأشعة الضوئية بدخول العين. تحت القرنية ، زوج من خلايا القرنية يفرز القرنية الطازجة في حالة البلى. عدسة تشبه مخروط بلوري يقع تحت خلايا القرنية ويعمل على تركيز أشعة الضوء إلى الداخل. المخروط البلوري محاط بأربعة خلايا مخروطية أو فيتريللاي التي تعمل على توفير الغذاء للمخروط.

الطبقة التالية من الخلايا الحسية تسمى Rhabdomes وهي ممدودة ومخططة بشكل عرضي وهي حسية في الوظيفة. سبعة شبكية العينالخلايا التي تحيط بالرابدوم وتحيط بها توفر لها التغذية والحماية. كروماتوفورس هي خلايا صبغية مسؤولة عن فصل أحد الأوميديوم عن الآخر بحيث يظلان كوحدات مستقلة. تقع حول الخلايا المخروطية وخلايا الشبكية ويمكن أن تتقلص أو تتوسع لزيادة أو تقليل شدة الضوء الذي يدخل العين.

رؤية الفسيفساء

إن العين المركبة غير قادرة على إعطاء رؤية بعيدة ورؤية حادة ولكنها فعالة في التقاط الحركة وفي توفير رؤية بزاوية 360 درجة ، لأنها كروية كبيرة ومثبتة على ساق متحرك. كل ommatidium قادر على إنتاج صورة مستقلة لجزء صغير من الكائن المرئي وليس الكائن بأكمله. يتم دمج كل هذه الصور الصغيرة في الدماغ لتشكيل صورة كاملة للكائن المكون من نقاط صغيرة أو فسيفساء من النقاط ومن ثم يطلق عليها رؤية الفسيفساء. نطاق العين المركبة ليس أكثر من قدم وبالتالي لا يمكن لأي شخص أن يرى الجسم بأكمله. يمكن للعين المركبة أن تكتشف حركة الأجسام بشكل أكثر فاعلية لأنه عندما يمر الكائن أمام العين ، يتم تشغيل وإيقاف ommatidia وفقًا لموقعها فيما يتعلق بالكائن. تساعد هذه الخاصية للعين المركبة الحيوان في اكتشاف حركة الحيوانات المفترسة والهروب قبل أن تتمكن الأخيرة من الضرب.

السمة المميزة الأخرى للعين المركبة هي ارتفاعها معدل اندماج وميض ، مما يعني أنه يمكن أن يدرك العمل كإطارات مستقلة متتالية للصور وليس كحركة مستمرة. يبلغ معدل الاندماج الوميض للعين المركبة حوالي 50 إطارًا في الثانية مقارنة بـ 12-15 إطارًا في الثانية للعين البشرية. من خلال إدراك الحركة ، تساعد العين المركبة المفصليات على الهروب من الحيوانات المفترسة.

صورة التعيين

يُنظر إلى هذا في الضوء الساطع ، عندما تنتشر الخلايا الصبغية في المناطق الانكسارية والحسية وتفصل تمامًا الأوماتيديا عن بعضها البعض ، بحيث تكون زاوية رؤية الأوماتيديوم درجة واحدة فقط ويمكن للأشعة الضوئية القادمة من الأمام فقط أن تدخل ommatidium ، في حين أن أشعة الضوء القادمة بزاوية تمتصها الصبغة قبل أن تصل إلى الأربطة. الصورة المتكونة في الدماغ عبارة عن فسيفساء من عدة نقاط ، كل واحدة منها مكونة من أوماتيديوم. يستخدم كل ommatidium جزءًا صغيرًا فقط من مجال الرؤية الكلي ، ثم يتم تجميع هذه الصور الصغيرة في الدماغ معًا لتشكيل صورة واحدة للكائن. نظرًا لأن كل نقطة منفصلة بوضوح عن الأخرى ، فإنها تسمى صورة الفسيفساء أو التطبيق. تعتمد حدة الصورة على عدد الأوماتيديا وعزلها عن بعضها البعض.

صورة التراكب

يحدث هذا النوع من الرؤية في الضوء الخافت في مفصليات الأرجل الليلية. تتقلص الخلايا الصبغية للسماح بدخول المزيد من الضوء إلى العين ، بحيث لا تظل الأوماتيديا معزولة بصريًا عن بعضها البعض ، مما يتيح حتى لأشعة الضوء المائلة أن تصطدم بواحد أو أكثر من الأوماتيديا. ينتج عن هذا تداخل البقع المجاورة للصور التي شكلتها ommatidia مختلفة. وهذا ما يسمى صورة التراكب لأن الصور المتداخلة تتشكل في الدماغ. هذه الصورة ليست حادة ولكنها ضبابية بسبب تداخل الصور.

الرؤية في أراشنيدا (العقرب) - العين البسيطة

ينتمي العقرب إلى فئة Arachnida ويمتلك عيونًا بسيطة فقط. لديها زوج من العيون غير المباشرة المتوسطة الكبيرة وثلاثة أزواج من العيون المباشرة الجانبية التي تعمل بطرق مختلفة في مواقف مختلفة.

العيون المتوسطة غير المباشرة: العيون المتوسطة هي محدبة كبيرة ومغطاة بشرة سميكة تشكل القرنية أو العدسة. تشكل اللحمة جسمًا زجاجيًا سميكًا يغذي العدسة. تشير الأربطة الحسية للخلف نحو الطبقة العاكسة المسماة تابيتوم. تحيط بالعديد من الخلايا الشبكية الحسية التي تنقل النبضات العصبية إلى العصب البصري ثم إلى الدماغ. تستخدم عيون العقرب المتوسطة للرؤية في الليل أو في الأماكن المظلمة لأن الضوء الخافت الذي يدخل العين ينعكس بواسطة التابيتوم ليضرب الخيوط مرة أخرى لتشكيل الرؤية.

العيون المباشرة الجانبية: العيون الجانبية صغيرة الحجم ، 3 أزواج وتقع على الجوانب الجانبية من بروسوما. هذه العين مغطاة من الخارج بعدسة ثنائية الوجه تتكون من بشرة شفافة. تشكل البشرة جسم زجاجي أرق تحت العدسة. يوجد داخل فنجان العين العديد من الخيوط التي تشير مباشرة إلى مصدر الضوء حيث يغيب التابيتوم في هذه العيون. كل رابدوم متصل في النهاية الخلفية بخلية شبكية حسية متصلة بالعصب. تستخدم العيون الجانبية لتوفير الرؤية في النهار أو في الضوء الساطع.

فيجن إنسيكتا (صرصور) - عيون بسيطة ومركبة

تمتلك الحشرات زوجًا واحدًا من العيون المركبة و 1-3 عين بسيطة أو عين أعلى الرأس. في الصرصور تكون العين بدائية.

عيون الحشرات المركبة: تكون العيون المركبة لاطئة على شكل بنية محدبة بنية سوداء ، على شكل كلية على الجانبين الجانبيين للرأس. تحتوي كل عين على حوالي 2000 أوماتيديا ، مشابهة في هيكلها لتلك الموصوفة سابقًا.

الأصباغ التي تفصل بين الأوماتيديا ليست قابلة للسحب في عيون الصرصور لأن الحيوان ليلي ويقضي النهار في الأماكن المظلمة. لكن العين تنتج رؤية فسيفساء مشابهة للقشريات. تم تكييف العيون المركبة خصيصًا لإدراك حركات الأشياء. تعتبر العين المركبة الحشرية بنية متطورة لأن عدد الأوماتيديا في عيون الحشرات يزيد مما يعطي العين حدة البصر. كما تزداد مسافة الرؤية في الحشرات المفترسة والحشرات الطائرة السريعة.

حشرة أوسيلي. إن Ocelli عيون بسيطة ، تشبه إلى حد ما عيون العنكبوتيات البسيطة وتوفر للعين رؤية بعيدة. يوفر Ocelli أيضًا رؤية ليلية للحشرات الطائرة ليلاً ، والتي تجد طريقها من خلال محاذاة بزاوية مع القمر أو النجوم. من خلال امتلاك كلا النوعين من العيون ، تتمتع الحشرات بكلا النوعين من الرؤى ، أي اكتشاف الحركة بالعيون المركبة والرؤية البعيدة بالعيون البسيطة أو العين.


الشروط والمفاهيم

  • خلية مخروطية
  • رؤية عالية الحدة
  • النقرة
  • تنشيط
  • الألوان المكملة
  • الألوان الأساسية
  • خلط الألوان المضافة
  • خلط اللون الطرح
  • إجهاد الخلايا المخروطية
  • بعد الصورة
  • شبكية العين

أسئلة

  • كم عدد الخلايا المخروطية الموجودة في 1 مم مربع في النقرة؟ كم عدد الخلايا المخروطية في 1 مم مربع عند حواف شبكية العين؟
  • كيف تنتشر الخلايا المخروطية فوق الشبكية؟
  • توصف الخلايا المخروطية أحيانًا بأنها حساسة للضوء ذي الموجة القصيرة أو المتوسطة أو الطويلة. ما هي الأطوال الموجية التي تتوافق مع الضوء الأحمر والأخضر والأزرق؟
  • ما الذي يسبب عمى الألوان؟
  • ما هي أجزاء الدماغ التي تستقبل الإشارات من الخلايا المخروطية؟

العصي والمخاريط هي موقع تحويل الضوء إلى إشارة عصبية. تحتوي كل من القضبان والمخاريط على أصباغ ضوئية. في الفقاريات ، الصورة الضوئية الرئيسية ، رودوبسين، يتكون من جزأين رئيسيين الشكل 17.19): opsin ، وهو بروتين غشائي (على شكل مجموعة من α-helices التي تمتد عبر الغشاء) ، وشبكية - جزيء يمتص الضوء. عندما يصطدم الضوء بمستقبلات ضوئية ، فإنه يتسبب في تغيير شكل الشبكية ، ويغير هيكلها من الانحناء ( رابطة الدول المستقلة ) شكل الجزيء إلى خطيه ( عبر ) الايزومر. هذا التشبيه الشبكي ينشط رودوبسين ، ويبدأ سلسلة من الأحداث التي تنتهي بإغلاق قنوات الصوديوم في غشاء المستقبل الضوئي. وهكذا ، على عكس معظم الخلايا العصبية الحسية الأخرى (التي تصبح مستقطبة من خلال التعرض لمحفز) ، تصبح المستقبلات البصرية مفرطة الاستقطاب وبالتالي تبتعد عن العتبة (الشكل 17.20).

الشكل 17.19. (أ) يحتوي Rhodopsin ، مستقبلات الضوء في الفقاريات ، على جزأين: البروتين عبر الغشاء opsin ، والشبكية. عندما يضرب الضوء شبكية العين ، فإنه يغير شكله من (ب) رابطة الدول المستقلة إلى شكل متحولة. يتم تمرير الإشارة إلى بروتين G يسمى Transducin ، مما يؤدي إلى سلسلة من الأحداث المصب.

الشكل 17.20.
عندما يضرب الضوء رودوبسين ، يتم تنشيط ترانسدوسين البروتين G ، والذي بدوره ينشط فسفوديستيراز. يقوم Phosphodiesterase بتحويل cGMP إلى GMP ، وبالتالي إغلاق قنوات الصوديوم. نتيجة لذلك ، يصبح الغشاء مفرط الاستقطاب. لا يطلق الغشاء مفرط الاستقطاب الغلوتامات إلى الخلية ثنائية القطب.

الكاميرا المدهشة في العالم و # 8217s: الجزء 2

لقد أتيحت لي مؤخرًا فرصة ركوب إحدى سيارات تسلا الكهربائية الأحدث. تحتوي لوحة العدادات على شاشة لمس واحدة تعرض منظوراً منظورياً للسيارة نفسها - كما لو رآها طائر يتبع السيارة بمقدار 300 قدم على ارتفاع حوالي 100 قدم. عرضت الشاشة أيضًا نماذج نماذج بتدرج الرمادي لجميع المركبات المحيطة ، جنبًا إلى جنب مع العلامات على الطريق ، وحد السرعة ، وإشارات المرور القريبة ، ومعلومات القيادة الأخرى. من حيث المبدأ ، يمكنك قيادة السيارة دون النظر إلى النافذة من خلال النظر إلى الشاشة فقط. على ما يبدو ، تقوم الكاميرات المحيطة بالمركبة بتغذية الصور إلى جهاز كمبيوتر يقوم ببناء نموذج افتراضي ثلاثي الأبعاد لبيئتها ، والذي يتم عرضه بعد ذلك على الشاشة. بمعنى آخر ، إنها تفعل بطريقة محدودة للغاية ما تفعله عيناك وعقلك بدقة أعلى بكثير في كل ثانية من حياتك الواعية.

إن قدرة العقل البشري على إنشاء تمثيل ثلاثي الأبعاد لبيئتك بناءً على المعلومات المرسلة عبر العصب البصري من عينين إلى الدماغ أمر رائع حقًا. يجب أن يعمل كل جزء كما هو مصمم حتى يعمل النظام. لذلك فإن الرؤية البشرية هي نظام معقد بشكل غير قابل للاختزال ولا يمكن أن تتطور بطريقة الداروينية الجديدة. العين من تصميم الله (أمثال 20:12 مزمور 94: 9).

علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء

العين البشرية عبارة عن حجرة كروية تقريبًا مليئة بمادة شفافة تشبه الهلام تسمى الخلط الزجاجي. تحيط طبقة خارجية بيضاء تسمى الصلبة بمقلة العين باستثناء منطقة صغيرة في مقدمة العين ، حيث تنتفخ القرنية الشفافة خارج الكرة. مباشرة خلف القرنية توجد الغرفة الأمامية المليئة بسائل صافٍ يسمى الخلط المائي. وراء الفكاهة المائية القزحية والعدسة. القزحية هي الجزء الملون من العين الذي يحيط بالبؤبؤ الداكن ، وتعمل كتعديل للفتحة التي يمكن أن تغير حجم التلميذ بسرعة. العدسة تشبه الهلام ويمكن أن تغير شكلها بحيث يتركز الضوء من المصادر الخارجية على الشبكية - السطح الحساس للضوء في الجزء الخلفي من العين.

لمحة عامة عن شبكية العين

تحتوي شبكية العين على نوعين من الخلايا التي تكشف عن الضوء تسمى العصي والمخاريط. هذه الأسماء ترجع إلى شكل هذه الخلايا. القضبان طويلة نسبيًا وتشبه الأسطوانة. المخاريط أقصر من القضبان وهي في الواقع مخروطية الشكل.

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من المخاريط ، كل منها حساس لنطاق معين من ترددات الضوء. نوع واحد من المخاريط شديد الحساسية للضوء الأزرق ، وآخر للضوء الأخضر ، والثالث للضوء الأحمر. ترسل هذه الأنواع الثلاثة من المخاريط إشارات كهروكيميائية إلى الخلايا المحيطة والتي تجمع المعلومات في إشارة مرسلة إلى الدماغ والتي ندركها كلون. لذلك فإن المخاريط ضرورية لقدرتنا على رؤية اللون. هم في المقام الأول ما نستخدمه عندما نقرأ. تحتوي العين البشرية على حوالي ستة ملايين مخروط.

لا يمكن للقضبان اكتشاف اللون لأنها كلها حساسة بنفس الدرجة لنفس طيف الألوان. لكن لديهم أغراض أخرى. يمكن للقضبان أن تكتشف الأشكال والحركة (بسبب طريقة اتصالها بالخلايا الأخرى). يتم توزيع القضبان في شبكية العين بشكل متساوٍ إلى حد ما أكثر من المخاريط ، بدلاً من أن تتركز بالقرب من مركز الرؤية. لذا ، فإن القضبان مفيدة جدًا في رؤيتنا المحيطية. تتمتع القضبان أيضًا بقدرة أكبر على اكتشاف الضوء الخافت من المخاريط. لذلك ، فإن القضبان مفيدة جدًا في الليل أو في ظروف مظلمة أخرى. تحتوي العين البشرية على حوالي 120 مليون قضيب.

باستخدام كاميرا من صنع الإنسان ، تحتاج عمومًا إلى اختيار ما إذا كنت تريد تكبير شيء ما لرؤيته بتفاصيل رائعة ، أو التصغير من أجل التقاط عرض بانورامي أكثر. تقوم العين البشرية بشكل أساسي بالأمرين معًا. ولكن كيف يمكنها فعل ذلك دون إغراق الدماغ بالمعلومات؟ تتعلق الإجابة بطريقة توزيع العصي والأقماع.

تتركز الأقماع على وجه الخصوص بشكل كبير بالقرب من مركز مجال رؤيتنا. في الواقع ، المكان على شبكية العين الذي يمثل مركز مجال رؤيتنا مليء بالمخاريط وليس به أي قضبان على الإطلاق. هذا الموقع يسمى النقرة. عندما تنظر مباشرة إلى شيء ما ، فإن ضوءه يسقط مباشرة على النقرة. نظرًا لوجود عدد كبير من الأقماع في النقرة ، نحصل على عرض تفصيلي للغاية لأي شيء يقع مباشرة في مركز مجال رؤيتنا. القدرة على رؤية التفاصيل الصغيرة تسمى حدة البصر.

من ناحية أخرى ، لدينا كثافة أقل من خلايا استشعار الضوء البعيدة عن النقرة. هذا هو السبب في أنه لا يمكنك قراءة النص بسهولة إلا إذا كنت تنظر إليه مباشرة. إذا نظرت بعيدًا عن هذه المقالة ، ستجد أنه لا يزال بإمكانك مشاهدة المقالة ، لكن لا يمكنك قراءة الكلمات. حدة البصر في رؤيتنا المحيطية أقل بكثير مما هي عليه بالقرب من مركز رؤيتنا. هذه هي الطريقة التي يتجنب بها دماغنا التحميل الزائد للمعلومات ، ومع ذلك لا يزال لدينا بعض المعرفة البصرية بمحيطنا. إنه حل مبتكر.

عضلات العين

من أجل رؤية شيء بأدق التفاصيل ، نحتاج إلى تدوير كلتا العينين بحيث يسقط ضوءها على نقرة كل عين. يتم تحقيق ذلك من خلال ست عضلات متصلة بالسطح الخارجي للعين. أربعة من هذه العضلات يمكنك التحكم فيها بشكل مباشر إلى حد ما. إنها تسمح لك بالنظر إلى اليسار أو اليمين أو الأعلى أو الأسفل أو أي مجموعة. هؤلاء الأربعة مرتبطون بحلقة الزين من وراء العين من طرف ، والطرف الآخر متصل بجانب العين التي يشدّون عليها. لذلك ، إذا نظرنا إلى اليسار ، فإن عضلات الجانب الأيسر من العين تنثني.

العضلتان الأخريان هما المائلة العلوية والسفلية المائلة. يقومون بتدوير العينين في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة بحيث تظل عينيك منتصبتين عند إمالة رأسك من جانب إلى آخر. يمكنك رؤية ذلك من خلال النظر في المرآة ، وملاحظة مواضع الأوعية الدموية الصغيرة في الصلبة (الجزء الأبيض من العين) أثناء إمالة رأسك جانبًا. هذه العضلات ضرورية أيضًا لمساعدة العضلات الرأسية (العلوية والسفلية) في العين لأن الأخيرة ليست متصلة بزاوية 90 درجة بالضبط بالنسبة لمقدمة العين.

ترتبط العضلة المائلة السفلية بالجانب السفلي من العين ، على الجانب المقابل للأنف. يلتف تحت العين باتجاه الأنف ، ويلتصق بجدار الأنف. عند ثنيها ، تقوم بتدوير الجزء السفلي من العين باتجاه الأنف. ترتبط العضلة المائلة العلوية بالجانب العلوي للعين أيضًا على الجانب المقابل للأنف. لكن الطرف الآخر يعلق - ليس بجدار الأنف المداري - ولكن بالجزء الخلفي من المدار (خلف العين). فكيف يمكنها تدوير العين بشكل صحيح؟ من أجل الشد في الاتجاه الصحيح ، يتم توجيه العضلات من خلال بكرة تسمى تروكليا وهو متصل بجدار الأنف العلوي. تقوم البكرة بإعادة توجيه القوة بحيث عندما تنثني العضلة ، يتم تدوير الجزء العلوي من العين نحو الأنف!

أتحدى أي من دعاة التطور أن يشرح كيف يمكن لهذا النظام أن يتطور. تكون العضلة الطرفية عديمة الفائدة بدون العضلة المائلة العلوية ، ولن تسحب العضلة المائلة العلوية في الاتجاه الصحيح بعيدًا عن العضلة الطرفية. علاوة على ذلك ، كيف تطورت العضلة بحيث تنمو بالفعل عبر العضلة الطرفية؟ إن العين حقًا من روائع التصميم.

عندما تريد النظر مباشرة إلى شيء ما في مجال رؤيتك ، تنثني عضلات العين الست أو تسترخي بالطريقة الصحيحة لتحقيق ذلك. في غضون جزء من الثانية ، يتم ضبط كلتا العينين بحيث تقع صورة الشيء محل الاهتمام مباشرة على نقرة كل عين. كلتا العينين موجهتان الآن إلى نفس الموقع بالضبط. بالقياس ، تخيل أنك تحمل مسدسين ، أحدهما في يدك اليمنى والآخر في يدك اليسرى. تخيل أن تكون جيدًا جدًا ، بحيث يمكنك سحب كلتا البنادق بسرعة وليس فقط ضرب ما تريد ، ولكن كلتا الرصاصتين من كلا البندقية تمر عبر نفس الفتحة! هذا هو ما تفعله عيناك طوال الوقت.

تختلف الصورة التي تتكون في شبكية عينك اليسرى قليلاً عن الصورة في عينك اليمنى. هذا لأن عينيك في مواقع مختلفة قليلاً (مفصولة أفقيًا في مكان ما بين 50 و 70 ملليمترًا) وبالتالي يكون لها مناظر مختلفة قليلاً للمشهد. الكائن الذي تبحث عنه بنشاط يقع بشكل طبيعي مباشرة على نقرة كل عين. لكن الأشياء المحيطة بها ستظهر منتقلة من عين إلى أخرى.

لرؤية هذا بنفسك ، أمسك السبابة على مسافة ذراع وركز عليها. ثم أغلق عينك اليسرى. افتح الآن عينك اليسرى مع إغلاق عينك اليمنى. أثناء تكرار ذلك ، ستلاحظ أن الخلفية تبدو وكأنها تتحول إلى اليسار واليمين بالنسبة لإصبعك. ركز الآن على الخلفية وقم بإجراء نفس التجربة. هذه المرة ، تظل الخلفية ثابتة بينما يقفز إصبعك إلى اليسار واليمين. هذا التأثير يسمى المنظر.

يستطيع دماغك دمج المعلومات التي تنتجها الصور المختلفة قليلاً عن العينين وتفسير النتيجة على أنها مسافة لجميع الكائنات في مجال الرؤية. سواء ركزت على إصبعك أو الخلفية ، فإن الدماغ يدرك على الفور أن إصبعك أقرب بكثير من الخلفية. لهذا السبب ، نعرف على الفور المسافة التقريبية لأي كائنات قريبة. نحن نرى العالم ثلاثي الأبعاد. هذه رؤية مجسمة.

تعمل قدرتنا على تقدير المسافات باستخدام اختلاف المنظر بشكل أفضل مع الأشياء التي تقع في نطاق 10 أقدام أو نحو ذلك ، ولا تزال فعالة إلى حد ما للمسافات عدة مرات. ولكن بالنسبة للأجسام البعيدة جدًا ، يكون الاختلاف في الصورتين صغيرًا جدًا بحيث لا ينتج عنه إدراك دقيق للعمق. وراء هذه المسافات ، يستخدم الدماغ أدلة أخرى مثل الحجم الظاهر أو الحركة الظاهرة لتقدير المسافة. يحدث كل هذا دون تفكير واعٍ ، مما يوفر لك نموذجًا عقليًا ثلاثي الأبعاد فوريًا لمحيطك المرئي.

من الممكن خداع إدراكنا العميق في ظل ظروف معينة. تستخدم الأفلام ثلاثية الأبعاد نظارات خاصة لإرسال صورة مختلفة لكل عين ، وبالتالي تكرار الإحساس بالعمق على شاشة فيلم مسطحة. للمسافات التي تتجاوز قدرتنا المجسمة كثيرًا ، يجب استخدام أدلة أخرى ويمكن أحيانًا إساءة تفسيرها. على سبيل المثال ، عندما يكون القمر مرتفعًا في السماء وبعيدًا عن أي كائن مرجعي آخر ، يميل الدماغ إلى افتراض أن القمر صغير جدًا في الواقع وبالتالي قريب نسبيًا. ولكن عندما يرتفع القمر لأول مرة ، فإن الدماغ يدرك بسهولة أنه بعيد جدًا لأنه محجوب جزئيًا بواسطة الأشجار أو المنازل البعيدة. استنتج الدماغ بحق أن القمر أبعد من تلك الأشياء الأخرى ، وبالتالي يجب أن يكون هائلاً. لاحظ الكثير من الناس هذا "وهم القمر" عندما يقترب القمر من الأفق. لكن هذا مجرد وهم - الحجم الزاوي للقمر ليس أكبر مما هو عليه عندما يكون مرتفعًا في السماء.

رأسا على عقب

أحد الجوانب الرائعة الأخرى للرؤية البشرية يتعلق بالصورة التي تتشكل على شبكية العين. عندما تمر أشعة ضوء متوازية عبر عدسة محدبة ، فإنها تشكل صورة للمصدر عند نقطة التركيز. ومع ذلك ، فإن هذه الصورة مقلوبة بالنسبة إلى الصورة الأصلية. في الواقع ، الصورة التي تتشكل على شبكية العين مقلوبة بالنسبة لمصدرها. ومع ذلك ، فإننا لا نرى العالم مقلوبًا رأسًا على عقب. لماذا هذا؟

في أي وقت من الأوقات ، لا يتم قلب الصورة المقلوبة على شبكية العين إلى وضعها الطبيعي المستقيم. يتعلم الدماغ ببساطة كيفية تفسير الصور المقلوبة. لقد تعلم الدماغ أن الضوء الساقط على الجزء السفلي من الشبكية يأتي من الأعلى. لقد أصبحت طبيعة ثانية بالنسبة لنا ، حتى نفسر هذه الصور المقلوبة ونستجيب لها بشكل صحيح.

ماذا سيحدث إذا كانت الصور الموجودة على شبكية العين متجهة لأعلى؟ فحص العلماء هذا السيناريو من خلال إنشاء "مناظير مقلوبة" ، تسمى أيضًا "نظارات مقلوبة". تستخدم هذه النظارات المنشورات لقلب جميع الصور رأسًا على عقب وعكسها من اليسار إلى اليمين. لذلك ، عندما يرتدي الشخص هذه النظارات ، فإن صورة أي جسم يقع على شبكية العين تكون في الواقع موجهة بشكل صحيح. عندما يرتدي الفرد هذه النظارات لأول مرة ، يظهر العالم رأسًا على عقب. لكن العلماء وجدوا أنه بعد أسبوع واحد من ارتداء هذه النظارات باستمرار ، سيتكيف الدماغ تمامًا ويظهر العالم في الجانب الأيمن لأعلى! يمكن للفرد أن يفعل أي شيء يمكنه القيام به من قبل - حتى ركوب الدراجة. إن قدرة الدماغ البشري على التكيف في ظل هذه الظروف رائعة حقًا. عندما يتم إزالة النظارات أخيرًا ، يتكيف الدماغ (بسرعة أكبر بكثير) مع الصور المقلوبة.

ربما يوجد تطبيق روحي لهذه الحقيقة الفسيولوجية الغريبة. في حالتنا الخاطئة الساقطة ، نحن ننظر إلى العالم بشكل غير صحيح. نحن ندرك أن الإنسان هو مركز الحقيقة ، ودين الحق والصواب ، ومع الله دائمًا في المحاكمة. لكن هذا مقلوب. إنه عكس الواقع تمامًا. الله هو مركز الحقيقة ، وهو ديان كل الحقيقة ، والإنسان ببساطة خليقة سيدينها الله. الكتاب المقدس مثل النظارات التي تعطينا النظرة الحقيقية للكون - الطريقة الصحيحة لإدراك الواقع. لكن العقل غير المتجدد أصبح معتادًا جدًا على النظر إلى العالم رأسًا على عقب ، بحيث تبدو النظرة الكتابية الصحيحة للعالم مقلوبة في البداية.

لقد اعتاد المذنبون ببساطة على رؤية العالم رأساً على عقب بحيث يبدو طبيعياً وصحيحاً. تبدو الحقائق الكتابية مثل "أحب عدوك" أو "الوديع يرثون الأرض" معكوسة لقلب مقلوب رأسًا على عقب. لكن الرب يستطيع أن يدير قلوبنا لنحبّه ونعرف الحقيقة. نحن بحاجة إلى مساعدة الروح القدس لتغيير أذهاننا ، لاستخدامه بشكل صحيح ، ولرؤية العالم كما هو حقًا.


الفرق بين العيون المركبة والعيون البسيطة

العيون البسيطة والعيون المركبة نوعان رئيسيان من العيون الموجودة في الحيوانات ، وهناك العديد من الاختلافات بين بعضها البعض. من أجل فهم ما إذا كانت عين معينة هي عين مركبة أم عين بسيطة ، سيكون من المفيد الاطلاع على بعض المعلومات حول هذه العين. تقدم هذه المقالة بعض المعلومات المهمة حول النوعين بإيجاز ، وأخيراً تتيح للقارئ الاطلاع على الاختلافات المهمة بين العيون البسيطة والمركبة.

ما هي العيون البسيطة؟

على الرغم من أن الاسم يوحي ببعض البساطة ، إلا أن العيون البسيطة ليست بسيطة في الحساسية للضوء والدقة ولكن فقط في الهيكل. تم العثور على عيون بسيطة في العديد من شعب المملكة الحيوانية بما في ذلك الفقاريات واللافقاريات. هناك أنواع قليلة من العيون البسيطة المعروفة باسم عيون الحفرة ، وعيون العدسة الكروية ، والعدسات المتعددة ، والقرنية الانكسارية ، والعيون العاكسة. عيون الحفرة هي الأكثر بدائية من بين جميع أنواع العيون ، وهناك انخفاض صغير مع مجموعة من خلايا الاستقبال الضوئي. من المهم أن نلاحظ أن أفاعي الحفرة لديها عيون حفرة لاستشعار الأشعة تحت الحمراء لحيواناتها المفترسة. تحتوي عيون العدسة الكروية على عدسة في الهيكل ، لكن النقطة المحورية عادة ما تكون خلف شبكية العين ، مما يتسبب في صورة ضبابية لاكتشاف شدة الضوء. عدسات متعددة للعيون البسيطة هي نوع مثير للاهتمام مع وجود أكثر من عدسة في العين ، والتي تمكنهم من تكبير الصورة والحصول على صورة حادة ومركزة. بعض الحيوانات المفترسة مثل العناكب والنسور هي أمثلة جيدة لهذا النوع من ترتيب العدسات. العيون ذات القرنية الانكسارية لها طبقة خارجية من مادة تخترق الضوء ، والعدسة ليست عادة كروية ، ولكن يمكن تغيير شكلها وفقًا للأطوال البؤرية. تعتبر العيون العاكسة ظاهرة رائعة توفر منصة اتصال مشتركة للكائنات الحية الأخرى أيضًا. تنعكس الصورة المتكونة في عين المرء على مكان آخر حتى تتمكن الكائنات الحية الأخرى من رؤيتها. تعمل كل هذه الأنواع من العيون البسيطة في أخذ المعلومات فيما يتعلق بالضوء للحفاظ على الجسم. على الرغم من أن كل هذه العيون بسيطة ، فإن جميع الفقاريات العليا بما في ذلك البشر لها عيون بسيطة.

ما هي العيون المركبة؟

تتشكل العيون المركبة عن طريق تكرار نفس الوحدات الأساسية للمستقبلات الضوئية المسماة ommatidia. تحتوي الأوماتيديوم على عدسة وخلايا مستقبلية للضوء بشكل أساسي ، وتفصل الخلايا الصبغية كل أوماتيديوم بصرف النظر عن الجيران. ومع ذلك ، فإن العيون المركبة قادرة على اكتشاف الحركات وكذلك استقطاب ضوء الشمس ، بالإضافة إلى استقبال الضوء. تمتلك الحشرات ، وخاصة نحل العسل ، القدرة على فهم الوقت من اليوم باستخدام استقطاب ضوء الشمس من عيونهم المركبة. هناك أنواع قليلة من العيون المركبة المعروفة باسم Apposition و Superposition و Parabolic suspension وبعض الأنواع الأخرى. تتشكل المعلومات حول الصور من خلال ommatidiais المأخوذة في الدماغ ، ويتم دمج الصورة بأكملها هناك من أجل فهم الكائن في عيون التطبيق. تشكل عيون التراكب الصورة عن طريق عكس أو انكسار الضوء المستلم عبر المرايا أو العدسات ، ثم يتم نقل بيانات الصورة إلى الدماغ ، لفهم الشيء. تستخدم عيون التعليق المكافئ مبادئ كل من عيون التراكب والتراكب. تحتوي معظم الحلقات والمفصليات والرخويات على عيون مركبة ، ويمكنها رؤية الألوان أيضًا.

ما هو الفرق بين العيون البسيطة والعيون المركبة؟

• تتكون العيون المركبة من عناقيد من ommatidia ، ولكن العيون البسيطة تتكون من وحدة واحدة فقط من العين.

• تم العثور على العيون المركبة في معظم المفصليات ، الحلقية والرخويات. ومع ذلك ، توجد عيون بسيطة بين أنواع عديدة من الكائنات الحية بما في ذلك معظم الفقاريات العليا.

• يمكن أن تغطي العيون المركبة زاوية أوسع مقارنة بالعيون البسيطة.

• أنواع العيون البسيطة أكثر تنوعًا من العيون المركبة.

• يمكن فهم استقطاب ضوء الشمس من خلال عيون مركبة ، ولكن ليس من خلال عيون بسيطة.


انظر التغيير: عينان ، صورة واحدة

مقدمة
هل يمثل إمساك الكرة أو شعوذتها أو ضربها بالرأس تحديًا بالنسبة لك؟ إذا سبق لك أن حاولت إدخال خيط إبرة ، فهل انتهى الأمر بالإحباط؟ هل فكرت يومًا في لوم عينيك؟ تساعدك العينان اللتان تعملان معًا في تقدير المسافة التي تبعدها الكرة أو مكان الخيط بالنسبة للإبرة. هذا & ldquoworking & rdquo للعيون يحدث في الواقع في الدماغ. يتلقى الدماغ صورتين (واحدة لكل عين) ، ويعالجها مع المعلومات الأخرى الواردة ويعيد صورة واحدة ، مما يؤدي إلى ما & ldquosee & rdquo. هل تشعر بالفضول حول كيفية دخول إدراك العمق في الصورة؟ & ldquo شاهد & rdquo لنفسك من خلال هذا النشاط!

خلفية
البشر لديهم عينان ، لكننا نرى صورة واحدة فقط. نحن نستخدم أعيننا في تآزر (معًا) لجمع المعلومات حول محيطنا. الرؤية ثنائية العينين (أو ذات العينين) لها مزايا عديدة ، من بينها القدرة على رؤية العالم من خلال ثلاثة أبعاد. يمكننا رؤية العمق والمسافة لأن أعيننا تقع عند نقطتين مختلفتين (تفصل بينهما 7.5 سم تقريبًا) على رؤوسنا. تنظر كل عين إلى عنصر ما من زاوية مختلفة قليلاً وتسجل صورة مختلفة قليلاً على شبكية العين (الجزء الخلفي من العين). يتم إرسال الصورتين إلى الدماغ حيث تتم معالجة المعلومات. في جزء من الثانية ، يجلب دماغنا صورة واحدة ثلاثية الأبعاد لإدراكنا. يسمح لنا الجانب ثلاثي الأبعاد للصورة بإدراك العرض والطول والعمق والمسافة بين الكائنات. يشير العلماء إلى هذا على أنه مجهر مجهر.

يستخدم الفنانون مجهرًا مجهرًا لإنشاء أفلام وصور ثلاثية الأبعاد. يظهرون لكل عين صورة مختلفة قليلاً. تُظهر الصورتان الأشياء كما تُرى من زوايا مختلفة قليلاً ، كما هو الحال عندما ترى الكائن في الحياة الواقعية. بالنسبة لبعض الأشخاص ، من السهل دمج صورتين مختلفتين قليلاً معروضة في كل عين ، يجد الآخرون صعوبة أكبر. قد يعتمد إدراكهم للعمق أكثر على أدلة أخرى. قد يجدون متعة أقل في الصور ثلاثية الأبعاد ، والأفلام أو الألعاب ، وبعض المهام و mdashs مثل خيط إبرة أو لعب الكرة و mdashmight يكون أكثر صعوبة.

  • ثلاث أقلام تحديد بألوان مختلفة يمكنها الوقوف عموديًا بسهولة
  • مسطرة
  • طاولة
  • الة تصوير
  • مساحة عمل مسطحة ، مثل سطح الطاولة

تحضير

  • ضع العلامة الأولى ، عموديًا ، على بعد 30 سم من حافة الطاولة.
  • ضع العلامة التالية على بعد 30 سم خلفها (60 سم من الحافة) وضع آخر 30 سم من العلامة الثانية (90 سم من الحافة). (إذا لم تكن طاولتك طويلة بما يكفي ، يمكنك وضع صانعاتك الثلاثة على مسافة 15 و 30 و 45 سم من حافة الطاولة.)
  • ضع نفسك على حافة الطاولة وقم بثني ركبتيك بحيث يكون مستوى عينك في مستوى العلامات.
  • أغلق أو غطِ عينك اليمنى وانظر بالعين اليسرى فقط. حرك رأسك بحيث تكون العلامات الثلاثة خلف الأخرى مباشرة. هل من الممكن إخفاء العلامة الثانية والثالثة خلف الأول؟
  • حافظ على وضع رأسك كما هو ولكن الآن أغلق أو قم بتغطية العين اليسرى وانظر بالعين اليمنى فقط. ماذا ترى؟ هل ما زالت العلامة الثانية والثالثة في صورتك مخفية خلف العلامة الأولى؟ حسب اعتقادك لماذا حدث هذا؟
  • مع إبقاء عينك اليسرى مغطاة ، قم بتغيير موضعك بحيث يتم إخفاء العلامات الثانية والثالثة بواسطة العلامة الأولى. بدّل العيون التي تنظر بها مرة أخرى. هل حدث مرة أخرى؟ هذه المرة لاحظ بعض التفاصيل. في صورتك ، هل العلامة الثانية على يمين أو يسار العلامة الأولى؟ ماذا عن آخر علامة؟ ما مدى تباعد العلامات في صورتك؟ هل ترى مسافة بين العلامة الأولى والثانية؟ هل ترى مساحة كبيرة بين العلامتين الثانية والثالثة (تلك البعيدة عنك)؟ هل لا تزال بعض العلامات متداخلة جزئيًا؟
  • افتح أو اكشف عينك اليمنى وانظر بكلتا العينين. ماذا ترى؟ هل هناك علامات مخفية بعلامات أقرب؟ حاول تغيير موضع وجهك بحيث تخفي العلامة الأقرب العلامات البعيدة في صورتك. هل هو سهل؟ هل هذا ممكن؟
  • استخدم الكاميرا لدراسة هذا بمزيد من التفصيل. ضع الكاميرا بحيث تخفي العلامة الأولى العلامة الثانية والثالثة. يمكن أن تبرز قمم العلامات. التقط صوره.
  • حول الكاميرا حوالي 7.5 سم أفقيًا إلى الجانب ، والتقط صورة ثانية. تذكر ما إذا كنت انتقلت إلى اليمين أو اليسار. إذا قمت بالانتقال إلى اليمين ، فإن الصورة الأولى تمثل ما تراه العين اليسرى. إذا قمت بالانتقال إلى اليسار ، فإن الصورة الأولى تمثل ما تراه عينك اليمنى.
  • أنظر إلى الصور. تعكس هذه الصور ما سجلته عينك اليمنى واليسرى. (تفصل بين عيون الإنسان حوالي 7.5 سم). هل الصورتان متطابقتان؟ بأي طريقة يختلفون؟
  • يستخدم الدماغ المواقع المختلفة للأشياء في الصور التي تتلقاها العين اليمنى واليسرى لخلق إدراك العمق. هل يمكنك العثور على بعض القواعد التي يستخدمها الدماغ؟ أي علامة تعتقد أنها تتغير أكثر فيما يتعلق بنقطة بعيدة أو فيما يتعلق بالعلامة الأخيرة و mdashthe الأقرب واحد أو الذي هو أبعد من ذلك؟
  • في الصورة الأولى ، تصطف العلامات الثلاثة. في الثانية هم ليسوا كذلك. قم بقياس مقدار إزاحة العلامة الثانية فيما يتعلق بالعلامة الأخيرة. قم الآن بقياس مقدار إزاحة العلامة الأولى ، التي تم وضعها بالقرب من الكاميرا ، فيما يتعلق بالعلامة الأخيرة. هل يزيد الإزاحة أم ينقص عندما توضع الأشياء بعيدًا عن المراقب؟
  • انظر إلى صورتك الثانية. هل تم إزاحة علامتك الثانية إلى اليمين أو اليسار بالنسبة إلى آخر علامة؟ ماذا عن العلامة الأولى؟ هل هذا الاتجاه مطابق للاتجاه الذي حركت الكاميرا فيه؟
  • هل يمكنك أن تتخيل كيف ستبدو الصورة إذا قمت بتحويل الكاميرا بحوالي 7.5 سم إلى الجانب الآخر؟ يمكنك تكرار جزء من الإجراء حيث تلتقط الصور ولكن الآن قم بتحويل الكاميرا إلى الجانب الآخر لمعرفة ذلك.
  • إضافي: دراسة العوامل الأخرى التي قد تؤثر على التحول. هل تتغير العلامات أكثر أو أقل فيما يتعلق ببعضها البعض إذا كنت (كمراقب) تضع نفسك بعيدًا عن مجموعة العلامات؟ ماذا يحدث إذا نظرت إلى نقطة بعيدة في الخلفية؟ (أي قارن التحول فيما يتعلق بنقطة في الخلفية.) يمكن أن تساعدك الصور في إجراء تحليل أكثر تفصيلاً. يمكن أن يساعدك صف من الأشجار المتباعدة بشكل متساوٍ أو أعمدة الإنارة أو أشياء أخرى على طول شارع مستقيم في إجراء تحقيق أكثر تفصيلاً.
  • إضافي: تخيل ماذا سيحدث إذا تم فصل أعيننا بمسافة أفقية أطول. هل تعتقد أن الانزياح الأفقي سيكون أكبر أم أصغر؟ماذا تعتقد أنه سيحدث إذا تم تحريك أعيننا عموديًا بدلاً من أفقيًا؟ التقط صورًا حيث تضع الكاميرا في مواقع مختلفة قليلاً في الفضاء لمعرفة ذلك. هل يمكنك أن تجد بعض المزايا والعيوب لفصل العيون كما هو الحال حاليًا في البشر؟
  • إضافي: يسهل إدراك العمق المناسب المهام مثل لعب الكرة وخيط إبرة والقيادة. لتجربة مدى صعوبة لعب الكرة وخيط إبرة في الرؤية الأحادية (أو العين الواحدة) ، قم بتغطية إحدى العينين وقم بتنفيذ المهمة. كن حذرا ، رغم أن هذا صعب! ابدأ برمي الكرة بهدوء. لا تقم بأية مهام خطيرة مع تغطية عين واحدة.

الملاحظات والنتائج
هل رأيت كيف تسجل عينك اليمنى العالم بشكل مختلف عن عينك اليسرى؟ هل رأيت كيف أدى استخدام كلتا العينين إلى إنشاء صورة مختلفة؟

عندما تصطف العلامات بحيث تتمكن عينك اليسرى من رؤية العلامة الأولى فقط ، لم تعد مصطفة عندما نظرت بالعين اليمنى فقط. حدث شيء مشابه عندما اصطفت العلامات لعينك اليمنى وانتقلت إلى عرض العين اليسرى فقط. هذه المرة تم إزاحة العلامات إلى اليمين في صورتك. حدث هذا لأن كل عين نظرت إلى صف العلامات من زاوية مختلفة قليلاً.

مع فتح كلتا العينين ، ربما كان من الصعب جدًا أو من المستحيل وضع نفسك بحيث يمكنك رؤية العلامة الأولى فقط. يواجه معظم الأشخاص صعوبة في دمج الصور التي أنشأتها كل عين في هذا الإعداد المحدد. ربما تكون قد اختبرت أنك قمت بالتبديل بين الصور أو كان لديك رؤية مزدوجة.

سمحت لك الصور التي التقطتها بالكاميرا بمقارنة مقدار تحول علامة أقرب بالنسبة إلى علامة أبعد. إذا أجريت المزيد من الاختبارات ، فربما تكون قد اكتشفت أن التحول يعتمد على المسافة بين الكائنات ، والمسافة بينك وبين الأشياء ، والنقطة التي تنظر إليها (تسمى أيضًا نقطة التركيز).

المزيد للاستكشاف
ملاحظات محاضرة التصور: العمق والحجم والشكل ، من البروفيسور ديفيد هيجر ، قسم علم النفس ، جامعة نيويورك
علم النجوم: قياس المسافات الفلكية باستخدام المنظر ، من Scientific American.
البصر (الرؤية) ، من جامعة واشنطن

جلب لك هذا النشاط بالشراكة مع Science Buddies


محتويات

المصطلح منظار مقرب يأتي من اثنين من الجذور اللاتينية ، بيني لمضاعفة و العين للعين. [12]

بعض الحيوانات - عادة ، ولكن ليس دائمًا ، حيوانات مفترسة - تضع عينها على جوانب متقابلة من رؤوسها لإعطاء أوسع مجال رؤية ممكن. تشمل الأمثلة الأرانب والجاموس والظباء. في مثل هذه الحيوانات ، غالبًا ما تتحرك العيون بشكل مستقل لزيادة مجال الرؤية. حتى بدون تحريك أعينهم ، تتمتع بعض الطيور بمجال رؤية بزاوية 360 درجة.

بعض الحيوانات الأخرى - عادة ، ولكن ليس دائمًا ، الحيوانات المفترسة - تضع عينها على مقدمة رؤوسها ، مما يسمح برؤية مجهر وتقليل مجال رؤيتها لصالح التجسيم. ومع ذلك ، فإن العيون الأمامية هي سمة متطورة للغاية في الفقاريات ، ولا يوجد سوى ثلاث مجموعات باقية من الفقاريات ذات العيون الأمامية حقًا: الرئيسيات والثدييات آكلة اللحوم والطيور الجارحة.

بعض الحيوانات المفترسة ، لا سيما الحيوانات الكبيرة مثل حيتان العنبر والحيتان القاتلة ، تضع عينها على جانبي رأسها ، على الرغم من أنه من الممكن أن يكون لديها مجال بصري ثنائي العينين. [13] الحيوانات الأخرى التي ليست بالضرورة حيوانات مفترسة ، مثل خفافيش الفاكهة وعدد من الرئيسيات لها أيضًا عيون أمامية. عادة ما تكون هذه حيوانات تحتاج إلى تمييز / إدراك دقيق للعمق على سبيل المثال ، تعمل الرؤية المجهرية على تحسين القدرة على انتقاء فاكهة مختارة أو العثور على فرع معين وفهمه.

يُطلق على اتجاه النقطة بالنسبة إلى الرأس (الزاوية بين الموضع المستقيم للأمام والموضع الظاهر للنقطة ، من المركز الخارجي) الاتجاه المرئي ، أو الإصدار. الزاوية بين خط الرؤية للعينين عند تثبيت نقطة تسمى التباين المطلق أو المنظر ثنائي العين أو طلب التأرجح (عادةً ما يكون مجرد vergence). يتم وصف العلاقة بين موضع العينين والإصدار والرجوع من خلال قانون هيرنج للاتجاه البصري.

في الحيوانات ذات العيون الأمامية ، تتحرك العينان عادة معًا.

حركات العين إما ملتحمة (في نفس الاتجاه) ، حركات عينية نسخة ، وعادة ما توصف بنوعها: الرماح أو السعي السلس (أيضًا رأرأة وانعكاس الدهليزي العيني). أو أنها مفككة (في الاتجاه المعاكس) ، حركات العين vergence. The relation between version and vergence eye movements in humans (and most animals) is described by Hering's law of equal innervation.

Some animals use both of the above strategies. A starling, for example, has laterally placed eyes to cover a wide field of view, but can also move them together to point to the front so their fields overlap giving stereopsis. A remarkable example is the chameleon, whose eyes appear as if mounted on turrets, each moving independently of the other, up or down, left or right. Nevertheless, the chameleon can bring both of its eyes to bear on a single object when it is hunting, showing vergence and stereopsis.

Binocular summation is the process by which the detection threshold for a stimulus is lower with two eyes than with one. [14] There are various types of possibilities when comparing binocular performance to monocular. [14] Neural binocular summation occurs when the binocular response is greater than the probability summation. Probability summation assumes complete independence between the eyes and predicts a ratio ranging between 9-25%. Binocular inhibition occurs when binocular performance is less than monocular performance. This suggests that a weak eye affects a good eye and causes overall combined vision. [14] Maximum binocular summation occurs when monocular sensitivities are equal. Unequal monocular sensitivities decrease binocular summation. There are unequal sensitivities of vision disorders such as unilateral cataract and amblyopia. [14] Other factors that can affect binocular summation include are, spatial frequency, stimulated retinal points, and temporal separation. [14]

Apart from binocular summation, the two eyes can influence each other in at least three ways.

    . Light falling in one eye affects the diameter of the pupils in both eyes. One can easily see this by looking at a friend's eye while he or she closes the other: when the other eye is open, the pupil of the first eye is small when the other eye is closed, the pupil of the first eye is large. and vergence. Accommodation is the state of focus of the eye. If one eye is open and the other closed, and one focuses on something close, the accommodation of the closed eye will become the same as that of the open eye. Moreover, the closed eye will tend to converge to point at the object. Accommodation and convergence are linked by a reflex, so that one evokes the other. . The state of adaptation of one eye can have a small effect on the state of light adaptation of the other. Aftereffects induced through one eye can be measured through the other.

Once the fields of view overlap, there is a potential for confusion between the left and right eye's image of the same object. This can be dealt with in two ways: one image can be suppressed, so that only the other is seen, or the two images can be fused. If two images of a single object are seen, this is known as double vision or diplopia.

Fusion of images (commonly referred to as 'binocular fusion') occurs only in a small volume of visual space around where the eyes are fixating. Running through the fixation point in the horizontal plane is a curved line for which objects there fall on corresponding retinal points in the two eyes. This line is called the empirical horizontal horopter. There is also an empirical vertical horopter, which is effectively tilted away from the eyes above the fixation point and towards the eyes below the fixation point. The horizontal and vertical horopters mark the centre of the volume of singleness of vision. Within this thin, curved volume, objects nearer and farther than the horopters are seen as single. The volume is known as Panum's fusional area (it's presumably called an area because it was measured by Panum only in the horizontal plane). Outside of Panum's fusional area (volume), double vision occurs.

When each eye has its own image of objects, it becomes impossible to align images outside of Panum's fusional area with an image inside the area. [15] This happens when one has to point to a distant object with one's finger. When one looks at one's fingertip, it is single but there are two images of the distant object. When one looks at the distant object it is single but there are two images of one's fingertip. To point successfully, one of the double images has to take precedence and one be ignored or suppressed (termed "eye dominance"). The eye that can both move faster to the object and stay fixated on it is more likely to be termed as the dominant eye. [15]

The overlapping of vision occurs due to the position of the eyes on the head (eyes are located on the front of the head, not on the sides). This overlap allows each eye to view objects with a slightly different viewpoint. As a result of this overlap of vision, binocular vision provides depth. [16] Stereopsis (from stereo- meaning "solid" or "three-dimensional", and opsis meaning “appearance” or “sight”) is the impression of depth that is perceived when a scene is viewed with both eyes by someone with normal binocular vision. [16] Binocular viewing of a scene creates two slightly different images of the scene in the two eyes due to the eyes' different positions on the head. These differences, referred to as binocular disparity, provide information that the brain can use to calculate depth in the visual scene, providing a major means of depth perception. [16] There are two aspects of stereopsis: the nature of the stimulus information specifying stereopsis, and the nature of the brain processes responsible for registering that information. [16] The distance between the two eyes on an adult is almost always 6.5 cm and that is the same distance in shift of an image when viewing with only one eye. [16] Retinal disparity is the separation between objects as seen by the left eye and the right eye and helps to provide depth perception. [16] Retinal disparity provides relative depth between two objects, but not exact or absolute depth. The closer objects are to each other, the retinal disparity will be small. If the objects are farther away from each other, then the retinal disparity will be larger. When objects are at equal distances, the two eyes view the objects as the same and there is zero disparity. [16]

Because the eyes are in different positions on the head, any object away from fixation and off the plane of the horopter has a different visual direction in each eye. Yet when the two monocular images of the object are fused, creating a Cyclopean image, the object has a new visual direction, essentially the average of the two monocular visual directions. This is called allelotropia. [7] The origin of the new visual direction is a point approximately between the two eyes, the so-called cyclopean eye. The position of the cyclopean eye is not usually exactly centered between the eyes, but tends to be closer to the dominant eye.

When very different images are shown to the same retinal regions of the two eyes, perception settles on one for a few moments, then the other, then the first, and so on, for as long as one cares to look. This alternation of perception between the images of the two eyes is called binocular rivalry. [17] Humans have limited capacity to process an image fully at one time. That is why the binocular rivalry occurs. Several factors can influence the duration of gaze on one of the two images. These factors include context, increasing of contrast, motion, spatial frequency, and inverted images. [17] Recent studies have even shown that facial expressions can cause longer attention to a particular image. [17] When an emotional facial expression is presented to one eye, and a neutral expression is presented to the other eye, the emotional face dominates the neutral face and even causes the neutral face to not been seen. [17]

To maintain stereopsis and singleness of vision, the eyes need to be pointed accurately. The position of each eye in its orbit is controlled by six extraocular muscles. Slight differences in the length or insertion position or strength of the same muscles in the two eyes can lead to a tendency for one eye to drift to a different position in its orbit from the other, especially when one is tired. This is known as phoria. One way to reveal it is with the cover-uncover test. To do this test, look at a cooperative person's eyes. Cover one eye of that person with a card. Have the person look at your finger tip. Move the finger around this is to break the reflex that normally holds a covered eye in the correct vergence position. Hold your finger steady and then uncover the person's eye. Look at the uncovered eye. You may see it flick quickly from being wall-eyed or cross-eyed to its correct position. If the uncovered eye moved from out to in, the person has esophoria. If it moved from in to out, the person has exophoria. If the eye did not move at all, the person has orthophoria. Most people have some amount of exophoria or esophoria it is quite normal. If the uncovered eye also moved vertically, the person has hyperphoria (if the eye moved from down to up) or hypophoria (if the eye moved from up to down). Such vertical phorias are quite rare. It is also possible for the covered eye to rotate in its orbit, such a condition is known as cyclophoria. They are rarer than vertical phorias. Cover test may be used to determine direction of deviation in cyclophorias also. [18]

The cover-uncover test can also be used for more problematic disorders of binocular vision, the tropias. In the cover part of the test, the examiner looks at the first eye as he or she covers the second. If the eye moves from in to out, the person has exotropia. If it moved from out to in, the person has esotropia. People with exotropia or esotropia are wall-eyed or cross-eyed respectively. These are forms of strabismus that can be accompanied by amblyopia. There are numerous definitions of amblyopia. [14] A definition that incorporates all of these defines amblyopia as a unilateral condition in which vision in worse than 20/20 in the absence of any obvious structural or pathologic anomalies, but with one or more of the following conditions occurring before the age of six: amblyogenic anisometropia, constant unilateral esotropia or exotropia, amblyogenic bilateral isometropia, amblyogenic unilateral or bilateral astigmatism, image degradation. [14] When the covered eye is the non-amblyopic eye, the amblyopic eye suddenly becomes the person's only means of seeing. The strabismus is revealed by the movement of that eye to fixate on the examiner's finger. There are also vertical tropias (hypertropia and hypotropia) and cyclotropias.

Binocular vision anomalies include: diplopia (double vision), visual confusion (the perception of two different images superimposed onto the same space), suppression (where the brain ignores all or part of one eye's visual field), horror fusionis (an active avoidance of fusion by eye misalignment), and anomalous retinal correspondence (where the brain associates the fovea of one eye with an extrafoveal area of the other eye).

Binocular vision anomalies are among the most common visual disorders. They are usually associated with symptoms such as headaches, asthenopia, eye pain, blurred vision, and occasional diplopia. [19] About 20% of patients who come to optometry clinics will have binocular vision anomalies. [19] The most effective way to diagnosis vision anomalies is with the near point of convergence test. [19] During the NPC test, a target, such as a finger, is brought towards the face until the examiner notices that one eye has turned outward and/or the person has experienced diplopia or doubled vision. [19]

Up to a certain extent, binocular disparities can be compensated for by adjustments of the visual system. If, however, defects of binocular vision are too great – for example if they would require the visual system to adapt to overly large horizontal, vertical, torsional or aniseikonic deviations – the eyes tend to avoid binocular vision, ultimately causing or worsening a condition of strabismus.


Defining the Embryonic Stage

After a blastocyst implants in the uterus around the end of the first week after fertilization, its internal cell mass, which was called the embryoblast, is now known as the embryo. The embryonic stage lasts through the eighth week following fertilization, after which the embryo is called a fetus. The embryonic stage is short, lasting only about seven weeks in total, but developments that occur during this stage bring about enormous changes in the embryo. During the embryonic stage, the embryo becomes not only bigger but also much more complex. Figure (PageIndex<2>) shows an eight to nine week old embryo. The embryo's finger, toes, head, eyes, and other structures are visible. It is no exaggeration to say that the embryonic stage lays the necessary groundwork for all of the remaining stages of life.

Figure (PageIndex<2>): An eight to nine-week-old embryo


طعم ورائحة

المذاق و يشم are both abilities to sense chemicals, so both taste and olfactory (odor) receptors are chemoreceptors . Both types of chemoreceptors send nerve impulses to the brain along sensory nerves, and the brain “tells” us what we are tasting or smelling.

Taste receptors are found in tiny bumps on the tongue called taste buds .You can see a diagram of a taste receptor cell and related structures in Figure 8.7.10. Taste receptor cells make contact with chemicals in food through tiny openings called taste pores . When certain chemicals bind with taste receptor cells, it generates nerve impulses that travel through afferent nerves to the CNS. There are separate taste receptors for sweet, salty, sour, bitter, and meaty tastes. The meaty — or savory — taste is called umami.

Figure 8.7.10 Taste receptor cells are located in taste buds on the tongue. Basal cells are not involved in tasting, but differentiate into taste receptor cells. Taste receptor cells are replaced about every nine to ten days.

Figure 8.7.11 The yellow structures inside this drawing of the nasal passages are an olfactory nerve with many nerve endings. The nerve endings sense chemicals in the air as it passes through the nasal cavities.

Lenses, Diffraction and Aberrations

Lenses and Accommodation

What prevents the optics of our eye from focusing the image perfectly? To answer this question we should consider why a lens is useful in bringing objects to focus at all.

Figure 2.16: Snell's law. The solid lines indicate surface normals and the dashed lines indicate the light ray. (a) When a light ray passes from one medium to another, the ray can be refracted so that the angle of incidence (phi) does not equal the angle of refraction (phi '). Instead, the angle of refraction depends on the refractive indices of the new media (n and n') a relationship called Snell's law that is defined in Equation :snell (after Jenkins and White figures 1H page 15 and 2H page 30.) (b) A prism causes two refractions of the light ray and can reverse the ray's direction from upward to downward. (c) A lens combines the effect of many prisms in order to converge the rays diverging from a point source. (After Jenkins and White figure 1F, page 12.).

As a ray of light is reflected from an object, it will travel along along a straight line until it reaches a new material boundary. At that point, the ray may be either absorbed by the new medium, reflected, or refracted. The latter two possibilities are illustrated in part (a) of Figure 2.16. We call the angle between the incident ray of light and the perpendicular to the surface the angle of incidence. The angle between the reflected ray and the perpendicular to the surface is called the angle of reflection, and it equals the angle of incidence. Of course, reflected light is not useful for image formation at all.

The useful rays for imaging must pass from the first medium into the second. As they pass from between the two media, the ray’s direction is refracted. The angle between the refracted ray and the perpendicular to the surface is called the angle of refraction.

The relationship between the angle of incidence and the angle of refraction was first discovered by a Dutch astronomer and mathematician, Willebrord Snell in 1621. He observed that when is the angle of incidence, and is the angle of refraction, then

(14)

الشروط و in Equation 14 are the refractive indices of the two media. The refractive index of an optical medium is the ratio of the speed of light in a vacuum to the speed of light in the optical medium. The refractive index of glass is , for water the refractive index is and for air it is nearly . The refractive index of the human cornea is is quite similar to water, which is the main content of our eyes.

Now, consider the consequence of applying Snell’s law twice in a row as light passes into and then out of a prism, as illustrated in part (b) of Figure 2.16. We can draw the path of the ray as it enters the prism using Snell’s law. The symmetry of the prism and the reversibility of the light path makes it easy to draw the exit path. Passage through the prism bends the ray’s path downward. The prism causes the light to deviate significantly from a straight path the amount of the deviation depends upon the angle of incidence and the angle between the two sides of the prism.

We can build a lens by smoothly combining many infintesimally small prisms to form a convex lens, as illustrated in part (c) of Figure 2.16. In constructing such a lens, any deviations from the smooth shape, or imperfections in the material used to build the lens, will cause the individual rays to be brought to focus at slightly different points in the image plane. These small deviations of shape or materials are a source of the imperfections in the image.

Objects at different depths are focused at different distances behind the lens. ال lensmaker’s equation relates the distance between the source and the lens with the distance between the image and the lens. The lensmaker’s equation relating these two distances depends on focal length of the lens. Call the distance from the center of the lens to the source , the distance to the image , and the focal length of the lens, . Then the lensmaker’s equation is

(15)

From this equation, notice that we can measure the focal length of a convex thin lens by using it to image a very distant object. In that case, the term is zero so that the image distance is equal to the focal length. When I first moved to California, I spent a lot of time measuring the focal length of the lenses in my laboratory by going outside and imaging the sun on a piece of paper behind the lens the sun was a convenient source at optical infinity. It had been a less reliable source for me in my previous home.

Figure 2.17: Depth of Field in the Human Eye. Image distance is shown as a function of source distance. The bar on the vertical axis shows the distance of the retina from the lens center. A lens power of 60 diopters brings distant objects into focus, but not nearby objects to bring nearby objects into focus the power of the lens must increase. The depth of field, namely the distance over which objects will continue to be in reasonable focus, can be estimated from the slope of the curve.

The optical قوة of a lens is a measure of how strongly the lens bends the incoming rays. Since a short focal length lens bends the incident ray more than a long focal length lens, the optical power is the inversely related to focal length. The optical power is defined as the reciprocal of the focal length measured in meters and is specified in units of diopters. When we view far away objects, the distance from the middle of the cornea and the flexible lens to the retina is 0.017m. Hence, the optical power of the human eye is , or roughly 60 diopters.

From the optical power of the eye () and the lensmaker’s equation, we can calculate the image distance of a source at distance. For example, the top curve in Figure 2.17 shows the relationship between image distance and source distance for a 60 diopter lens. Sources beyond 1.0m are imaged at essentially the same distance behind the optics. Sources closer than 1.0m are imaged at a longer distance, so that the retinal image is blurred.

To bring nearby sources into focus on the retina, muscles attached to the lens change its shape and thus change the power of the lens. The bottom two curves in Figure 2.17 illustrate that sources closer than 1.0m can be focused onto the retina by increasing the power of the lens. The process of adjusting the focal length of the lens is called الإقامة. You can see the effect of accommodation by first focusing on your finger placed near your noise and noticing that objects in the distance appear blurred. Then, while leaving your finger in place, focus on the distant objects. You will notice that your finger now appears blurred.

Pinhole Optics and Diffraction

The only way to remove lens imperfections completely is to remove the lens. It is possible to focus images without any lens at all by using pinholeoptics, as illustrated in Figure 2.18.

Figure 2.18: Pinhole Optics. Using ray-tracing, we see that only a small pencil of rays passes through a pinhole. (a) If we widen the pinhole, light from the source spread across the image, making it blurry. (b) If we narrow the pinhole, only a small amount of light is let in. The image is sharp the sharpness is limited by diffraction.

A pinhole serves as a useful focusing element because only the rays passing within a narrow angle are used to form the image. As the pinhole is made smaller, the angular deviation is reduced. Reducing the size of the pinhole serves to reduce the amount of blur due to the deviation amongst the rays. Another advantage of using pinhole optics is that no matter how distant the source point is from the pinhole, the source is rendered in sharp focus. Since the focusing is due to selecting out a thin pencil of rays, the distance of the point from the pinhole is irrelevant and accommodation is unnecessary.

But the pinhole design has two disadvantages. First, as the pinhole aperture is reduced, less and less of the light emitted from the source is used to form the image. The reduction of signal has many disadvantages for sensitivity and acuity.

A second fundamental limit to the pinhole design is a physical phenomenon. When light passes through a small aperture, or near the edge of an aperture, the rays do not travel in a single straight line. Instead, the light from a single ray is scattered into many directions and produces a blurry image. The dispersion of light rays that pass by an edge or narrow aperture is called الانحراف. Diffraction scatters the rays coming from a small source across the retinal image and therefore serves to defocus the image. The effect of diffraction when we take an image using pinhole optics is shown in Figure 2.19.

Figure 2.19: Diffraction limits the quality of pinhole optics. The three images of a bulb filament were imaged using pinholes with decreasing size. (a) When the pinhole is relatively large, the image rays are not properly converged and the image is blurred. (b) Reducing the pinhole improves the focus. (c) Reducing the pinhole further worsens the focus due to diffraction.

Diffraction can be explained in two different ways. First, diffraction can be explained by thinking of light as a wave phenomenon. A wave exiting from a small aperture expands in all directions a pair of coherent waves from adjacent apertures create an interference pattern. Second diffraction can be understood in terms of quantum mechanics indeed, the explanation of diffraction is one of the important achievements of quantum mechanics. Quantum mechanics supposes that there are limits to how well we may know both the position and direction of travel of a photon of light. The more we know about a photon’s position, the less we can know about its direction. If we know that a photon has passed through a small aperture, then we know something about the photon’s position and we must pay a price in terms of our uncertainty concerning its direction of travel. As the aperture becomes smaller, our certainty concerning the position of the photon becomes greater this uncertainty takes the form of the scattering of the direction of travel of the photons as they pass through the aperture. For very small apertures, for which our position certainty is high, the photon’s direction of travel is very broad producing a very blurry image.

There is a close relationship between the uncertainty in the direction of travel and the shape of the aperture (see Figure 2.20). In all cases, however, when the aperture is relatively large, our knowledge of the spatial position of the photons is insignificant and diffraction does not contribute to defocus. As the pupil size decreases, and we know more about the position of the photons, the diffraction pattern becomes broader and spoils the focus.

Figure 2.20 Diffraction: Diffraction pattern caused by a circular aperture. (a) The image of a diffraction pattern measured through a circular aperture. (b) A graph of the cross-sectional intensity of the diffraction pattern. (After Goodman, 1968).

In the human eye diffraction occurs because light must pass through the circular aperture defined by the pupil. When the ambient light intensity is high, the pupil may become as small mm in diameter. For a pupil opening this small, the optical blurring in the human eye is due only to the small region of the cornea and lens near the center of our visual field. With this small an opening of the pupil, the quality of the cornea and lens is rather good and the main source of image blue is diffraction. At low light intensities, the pupil diameter is as large as 8

mm. When the pupil is open quite wide, the distortion due to cornea and lens imperfections is large compared to the defocus due to diffraction.

One way to evaluate the quality of the optics is to compare the blurring of the eye to the blurring from diffraction alone. The dashed lines in Figure 2.12 plot the blurring expected from diffraction for different pupil widths. Notice that when the pupil is 2.4

mm, the observed linespread is about equal to the amount expected by diffraction alone the lens causes no further distortion. As the pupil opens, the observed linespread is worse than the blurring expected by diffraction alone. For these pupil sizes the defocus is due mainly to imperfections in the optics 4 .

4 Helmholtz calculated that this was so long before any precise measurements of the optical quality of the eye were possible. He wrote,”The limit of the visual capacity of the eye as imposed by diffraction, as far as it can be calculated, is attained by the visual acuity of the normal eye with a pupil of the size corresponding to a good illumination.”% From Helmholtz, Phys. Optics I, page 442 (Helmholtz, 1909, p. 442)

The Pointspread Function and Astigmatism

Most images, of course, are not composed of weighted sums of lines. The set of images that can be formed from sums of lines oriented in the same direction are all one-dimensional patterns. To create more complex images, we must either use lines with different orientations or use a different fundamental stimulus: the point.

Any two-dimensional image can be described as the sum of a set of points. If the system we are studying is linear and shift-invariant, we can use the response to a point and the principle of superposition to predict the response of a system to any two-dimensional image. The measured response to a point input is called the function. A pointspread function and the superposition of two nearby pointspreads are illustrated in Figure 2.21.

Figure 2.21 Pointspread Function: A pointspread function. (a) and the sum of two pointspreads (b). The pointspread function is the image created by a source consisting of a small point of light. When the optics shift-invariant, the image to any stimulus can be predicted from the pointspread function.

Since lines can be formed by adding together many different points, we can compute the system’s linespread function from the pointspread. In general, we cannot deduce the pointspread function from the linespread because there is no way to add a set of lines, all oriented in the same direction, to form a point. If it is know that a pointspread function is circularly symmetric, however, a unique pointspread function can be deduced from the linespread function. The calculation is described in the beginning of Goodman (1968) and in Yellott, Wandell and Cornsweet (1981).

Figure 2.22 Astigmatism: Astigmatism implies an asymmetric pointspread function. The pointspread shown here is narrow in one direction and wide in another. The spatial resolution of an astigmatic system is better in the narrow direction than the wide direction.

When the pointspread functions is not circularly symmetric, measurements of the linespread function will vary with the orientation of the test line. It may be possible to adjust the accommodation of this type of system so that any single orientation is in good focus, but it will be impossible to bring all orientations into good focus at the same time. For the human eye, astigmatism can usually be modeled by describing the defocus as being derived from the contributions of two one-dimensional systems at right angles to one another. The defocus in intermediate angles can be predicted from the defocus of these two systems.

Chromatic Aberration

Figure 2.23 Chromatic Aberration: Chromatic aberration of the human eye. (a) The data points are from Wald and Griffin (1947), and Bedford and Wyszecki (1957). The smooth curve plots the formula used by Thibos et al. (1992), D(λ) = p - q / (λ - c ) where λ is wavelength in micrometers, D(λ) is the defocus in diopters, p =1.7312, q = 0.63346, and c = 0.21410. This formula implies an in-focus wavelength of 578 nm. (b) The power of a thin lens is the reciprocal of its focal length, which is the image distance from a source at infinity. (After Marimont and Wandell, 1993).

The light incident at the eye is usually a mixture of different wavelengths. When we measure the system response, there is no guarantee that the linespread or pointspread function we measure with different wavelengths will be the same. Indeed, for most biological eyes the pointspread function is very different as we measure using different wavelengths of light. When the pointspread function of different wavelengths of light is quite different, then the lens is said to exhibit chromatic aberration.

When the incident light is the mixture of many different wavelengths, say white light, then we can see a chromatic fringe at edges. The fringe occurs because the different wavelength components of the white light are focused more or less sharply. Figure 2.23a plots one measure of the chromatic aberration. The smooth curve plots the lens power, measured in units of em diopters needed to bring each wavelength into focus along with a 578nm light.

Figure 2.23 shows the optical power of a lens necessary to correct for the chromatic aberration of the eye. When the various wavelengths pass through the correcting lens, the optics will have the same power as the eye’s optics at 578nm. The two sets of measurements agree well with one another and are similar to what would be expected if the eye were simply a bowl of water. The smooth curve through the data is a curve used by Thibos et al. (1992) to predict the data.

An alternative method of representing the axial chromatic aberration of the eye is to plot the modulation transfer function at different wavelengths. The two surface plots in Figure 2.24 shows the modulation transfer function at a series of wavelengths. The plots show the same data, but seen from different points of view so that you can see around the hill. The calculation in the figure is based on an eye with a pupil diameter of 3.0mm, the same chromatic aberration as the human eye, and in perfect focus except for diffraction at 580nm.

Figure 2.24 OTF of Chromatic Aberration: Two views of the modulation transfer function of a model eye at various wavelengths. The model eye has the same chromatic aberration as the human eye (see Figure 2.23) and a 3.0mm pupil diameter. The eye is in focus at 580nm the curve at 580nm is diffraction limited. The retinal image has no contrast beyond four cycles per degree at short wavelengths.(From Marimont and Wandell, 1993).

The retinal image contains very poor spatial information at wavelengths that are far from the best plane of focus. By accommodation, the human eye can place any wavelength into good focus, but it is impossible to focus all wavelengths simultaneously 5 .

5 A possible method of improving the spatial resolution of the eye to different wavelengths of light is to place the different classes of photoreceptors in slightly different image planes. Ahnelt et al. (1987) and Curcio et al. (1991) have observed that the short-wavelength photoreceptors have a slightly different shape and length from the middle- and long-wavelength photoreceptors. In principle, this difference could play a role to compensate for the chromatic aberration of the eye. But, the difference is very small, and it is unlikely that it plays any significant role in correcting for axial chromatic aberration.


شاهد الفيديو: دمج فيديو مع صوت. دمج اكثر من فيديو. دمج صورة مع فيديو (أغسطس 2022).