双目空间视觉
1、基线和体视锐度:
在三维空间中,物点到观察者的距离不同,在两眼中形成的像到中心凹的距离就不同。表现在角度上就是不同距离的物体有视差角的差异Δθ,称为“立体视差”,简称视差。当视差Δθ大时,则人眼感到两个物体间纵向的相对距离大,即深度大;当Δθ小时,则人眼感到两个物体间的纵向相对距离小。当Δθ小到一定程度,人眼刚能感觉到两个物体间的距离差异,此时的视差以Δθmin表示,称为人眼的体视锐度(立体视觉锐度)或体视灵敏度。通常人眼的体视锐度约为30"到60",经过训练可达到5"到10",甚至3"。一般情况下把人眼体视锐度定为
Δθ=10"
2、体视半径和立体视觉阈值:
当物体在无限远时,立体视差角为零。如果在有限距离的另外一点的立体视差角Δθ为10",则该点和无限远的视差为Δθ=10",等于人眼的体视锐度Δθmin,说明人眼对该有限距离点和无限远点有深度感觉,即人眼能分辨出该有限距离点和无限远点的不同。由式(14.23)可求得此距离,以Lm表示,即
Lm=b/Δθmin=(b/10)*206000
多数人眼的视觉基线b=65mm,可得
Lm=(0.065/10)*206000=1340mm
此Lm值称为体视半径。位于体视半径以外的物体,人眼已分不出它们的远近,看起来就好像在一个深度上。
观察者用双眼能分辨空间两点间的最短空间深度距离以ΔL表示,称为“立体视觉阈值”,其值可由对式(14.23)微分得到:
Δθ=(b/L/L)*ΔL
即ΔL=Δθ*L*L/b
式中本应有负号,表明Δθ和ΔL符号相反,此处无实际意义,故略去。
当定位点在不同距离处,即L取值不同时,立体视觉阈值有不同数值。将式中的体视锐度以Δθmin=10",视觉基线以b=0.065m代入可得
ΔL≈7.5x10^-4 L*L mm
定位点在不同距离时的立体视觉阈值
| 定位点距离L/mm | 立体视觉阈值ΔL/m |
| 1350 | 无穷 |
| 675 | 342 |
| 450 | 152 |
| 338 | 86 |
| 270 | 55 |
| 225 | 38 |
| 193 | 28 |
| 169 | 21 |
| 150 | 17 |
| 135 | 14 |
| 45 | 1.52 |
| 27 | 0.55 |
| 17 | 0.22 |
| 13.5 | 0.137 |
| 4.5 | 0.015 |
| 2.7 | 0.0055 |
| 1.35 | 0.0014 |
| 1 | 0.0008 |
| 0.75 | 0.0004 |
| 0.5 | 0.0002 |
| 0.25 | 0.00005 |
由式ΔL≈7.5x10^-4 L*L mm可知,在明视距离时,人眼的立体视觉阈值只有0.05mm,此时人眼的深度感觉是很灵敏的。在某些情况下,定位点虽在体视半径Lm以内,但仍可能不产生体视感觉或难于产生体视感觉,如以下几种情况:
——摘自《应用光学》张以谟P383