Odległość, głębia, przestrzeń – czyli słów kilka o widzeniu stereoskopowym.  Co kryje się pod tą tajemniczą nazwą?

Widzenie stereoskopowe - mechanizm i badania

Za pomocą zmysłu wzroku odbieramy około 80% informacji z otaczającego nas świata. Oczy są zatem doskonałym narzędziem, który odgrywa niezwykle ważną funkcję. Fakt, że ludzie posiadają dwie gałki oczne umieszczone w pewnej odległości od siebie nie jest przypadkiem. Dzięki temu możliwe jest widzenie obuoczne. Jego trzy składowe, czyli jednoczesna percepcja, fuzja oraz widzenie stereoskopowe pozwalają nam na łączenie obrazów z obu oczu oraz przedstawianie ich obrazów w formie 3D. To z tego powodu nie straszne jest nam schodzenie po schodach, czy złapanie piłki lecącej w naszym kierunku. 

Dziś przyjrzymy się ostatniemu, najbardziej zaawansowanemu poziomowi widzenia obuocznego, czyli stereopsji, nazywanej również widzeniem stereoskopowym (przestrzennym). 

Widzenie obuoczne

Zanim jednak dowiesz się, czym jest widzenie stereoskopowe oraz w jaki sposób można ją badać, warto wspomnieć o innych składowych widzenia obuocznego. Są one istotne, ponieważ osiągnięcie każdego kolejnego poziomu nie jest możliwe bez dobrze działającego poprzedniego. Oznacza to, że nie da się widzieć przestrzennie bez jednoczesnej percepcji oraz fuzji.

Prawidłowe widzenie obuoczne występuje w momencie, gdy pola widzenia obojga oczu nakładają się na siebie, a nasz mózg jest stanie złożyć je w obraz przestrzenny i trójwymiarowy.

Poziomy widzenia obuocznego

• Jednoczesna percepcja – zdolność do jednoczesnego postrzegania dwóch różnych obrazów powstających na siatkówce każdego oka. Z racji tego, że oczy oddalone są od siebie o pewną odległość, obrazy powstające w każdym z oczu nieco się od siebie różnią.
   
• Fuzja – zdolność do nałożenia na siebie dwóch składowych, przez co tworzą one jeden kompletny obraz.
   
• Stereopsja (widzenie stereoskopowe) – umiejętność widzenia przestrzennego wszystkich punktów, które znajdują się w horopterze, czyli przestrzeni widzenia pojedynczego. Poziom ten umożliwia postrzeganie świata w trójwymiarze (widzenie 3d).

Widzenie przestrzenne, czyli stereopsja – mechanizm

Widzenie stereoskopowe to nic innego jak widzenie dwuoczne umożliwiające postrzeganie głębi i oceniania odległości konkretnych przedmiotów. Odbierany obraz przez prawą i lewą gałkę oczną jest nieco inny. Jest to spowodowane tym, że oczy człowieka umieszczone są obok siebie, w tym samym kierunku, jednak w pewnej odległości od siebie. To kora mózgowa – dokonując fuzji obrazu, scala go w całość.

Nie da się ukryć, że to mózg przejmuje „dowodzenie”, zbiera informacje o widzianych przedmiotach, tworząc jednolitą całość, nadając im pożądane właściwości, a także budując trójwymiarowy model otoczenia. Wykorzystuje w tym celu kąt patrzenia oczu oraz ich rozstaw, dzięki którym może określić odległość od przedmiotu.

Warto wiedzieć, że widzenie stereoskopowe jest możliwe do mniej więcej 10 metrów. Przedmioty znajdujące się dalej mózg rozpoznaje dzięki cieniom i perspektywie.

Na czym polega badanie widzenia przestrzennego?

Badanie stereopsji, będącej częścią widzenia obuocznego, polega na wywołaniu dysocjacji obrazów, czyli rozdzieleniu wrażeń wzrokowych pochodzących z obojga oczu. Dzięki temu postrzegają one odmienne obrazy.

Do przeprowadzenia badania potrzebne są najczęściej specjalne, przystosowane do testu okulary. Ich dedykowana budowa pozwala na odpowiednią percepcję. Spotkać można się z okularami czerwono-zielonymi lub polaryzacyjnymi w różnych wariantach ułożenia osi polaryzacji.

• Wyróżniamy testy polaryzacyjne, czyli czarno-białe, które w sposób minimalny rozdzielają widzenie obu oczu. Zależnie od ułożenia osi polaryzacji w soczewce, oko za nią, postrzega elementy, które oświetlone są światłem spolaryzowanym w tej samej płaszczyźnie. Przed drugim okiem oś polaryzacji jest prostopadła, dzięki czemu drugie oko widzi pozostałą część testu.
   
• Kolejnym rodzajem badania widzenia stereoskopowego są testy anaglifowe, czyli czerwono-zielone. Z racji tego, że stwarzają one warunki, z którymi nie spotykamy się z życiu codziennym, są one silnie dysocjujące. Przed każdym z oczu umieszczona jest soczewka w innym kolorze – czerwonym i zielonym. Delikatne przesunięcie obrazów pokrytych barwami odpowiadającymi kolorom okularów sprawia, że obrazy docierające do oka prawego i lewego sprawiają wrażenie trójwymiarowości. 
   
• Istnieją również testy z elementami znajdującymi się w różnych odległościach w przestrzeni rzeczywistej. Wykonuje się je zazwyczaj w badaniu grup zawodowych, dla których niezwykle istotne jest prawidłowe widzenie przestrzenne, np. kierowcy zawodowi.

Widzenie stereoskopowe - testy 

Stereo Fly Test

Jednym z najpopularniejszych i najczęściej wykorzystywanych testów widzenia przestrzennego do bliży jest Stereo Fly Test. Składa się on z trzech części, w których skład wchodzi tablica z testem muchy, symbolami lub zwierzątkami oraz kółkami. W pierwszym etapie badany powinien widzieć skrzydełka muchy wystające ponad planszę testu. W kolejnych dwóch etapach prosi się o określenie, który symbol/zwierzę oraz kółeczko na obrazku w zestawieniu widziane jest przestrzennie. Dzięki temu określić można kąt stereoskopowej zdolności rozdzielnej do bliży, wyrażany w sekundach kątowych.

Test TNO

Testem stosowanym do badania widzenia stereoskopowego u dzieci, najczęściej w wieku przedszkolnym, jest test TNO. Składa się on z 7 tablic, na których widnieją figury złożone z czerwono-zielonych kropek. Plansza testu obserwowana powinna być przez specjalne okulary z czerwoną i zieloną soczewką. Dzięki temu oczy odbierają różne obrazy. Odpowiednie ustawienie i przemieszczenie barw, pozwala na wyróżnienie przestrzennego obiektu. Stopień trudności wzrasta w miarę odczytywania kolejnych tablic testu i również podawany jest w sekundach kątowych.

Stereotest Howarda-Dolmana

Ten  test widzenia stereoskopowego rekomendowany jest szczególnie pracownikom, u których szczególnie wymagana jest zdolność widzenia przestrzennego. Stereotest Howarda-Dolmana wymaga specjalnego przedmiotu z trzema prętami znajdującymi się w różnych odległościach w przestrzeni rzeczywistej. Umożliwia pomiar z każdej odległości i polecany jest szczególnie dla osób dorosłych, np. w badaniu grup zawodowych. Wymaga współpracy z pacjentem, ponieważ badany ma za zadanie ułożyć pręty, znajdujące się początkowo w różnej odległości, w jednej linii. 

Jak widzisz dostrzeganie przestrzenne jest niezwykle istotne w życiu codziennym, a jego zaburzenia mogą znacznie utrudniać funkcjonowanie. Badanie stereopsji to jeden z podstawowych elementów badania wzroku u okulisty lub optometrysty. 

.
Bibliografia:

1. https://pl.wikipedia.org/wiki/Widzenie_stereoskopowe
2. https://www.tech-faq.com/stereoscopic-vision.html
3. https://areaoftalmologica.com/en/blog/optometry/the-stereopsis-o-vision-in-relief/
4. https://biomedres.us/fulltexts/BJSTR.MS.ID.004405.php