Michael Kalloniatis和Charles Luu的《空间感知》

Michael Kalloniatis和Charles Luu

视网膜的差距。

当我们用两只眼睛看一个物体时,我们认为它是单一的,就像我们对视网膜上的其他视觉场景刺激点有相同的视觉方向一样。这些点被称为“视网膜对应点”,并落在一个被称为“horopter”的区域。horopter以外的点落在稍微不同的视网膜区域,因此没有相同的视觉方向,导致“视网膜差异”,这是我们深度辨别的基础。这种视网膜图像的差异是由于眼睛的横向移位造成的。在视觉空间中,我们感知到单视的区域被称为“帕纳姆融合区”,该区域前后的物体为生理复视(即复视)。我们的视beplay体育公司觉系统抑制了这种复视,因此在正常的视觉条件下,我们感觉不到复视。为了更好地理解horopter和Panum的融合空间的讨论,我们将介绍方向感。描述方向感的两个术语是:

  • Oculocentric视觉方向
  • 以自我为中心的视觉方向

Oculocentric视觉方向:物体的视觉方向可以用连接物体和中央凹的一条线表示,称为主视觉方向或视觉轴。在主体视觉方向的基础上,确定主体视野内所有其他物体的方向。这就是所谓的眼心视觉方向。因此,视网膜的每个点都可以被认为有自己的方向感。例如,当我们看一个物体时,这个物体在中央凹处成像。其他位于中央凹上方的物体被视为“下方”,位于中央凹下方的物体被视为“上方”。视觉方向感是围绕中央凹组织的。对于眼睛的给定位置,视网膜图像叠加的物体将被视为在视野中对齐,但与眼睛的距离不同(图1)。

图1。Oculocentric视觉方向

以自我为中心的视觉方向:以自我为中心的视觉方向是指空间中物体相对于自己的方向,而不是眼睛。自我中心方向是由视网膜位置、关于眼睛的本体感觉信息、头部和身体的位置以及前庭器官决定的。所有这些信息使我们能够确定视网膜位置的变化是由于物体的运动,还是由于眼睛或头部的运动。在图2a中,在中心凹处成像一个头部和身体静止的静止物体。当眼睛移动时,静止的物体就会在新的视网膜位置上成像。因此,以眼为中心的方向改变了,但自我为中心的方向没有改变,因为物体保持静止。在另一个例子中,眼睛跟踪一个移动的物体(图2b)。由于物体一直在中央凹上成像,所以眼中心方向是相同的,但自我中心方向是变化的。

图2。(a)物体静止时,眼心方向不同,但自我中心方向相同。(b)眼心方向相同,但自我中心方向因物体运动而改变

在双目视觉中,用相应的视网膜点的思想来描述视觉方向的原理。相应的视网膜点是视网膜上的刺激点,产生相同的视觉方向。当物体刺激不对应的点时,就会产生不同的视觉方向。这些视网膜点称为异点。因此,对应点具有相同的原则视觉方向,非对应点具有不同的视觉方向(图3)。

图3。两眼对应的穴位

因为我们看世界是单眼而不是双眼,所以双眼视觉可以用一只眼来表示,即独眼。独眼眼是位于两只眼睛中间的一个假想的眼睛(图4)。

图4。用眼圆眼来确定A点和b点的方向。A点刺激右眼的颞视网膜和左眼的鼻视网膜,即刺激中央凹右侧的视网膜点

异点引起生理复视(复视)。在图5中,可以看到A点刺激了不同的点(不对应的视网膜点)。

图5。A点和B点刺激了完全不同的点。A点刺激双眼的鼻视网膜

使用独眼眼,可以观察到交叉和非交叉复视。对于比注视点更近的物体,如图6a中的B点,当B点位于双眼的颞视网膜上时,就会发生交叉复视。这被称为交叉复视,因为左眼的影像在右眼看到。对于距离注视点更远的物体,物体的图像落在双眼的鼻视网膜上,产生非交叉复视。这被称为非交叉复视,因为左眼的影像在左侧可见(图6b)。

图6。用独眼演示(a)交叉复视和(b)非交叉复视

独眼的原理可以应用于斜视患者(一个转动的眼睛)。斜视患者通常根据眼睛转动的方向进行分类。两种常见的斜视类型是内斜视患者,他们的眼睛向内翻,和外斜视患者,他们的眼睛向外翻。外斜视患者会出现交叉复视,而内斜视患者会出现非交叉复视(图7)。

图7。(a)非交叉复视合并内斜视和(b)交叉复视合并外斜视

同视点。

我们的视觉世界由多个点组成,因此需要发展处理整个视觉空间的概念。这个概念被称为horopter。horopter是空间中刺激相应点的点的轨迹。也就是说,视觉空间中的众多点导致单一视觉。

  1. Vieth-Muller圆
  2. 测量同视点
  3. Horopter与Panum融合区的关系

1) Vieth-Muller圆

维思-穆勒圆是一个理论上的horopter。这个圆上的所有点都应该刺激视网膜上相应的点,并导致单一视觉,前提是注视点位于圆的中心,并且眼睛围绕它的节点旋转(而不是他们的旋转中心)。Vieth-Muller圆假设对应点具有角对称(图8)。

图8。Vieth-Muller圆。圆圈表示空间中刺激相应视网膜点的理论轨迹

2)测量horopter

可以通过几种方法来测量横度。这些方法包括:

  1. Haplopic方法
  2. 游标法
  3. 视前平行平面法(AFPP)

Nonius和AFPP方法直接决定了纵向计分器,而单形计分器方法则不确定。单视法确定了双目视觉的内外边界,以horopter为中线。

Haplopic方法

单视法(奇异双目视觉区域法)是基于对应点的初步定义;对应的视网膜点产生相同的视觉方向,因此,单一的视觉。因此,如果观察到复视,不同的点被刺激。因此,该方法涉及确定单双眼视觉的边界(图9)。

图9。在观察距离为40厘米时,单视法测定的horopter结果(Moses R..)阿德勒的眼睛生理学,临床应用,8th主编。圣路易斯:C. V. Mosby公司,1987)和来自(Ogle, K. N.,双目视觉研究。伦敦:桑德斯,1950)

游标法

由于对应的点产生相同的视觉方向,如果每只眼睛看到物体的不同部分,就可以定位刺激一对对应点的物体的位置。如果这两个部分在同一个方向上,那么物体就在对应的位置上刺激相应的点。这就是诺纽斯方法(视觉方向相等的方法;图10)。

图10。由Nonius方法确定的horopter (Moses R..)阿德勒的眼睛生理学,临床应用,8th主编。圣路易斯:C. V. Mosby公司,1987),并从(Ogle, K. N.,双目视觉研究。伦敦:桑德斯,1950)

视正面平行平面法

立体视理论认为,对异点的刺激是立体视感知相对深度的必要条件。如果物体和注视点之间没有深度差异,那么它们刺激相应的点。因此,如果被试者被要求排列一系列物体,使它们看起来在一个正面平行的平面上。它们之间没有深度差异),那么它们就会躺在horopter上。这是明显的正面平行平面方法(图11)。注意在不同的距离上刻划机形状的变化。

图11。在不同距离(25cm, 40cm和1m)时,由视额平行平面法确定的横度。(来自Ogle, K. N.,《双目视觉研究》。伦敦:桑德斯,1950

Horopter与Panum融合区的关系

单视法证明了Panum融合区的存在。这个概念允许单双目视觉点的固定,即使当相应的视网膜点没有被刺激。一只眼睛视网膜上的图像可以与另一只眼睛视网膜上的相似图像融合(并视为单一图像),即使视网膜图像存在差异。Panum的融合区是立体视觉所需要的;如果图像没有落在帕纳姆的区域,那么就会产生复视,所以帕纳姆的融合区定义了立体视觉的区域。

物象不等。

异视症描述了当两个眼睛对同一物体的视网膜图像大小存在差异时受试者的空间感知。当使用AFPP方法绘制horopter时,可以通过在一只眼睛前面放置一个aniseikonic透镜(以放大一只眼睛的视网膜图像)来研究Anisekonia。当这样做时,视前平行平面在注视点周围发生倾斜,视横镜更靠近放大倍率更高的眼睛一侧(图12)。注意放大倍数不能太大,否则会导致复视,因为两张视网膜图像落在Panum融合区之外。Aniseikonia识别了Panum融合区视觉空间的重塑。

图12。用AFPP方法在一只眼睛前面用不同倍率(2%和4%倍率)的透镜绘制40厘米处的horopter图。(来自Ogle, K. N.,《双目视觉研究》。伦敦:桑德斯,1950)

这些与斜孔晶状体的图的重要性在于展示稳定的相应视网膜点。只要两眼的放大倍率差不是太大,即使会发生空间扭曲,也能保持融合。一旦放大率差超过帕纳姆的融合空间,就会导致复视。屈光不正或散光矫正不均匀的患者常表现为屈光不正不正。神奇的两周法则也适用于此,即感官适应所需的时间。如果症状持续,减少放大差或减少校正是两种临床选择。

参考文献

摩西RA和哈特WM (1987)眼睛的阿德勒生理学,临床应用,8th艾德.圣路易斯:c.v.莫斯比公司。

媚眼KN (1950)双目视觉研究.伦敦:桑德斯。

施瓦茨SH (1999)视觉感知,2nd艾德。康涅狄格州:阿普尔顿和兰格。

最近更新:2007年6月6日。

作者

迈克尔Kalloniatis1958年出生于希腊雅典。他获得了墨尔本大学的视光学士学位和硕士学位。他在休斯顿大学视光学院获得博士学位,以研究猴子视觉系统中的颜色视觉处理。beplay体育公司博士后培训在休斯顿的德克萨斯大学继续,师从罗伯特·马克博士。正是在这一时期,他对视网膜神经化学产生了浓厚的兴趣,但他也保持着一个活跃的视觉心理物理学研究实验室,专注于色彩视觉和视觉适应。在他最近搬到新西兰之前,他曾是墨尔本大学视光与视觉科学系的教员。Kalloniatis博士现在是奥克兰大学视光与视觉科学系的Robert G. Leitl视光教授。电子邮件:m.kalloniatis@unsw.edu.au

作者

查尔斯灾区1974年出生于越南参苴。他在墨尔本接受教育,并于1996年获得墨尔本大学的视光学位,随后在维多利亚视光学院进行临床住院治疗。在此期间,他完成了研究生培训,并获得了临床验光研究生文凭。他的专业领域包括低视力和隐形眼镜。在他担任验光师期间,他与Michael Kalloniatis博士合作,教授验光学生,并组装了“独眼”。Cyclopean Eye是一个基于网络的交互式单元,用于验光学本科生的视觉科学教学。他目前是墨尔本大学视光与视觉科学系的私人验光诊所和访问临床医生。