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www.ino.it. Titol o : Il processo della Visione e Stereoscopia. INO - CNR Istituto Nazionale di Ottica. Relatore : Luca Mercatelli. 16 aprile 2010 Polo viale Morgagni. Largo Fermi 6, 50125 Firenze Tel. +39 055 23081 - Fax +39 055 2337755. Sommario. Il processo della visione - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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INO - CNRIstitutoNazionale di Ottica
www.ino.it
Titolo:Il processo della Visione e Stereoscopia
Relatore:Luca Mercatelli
16 aprile 2010Polo viale Morgagni
Largo Fermi 6, 50125 Firenze
Tel. +39 055 23081 - Fax +39 055 2337755
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Sommario
• Il processo della visione• Fisiologia dell'occhio umano• Campo di vista• Funzioni visive: adattamento, accomodamento,
convergenza• Visione binoculare e stereoscopia• Esempi di visione stereoscopica
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Il processo della visioneFattori che influenzano la percezione visiva• Sorgente di luce• Dimensioni oggetto• Sfondo• Direzione di osservazione
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Il processo della visioneSorgente
Agente Modificatore
Ricevitore (Occhio)
Agente Interpretante
(Cervello)
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Il processo della visioneSorgente
Agente Modificatore
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L’occhio umano
Ricevitore (Occhio)
•Diametro = 22mm•Sistema diottrico centrato (formato da mezzi sferici con centro su un unico asse ottico)
•Focalizzazione ottenuta cambiando spessore del cristallino•Pupilla: da 2 a 8mm di diametro, proprietà di adattamento 16•Ogni mezzo scherma alcune lunghezze d’onda
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L’occhio umano
Coni: 6 milioniBastoncelli: 125 milioni
Fovea: maggior acuità visiva, 2° angolo di vistaMacula: punto cieco
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Sensibilità dell’occhio umano
Scala delle luminanze
Sensibilità spettrale
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Cervello
Agente Interpretante
(Cervello)
INPUT: Due immagini nitide in un’area ristretta e invertite sopra-sotto destra-sinistra
OUTPUT: Intero scenario 3D
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CervelloINPUT: Due immagini nitide in un’area ristretta e invertite sopra-sotto destra-sinistra
OUTPUT: Intero scenario 3D
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Il processo della visione
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Il processo della visione
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Campo di vista
•Campo di vista “totale”: 180° orizzontale, 130° verticale
•Più ci si discosta dalla visione foveale, più la prestazione visiva decresce: visione periferica di “emergenza”, percezione di elementi o movimenti nella periferia del campo visivo
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Adattamento• Meccanismo attraverso il quale l’occhio
modifica la sua sensibilità in modo da accettare informazioni visive in un ampio intervallo di livelli di luminosità
• Adattamento in un tempo più breve se il passaggio è buio-luce, un tempo più lungo il contrario.
• Andamento logaritmico: buona parte dell’adattamento è quasi immediato, si completa in tempi più lunghi (anche 30 min)
• Un continuo adattamento comporta affaticamento e disturbi dell’apparato visivo
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Accomodamento• I muscoli ciliari permettono di
cambiare la curvatura del cristallino
• A riposo è quasi piatto ed ha potere di 1 diottria. L’accomodamento arriva fino a quasi 15 diottrie
• L’accomodamento avviene in circa 0.7 secondi
Diottria:unità di potenza per le lentiLente con focale di 1m 1diottriaFocale 25 cm 4 diottrieFocale 10 cm 10 diottrieI bambini riescono a mettere a fuoco anche sotto ai 10cmA 45 anni la capacità di adattamento si riduce, necessitano occhiali per la messa a fuoco di oggetti vicini
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Convergenza
• Oggetto lontano: gli occhi si orientano in modo che le due direzioni di osservazione siano parallele
• Oggetto vicino: le direzioni di osservazione si intersecano in un punto (convergenza)
• Il processo di convergenza dura qualche decimo di secondo
• L’angolo di convergenza cambia continuamente così come l’accomodamento del cristallino e diametro della pupilla
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Visione stereoscopica
Ai due occhi, causa la diversa angolazione, arrivano due immagini diverse
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Visione stereoscopica
Fattori che inducono a percepire oggetti tridimensionali a partire da visione monoculare:• Grandezza oggetto• Sovrapposizione oggetti vicini su quelli
lontani• Scattering aereo• Ombre• Parallasse (muovendosi, oggetti più vicini
si muovono in direzione contraria di oggetti lontani)
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Visione stereoscopica
• Area di fusione di Panum (Panum’s fusional area) : nel centro del campo visivo le immagini si fondono, una viene soppressa, non c’è visione stereo.
• Fuori da quell’area la stereoscopia è data dalle piccole differenze
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Stereoscopio
• Principio di funzionamento: I due occhi R e L guardano il muro GH attraverso la finestra WW.
• La proiezione del muro sulla finestra è diversa per I due occhi (G’H’)R>(G’H’)L
• Sulla finestra WW si mettono le “cartoline” per la visione 3D
• Stereoscopio di Wheatstone, 1838
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Stereoscopio di Wheatstone, 1838
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Altri metodi per stereoscopia
Metodo non-guidato:
se lo stereogramma è piccolo è possibile fondere le due immagini rilassando la convergenza mentre si mantiene l’accomodamento. Inizialmente si vedono 4 immagini, riuscendo a sovrapporre le 2 centrali si ha l’effetto 3D.Soprattutto con reticoli o figure cicliche
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Anaglifi
Le due immagini corrispondenti alla vista dx e sx sono stampate sullo stesso supporto ma una in verde e l’altra in rosso. Vengono indossati occhiali, in modo che un occhio guardi attraverso un filtro verde e l’altro rosso. L’occhio che guarda attraverso il filtro verde non vede l’immagine verde, mentre la rossa appare nera. Cosa opposta accade per l’altro occhio.Immagini povere in informazione cromatica.
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Luce polarizzataLe due immagini corrispondenti alla vista dx e sx sono proiettate in modo che la luce che arriva all’occhio è piano-polarizzata. I piani di polarizzazione destro e sinistro sono perpendicolari tra di loro. Sono necessari occhiali opportuni.
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Pseudoscopia
Si basa sulla differenza di allineamento tra oggetti vicini e lontani rispetto all’occhio che sta guardando gli oggetti stessi.Parallasse
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