Угол обзора - Википедия - Visual angle

Эта статья может быть слишком техническим для большинства читателей, чтобы понять. Пожалуйста помогите улучшить это к сделать понятным для неспециалистов, не снимая технических деталей. (Март 2019 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Диаграмма, показывающая угол обзора V.

В угол обзора угол, под которым наблюдаемый объект наклоняется к глазу, обычно указывается в градусы дуги.Её также называют объектным. угловой размер.

На диаграмме справа показан глаз наблюдателя, смотрящий на фронтальную часть (вертикальная стрелка), которая имеет линейный размер. ${ displaystyle S}$, расположенный вдалеке ${ displaystyle D}$ с точки ${ displaystyle O}$.

Для настоящих целей укажите ${ displaystyle O}$ может представлять глаз узловые точки примерно в центре линзы, а также представляют собой центр глаза вступительный ученик это всего несколько миллиметров перед объективом.

Три линии от конечной точки объекта ${ displaystyle A}$ направление к глазу указывает на пучок световых лучей, которые проходят через роговицу, зрачок и хрусталик, чтобы сформировать оптическое изображение конечной точки ${ displaystyle A}$ на сетчатка в точке ${ displaystyle a}$Центральная линия жгута представляет собой главный луч.

То же самое и для точки объекта ${ displaystyle B}$ и его изображение на сетчатке ${ displaystyle b}$.

Угол обзора ${ displaystyle V}$ угол между главными лучами ${ displaystyle A}$ и ${ displaystyle B}$.

Измерения и вычисления

Угол обзора ${ displaystyle V}$ можно измерить непосредственно с помощью теодолит помещен в точку ${ displaystyle O}$.

Или его можно рассчитать (в радианах) по формуле ${ Displaystyle V = 2 arctan left ({ frac {S} {2D}} right)}$.^[1]

Однако для углов обзора менее 10 градусов эта более простая формула дает очень близкие приближения:

${ displaystyle tan left (V right) = { frac {S} {D}}.}$

Изображение сетчатки и угол обзора

Как показано на рисунке выше, реальное изображение объекта образуется на сетчатке между точками ${ displaystyle a}$ и ${ displaystyle b}$. (Видеть зрительная система ). Для малых углов размер этого изображения сетчатки ${ displaystyle R}$ является

${ displaystyle { frac {R} {n}} = tan V,}$

куда ${ displaystyle n}$ расстояние от узловых точек до сетчатки, около 17 мм.

Примеры

Если смотреть на объект размером в один сантиметр на расстоянии одного метра и на объект размером два сантиметра на расстоянии двух метров, оба будут иметь одинаковый угол обзора около 0,01 рад или 0,57 °. Таким образом, они имеют одинаковый размер изображения сетчатки ${ displaystyle R приблизительно 0,17 { text {мм}}}$.

Это немного больше, чем размер изображения Луны на сетчатке глаза, который составляет примерно ${ displaystyle 0.15 { text {мм}}}$, потому что при среднем диаметре луны ${ displaystyle S = 3474 { text {километров}}}$ ${ displaystyle (2159 { text {miles}})}$ , а от Земли до Луны - среднее расстояние ${ displaystyle D}$ усреднение ${ displaystyle 383 000 { text {километров}}}$ (${ displaystyle 238 000 { text {миль}}}$), ${ displaystyle V приблизительно 0,009 { text {rad}}}$${ displaystyle приблизительно 0,52 { text {deg}}}$.

Кроме того, для некоторых простых наблюдений, если вы держите указательный палец на расстоянии вытянутой руки, ширина указательного ногтя составляет примерно один градус, а ширина большого пальца в первом суставе составляет примерно два градуса.^[2]

Следовательно, если вас интересуют характеристики глаза или первые шаги обработки в зрительная кора, не имеет смысла ссылаться на абсолютный размер наблюдаемого объекта (его линейный размер ${ displaystyle S}$). Важен угол обзора ${ displaystyle V}$ который определяет размер изображения сетчатки.

Терминологическая путаница

В астрономии термин очевидный размер относится к физическому углу ${ displaystyle V}$ или же угловой диаметр.

Но в психофизика и экспериментальная психология прилагательное «кажущийся» относится к субъективному опыту человека. Таким образом, «кажущийся размер» относится к тому, насколько большим выглядит объект, также часто называемый его «воспринимаемым размером».

Дополнительная путаница возникла из-за того, что наблюдаемый объект имеет два качественно разных «размера».^[3] Один из них - воспринимаемый угол обзора ${ Displaystyle V '}$ (или видимый угол обзора), который является субъективным коррелятом ${ displaystyle V}$, также называемый воспринимаемым или кажущимся угловым размером объекта. Воспринимаемый угол зрения лучше всего определяется как разница между воспринимаемыми направлениями конечных точек объекта от самого себя.^[4]

Другой "размерный" опыт - это воспринимаемый линейный размер объекта. ${ displaystyle S '}$ (или кажущийся линейный размер), который является субъективным коррелятом ${ displaystyle S}$, физическая ширина, высота или диаметр объекта.

Широкое использование двусмысленных терминов «видимый размер» и «воспринимаемый размер» без указания единиц измерения вызвало путаницу.

Представление угла зрения в зрительной коре

Мозг первичная зрительная кора (область V1 или область Бродмана 17) содержит пространственно изоморфный представление сетчатки (см. ретинотопия ). Грубо говоря, это искаженная «карта» сетчатки. Соответственно размер ${ displaystyle R}$ данного изображения сетчатки определяет степень паттерна нейронной активности, в конечном итоге генерируемого в области V1 ассоциированным паттерном активности сетчатки. Мюррей, Боячи и Керстен (2006) недавно использовали Функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ), чтобы показать, что увеличение угла обзора наблюдаемой цели, которое увеличивает ${ displaystyle R}$, также увеличивает степень соответствующего паттерна нейронной активности в области V1.

Наблюдатели в эксперименте Мюррея и др. Видели плоское изображение с двумя дисками под одним и тем же углом обзора. ${ displaystyle V}$ и формировали изображения сетчатки одинакового размера ${ displaystyle R}$, но воспринимаемый угловой размер ${ displaystyle V '}$ один был примерно на 17% больше, чем другой, из-за различий в фоновых рисунках для дисков. Было показано, что области активности в V1, связанные с дисками, были неодинакового размера, несмотря на то, что изображения сетчатки были одинакового размера. Эта разница в размерах в области V1 коррелировала с 17% иллюзорной разницей между воспринимаемыми углами обзора. Это открытие имеет значение для пространственных иллюзий, таких как иллюзия угла зрения.^[5]

Смотрите также

• Острота зрения
• Иллюзия угла обзора

Примечания

Рекомендации

• Бэрд, Дж. К. (1970). Психофизический анализ визуального пространства. Оксфорд, Лондон: Pergamon Press.
• Джойнсон, Р. Б. (1949). Проблема размера и расстояния. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 1, 119–135.
• Маккриди, Д. (1965). Восприятие размера расстояния и микропсия конвергенции аккомодации: критика. Исследование зрения. 5, 189–206.
• Маккриди, Д. (1985). На восприятие размера, расстояния и угла обзора. Восприятие и психофизика, 37, 323–334.
• Мюррей, S.O., Boyaci, H, & Kersten, D. (2006) Представление воспринимаемого углового размера в первичной зрительной коре человека. Природные неврологии, 9, 429–434 (1 марта 2006 г.).
• Маккриди, Д. Объяснение лунной иллюзии.

внешняя ссылка

• Интерактивная таблица остроты зрения Университета Буффало для отображения букв или символов для указанной линии Снеллена на мониторе вашего компьютера с точно правильным размером (примечание: вы должны следовать инструкциям по калибровке).