INO - CNR Istituto Nazionale di Ottica

1. www.ino.it Titolo: 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

2. 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

3. Il processodellavisione • Fattori che influenzano la percezione visiva • Sorgente di luce • Dimensioni oggetto • Sfondo • Direzione di osservazione

4. Il processodellavisione Sorgente AgenteModificatore Ricevitore (Occhio) AgenteInterpretante (Cervello)

5. Il processodellavisione Sorgente AgenteModificatore

6. L’occhioumano • Diametro = 22mm • Sistemadiottricocentrato (formatodamezzisferici con centrosu un unicoasseottico) • Focalizzazioneottenutacambiandospessore del cristallino • Pupilla: da 2 a 8mm didiametro, proprietàdiadattamento 16 • Ogni mezzo schermaalcunelunghezzed’onda Ricevitore (Occhio)

7. L’occhioumano Fovea: maggioracuitàvisiva, 2° angolodi vista Macula: puntocieco Coni: 6 milioni Bastoncelli: 125 milioni

8. Sensibilitàdell’occhioumano Scaladelleluminanze Sensibilitàspettrale

9. Cervello AgenteInterpretante (Cervello) INPUT: Due immagininitide in un’arearistretta e invertitesopra-sotto destra-sinistra OUTPUT: Intero scenario 3D

10. Cervello INPUT: Due immagininitide in un’arearistretta e invertitesopra-sotto destra-sinistra OUTPUT: Intero scenario 3D

11. Il processodellavisione

12. Il processodellavisione

13. Campo di vista • Campo di vista “totale”: 180° orizzontale, 130° verticale • Piùcisidiscostadallavisionefoveale, più la prestazionevisivadecresce: visioneperifericadi “emergenza”, percezionedielementi o movimentinellaperiferia del campo visivo

14. Adattamento • Meccanismoattraversoilqualel’occhiomodifica la suasensibilità in mododaaccettareinformazionivisive in un ampiointervallodilivellidiluminosità • Adattamento in un tempo piùbreve se ilpassaggio è buio-luce, un tempo piùlungoilcontrario. • Andamentologaritmico: buona parte dell’adattamento è quasi immediato, sicompleta in tempi piùlunghi (anche 30 min) • Un continuo adattamentocomportaaffaticamento e disturbidell’apparatovisivo

15. Accomodamento • I muscoliciliaripermettonodicambiare la curvatura del cristallino • A riposo è quasi piattoed ha poteredi 1 diottria. L’accomodamentoarrivafino a quasi 15 diottrie • L’accomodamentoavviene in circa 0.7 secondi Diottria:unitàdipotenza per le lenti Lente con focaledi 1m  1diottria Focale 25 cm  4 diottrie Focale 10 cm  10 diottrie I bambini riescono a mettere a fuocoanche sotto ai 10cm A 45 anni la capacitàdiadattamentosiriduce, necessitanoocchiali per la messa a fuocodioggettivicini

16. Convergenza • Oggettolontano: gliocchisiorientano in modoche le due direzionidiosservazionesianoparallele • Oggettovicino: le direzionidiosservazionesiintersecano in un punto (convergenza) • Il processodiconvergenzaduraqualchedecimodisecondo • L’angolodiconvergenza cambia continuamentecosì come l’accomodamento del cristallino e diametrodellapupilla

17. Visionestereoscopica Ai due occhi, causa la diversaangolazione, arrivano due immagini diverse

18. Visionestereoscopica Fattori cheinducono a percepireoggettitridimensionali a partiredavisionemonoculare: • Grandezzaoggetto • Sovrapposizioneoggettivicinisuquellilontani • Scattering aereo • Ombre • Parallasse (muovendosi, oggettipiùvicinisimuovono in direzionecontrariadioggettilontani)

19. Visionestereoscopica • Area difusionediPanum (Panum’sfusional area) : nelcentro del campo visivo le immaginisifondono, unavienesoppressa, non c’èvisione stereo. • Fuoridaquell’area la stereoscopia è data dallepiccoledifferenze

20. Stereoscopio • Principio difunzionamento: I due occhi R e L guardanoilmuro GH attraverso la finestra WW. • La proiezione del murosullafinestra è diversa per I due occhi (G’H’)R>(G’H’)L • Sulla finestra WW simettono le “cartoline” per la visione 3D • Stereoscopiodi Wheatstone, 1838

21. Stereoscopiodi Wheatstone, 1838

22. Altrimetodi per stereoscopia Metodo non-guidato: se lo stereogramma è piccolo è possibilefondere le due immaginirilassando la convergenzamentresimantienel’accomodamento. Inizialmentesivedono4 immagini, riuscendo a sovrapporre le 2 centralisi ha l’effetto 3D. Soprattutto con reticoli o figure cicliche

23. Anaglifi Le due immaginicorrispondentialla vista dx e sxsonostampatesullostessosupporto ma una in verde e l’altra in rosso. Vengonoindossatiocchiali, in modoche un occhioguardiattraverso un filtroverde e l’altrorosso. L’occhiocheguardaattraversoilfiltroverde non vedel’immagineverde, mentre la rossaapparenera. Cosaoppostaaccade per l’altroocchio. Immaginipovere in informazionecromatica.

24. Luce polarizzata Le due immaginicorrispondentialla vista dx e sxsonoproiettate in modoche la lucechearrivaall’occhio è piano-polarizzata. I pianidipolarizzazionedestro e sinistrosonoperpendicolaritradiloro. Sononecessariocchialiopportuni.

25. Pseudoscopia Si basasulladifferenzadiallineamentotraoggettivicini e lontanirispettoall’occhiochestaguardandoglioggettistessi. Parallasse

27. Grazie CNR-INOA: www.inoa.it LaboratorioFotometria e Illuminotecnica: www.inoa.it\home\fotometria LaboratorioCollettoriSolari: www.inoa.it\home\solar