作者kramnik (marmote)
看板Optometrist
标题Re: A01.橡叶方箱双眼异变
时间Mon Mar 24 10:19:03 2025
[回覆] 橡叶方箱双眼异变
[Ans.] Leaf room binocular anomalies
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中文字幕影片连结
https://youtu.be/qKvcYwVDPxQ
英文字幕影片连结
https://youtu.be/TEymHtKbcXM
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依据视觉光学第二定律..聚焦的景物刺激双眼的耦合..
双眼视觉发育期间..若景物能清晰地成像在双眼视网膜上..
则此景物可刺激视网膜生成耦合配对..发展双眼同时眼视觉..
网膜发育期间注视聚焦景物..双眼视网膜对应处会诱发耦合发育..
扫视偏斜被耦合存储为视像不等..
https://imgur.com/UjAwsRS.jpeg
由余弦定理可知
Ra(Right) = [Ra^2 + (pd/2)^2 - 2*Ra*(pd/2)*cos(90-δ)]^(1/2)
Ra*[1 + (1/2)*(pd/Ra)*sinδ)]
Ra(Left) = [Ra^2 + (pd/2)^2 - 2*Ra*(pd/2)*cos(90+δ)]^(1/2)
Ra*[1 - (1/2)*(pd/Ra)*sinδ)]
size disparity | L compared with R in ratio form
1 + pd*sinδ/Ra
https://imgur.com/WeNfLV2.jpeg
若注视正前方..
则存储的视像不等为左右两侧尺寸一致..
若扫视角度为左侧偏斜δ..
则存储的视像不等为左侧尺寸相对为右侧尺寸的(1+PD*sin δ/Ra)..
若扫视角度为右侧偏斜δ..
则存储的视像不等为左侧尺寸相对为右侧尺寸的(1-PD*sin δ/Ra)..
https://imgur.com/Nrl26gA.jpeg
刺激双眼视网膜耦合对应..则产生双眼同时视觉..
若正前方被注视物呈现视像不等S..
我们可以以扫视角度arcsin [(S-1)*Ra/pd]所生成的耦合来感知该目标物..
https://imgur.com/I5uHv8Y.jpeg
也就是现实世界正前方视像不等S的被注视物..
刺激幼时所耦合发育而成的双眼同时视区..
https://imgur.com/VgYVldr.jpeg
深度世界中会呈现幼时以扫视角度arcsin [(S-1)*Ra/pd]观看..
所融合出来的双眼视觉影像..
https://imgur.com/yk3ELci.jpeg
若左右眼眼底像形状相似..眼底像尺寸:左眼 > 右眼..
则双眼视觉影像仍旧为相似形状..尺寸介於两眼眼底像尺寸之间..
https://imgur.com/BkK1Cfx.jpeg
若目标物於垂直轴向拥有一致的放大率..
我们可以用网膜位差ψ快速地描绘目标物於深度世界中水平方向的摆放姿态..
描述一点於空间上的位置..我们可以用极座标来描述..
即点与观察者的距离R..以及向量R与视轴的夹角θ..
https://imgur.com/ukjCoOX.jpeg
若一物体位於潘诺融合区内内..
我们可以藉由网膜落点来得到物体位於右眼视轴夹角x1处..
以及物体位於左眼视轴夹角x2处这两个资讯..
https://imgur.com/yESCBsy.jpeg
已知注视点深度座标(Rb,0)..
我们可以用x1,x2来推算周边景物的深度极座标(R,θ)..
https://imgur.com/nHQbQcI.jpeg
令注视物的耦合张角为a..周遭聚焦景物的耦合张角为b..
when Rb>>PD,a=(PD/Rb) , b= (PD/R)*cosθ
由几何性质可知..
θ ≒(x1+x2)/2
also a+x2 = b+x1
R = pd*cosθ/(a+x2-x1)
= pd*cosθ/[(pd/Rb)+(x2-x1)]
我们可以看出耦合张角的和值ψ(sum)..操控周遭景物切向方向的位移 ..
耦合张角的差值ψ(dif)..操控周遭景物径向的位移..
耦合张角和值ψ(sum)的绝对值提升..代表深度世界景物往耳侧偏移..
耦合张角和值ψ(sum)的绝对值下降..代表深度世界景物往鼻侧偏移..
耦合张角差值ψ(dif)的提升..代表深度世界景物往靠近注视者的方向靠拢..
耦合张角差值ψ(dif)的下降..代表深度世界景物往远离注视者的方向飞散..
https://imgur.com/YYnYHmc.jpeg
现在我们利用网膜位差ψ来处理橡叶方箱双眼异变例题
眼底像尺寸:左眼=右眼..左眼相对於呈现水平方向压缩..
https://imgur.com/FbfEaEn.jpeg
令周遭景物的左眼网膜相位描述为ψL..右眼网膜相位描述为ψR..
若人工深度世界的左眼水平方向放大率为(1-M)..右眼水平方向放大率为(1+M)..
x1(after)=x1(before)*(1+M)
x2(after)=x2(before)*(1-M)
我们可以看出周遭景物的耦合张角差值为
ψ(dif)after =x1(after) - x2(after)
= x1(before)*(1+M) - x2(before)*(1-M)
= ψ(dif)before +[x1(before)+x2(before)]*M
x1(before),x2(before) >0 ......when the scenery is at right side
<0 .....when the scenery is at left side ......(1)
由於左眼相对呈现水平方向压缩,我们知道
M > 0 .......................(2)
由(1)(2)可知
ψ(dif)after = ψ(dif)before +[x1(before)+x2(before)]*M
< ψ(dif)before ....when the scenery is at right side
> ψ(dif)before ....when the scenery is at left side
也就是注视物右侧耦合张角差值ψ(dif)下降..
代表右侧深度世界景物往远离注视者的方向飞散..
注视物左侧耦合张角差值ψ(dif)提升..
代表深度世界景物往靠近注视者的方向靠拢..
此种深度波动为视角的一次方展开..
可以知道这类深度波动於测试镜架上即会被感知..
https://imgur.com/IFsC2nL.jpeg
对於一单眼视觉为矩形的物体..利用自然或人工诱发深度波动..
右眼水平放大率为(1+RHM)..垂直放大率为(1+RVM)..
左眼水平放大率为(1+LHM)..垂直放大率为(1+LVM)..
垂直放大率均值误差代表双眼融合影像的额外平均尺寸缩放程度..
https://imgur.com/BHYAz6M.jpeg
对於水平方向的深度波动..
垂直放大率均值误差HM(mean)
HM(mean) = 0
水平放大率差值HM(dif)
HM(dif) = (1+LHM) - (1-RHM) = LHM - RHM
水平视像变化引发的水平倾斜程度HS(H)为
HS(H) = [1+HM(dif)]/[1+HM(mean)] -1
= [1+HM(dif)]/[1+0] -1
≒ HM(dif) ................when horizontal magnification<<1
https://imgur.com/wecFhcR.jpeg
对於垂直方向的深度波动..
垂直放大率均值误差VM(mean)
VM(mean) = [(1+LVM) + (1-RVM)]/2 - 1 = (LVM - RVM)/2
垂直放大率差值VM(dif)
VM(dif) = (1+LVM) - (1-RVM) = LVM - RVM
垂直视像变化引发的水平倾斜程度HS(V)为
HS(V) = [1-VM(dif)]/[1+VM(mean)] -1
= [1-VM(dif)]/[1+0.5*VM(dif)] -1
≒ -0.5*VM(dif) ................when vertical magnification<<1
由上论述可知..视像因素引发的水平倾斜程度可以表示为
HS(size inequality) = HS(H) + HS(Z)
= HM(dif) - 0.5*VM(dif)
1996年 加拿大约克大学 金子博彦和伊恩·霍华德临床实验显示..
右眼中产生水平范围较大的图像..而在左眼中产生较小的图像..
双眼视觉会呈现向右倾斜远离..
VM(dif) = 0,HM(dif) <0
HS(size inequality) = [HM(dif) - 0.5 VM(dif)] - 0 < 0
....即向右侧倾斜远离,吻合临床实验结果
右眼中产生垂直范围较大的图像..而在左眼中产生较小的图像..
双眼视觉会呈现反向倾斜..即向左倾斜远离。
VM(dif) < 0,HM(dif) = 0
H(size inequality) = [HM(dif) - 0.5*VM(dif)] - 0 > 0
....即向左侧倾斜远离,吻合临床实验结果
水平放大所产生的几何倾斜效应..是垂直放大所产生的诱导倾斜效应的两倍..
而且两者可线性叠加。
|HS(H)| = |HM(dif)| ,|HS(V)| = |-0.5*VM(dif)|
if HM(dif) = - VM(dif) , then |HS(H))| = 2*|HS(V)|
........................吻合临床实验结果
https://imgur.com/Uv5zdZR.jpeg
双眼视觉矩形水平斜摆物体..其对应单眼个别影像如下图所示..
https://imgur.com/F5dI9Lw.jpeg
双眼视觉梯形水平斜摆物体..其对应单眼个别影像如下图所示..
https://imgur.com/BbrOCdJ.jpeg
现在我们来处理问题(3)
https://imgur.com/KTaig2v.jpeg
(A)降低左眼近视度数..让左眼影像变大..
(B)降低右眼近视度数..让右眼影像变大..
(C)给予左眼180度轴的散光..让左眼影像垂直方向压缩..
(D)给予右眼180度轴的散光..让右眼影像垂直方向压缩..
当我们采用方案(C)..
给予左眼180度轴的散光..让左眼影像垂直方向压缩..
左眼将有机会成为右眼的相似形状..
https://imgur.com/b9sXpqw.jpeg
根据问题(1)的结果..
我们知道双眼影像将会还原为矩形..
https://imgur.com/3UTjXF6.jpeg
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"The science I see delivers to me a feeling of great beauty,
but few others see it. This makes me sad."
—Feyman's Letters: The Beat of a Different Drum, October 1967
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