Visuell vinkel - Visual angle

Diagram som viser synsvinkel V.

Hvis et objekt er nær øyet, er synsvinkelen relativt stor, derfor projiseres objektet stort på netthinnen. Hvis det samme objektet er lenger borte, reduseres området på netthinnen det projiseres på.

Visuell vinkel er den vinkelen et sett objekt utsetter for øyet, vanligvis oppgitt i buegrader . Det kalles også objektets kantete størrelse .

Diagrammet til høyre viser et observatørs øye som ser på en frontal utstrekning (den vertikale pilen) som har en lineær størrelse , plassert i avstanden fra punktet . ${\ displaystyle S}$ ${\ displaystyle D}$ ${\ displaystyle O}$

For nåværende formål kan punkt representere øyets nodepunkter omtrent midt på linsen, og også representere sentrum av øyets inngangspupil som bare er noen få millimeter foran linsen. ${\ displaystyle O}$

De tre linjene fra objektets endepunkt mot øyet indikerer bunten av lysstråler som passerer gjennom hornhinnen, pupillen og linsen for å danne et optisk bilde av endepunktet på netthinnen ved punktet . Den sentrale linjen i bunten representerer sjefsstrålen . ${\ displaystyle A}$ ${\ displaystyle A}$ ${\ displaystyle a}$

Det samme gjelder for objektpunkt og dets retinalbilde ved . ${\ displaystyle B}$ ${\ displaystyle b}$

Den visuelle vinkelen er vinkelen mellom hovedstrålene til og . ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle A}$ ${\ displaystyle B}$

Måling og databehandling

Synsvinkelen kan måles direkte ved hjelp av en teodolit plassert på punktet . ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle O}$

Eventuelt kan det beregnes (i radianer) ved hjelp av formelen, . ${\ displaystyle V = 2 \ arctan \ left ({\ frac {S} {2D}} \ right)}$

Imidlertid, for synsvinkler mindre enn ca 10 grader, gir denne enklere formelen svært tette tilnærminger:

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

Retinalbildet og synsvinkelen

Som skissen ovenfor viser, dannes et reelt bilde av objektet på netthinnen mellom punkter og . (Se visuelt system ). For små vinkler, størrelsen på denne retinal bildet er ${\ displaystyle a}$ ${\ displaystyle b}$ ${\ displaystyle R}$

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

hvor er avstanden fra nodepunktene til netthinnen, ca. 17 mm. ${\ displaystyle n}$

Eksempler

Hvis man ser på et objekt på en centimeter i en avstand på en meter og et objekt på to centimeter i en avstand på to meter, underkaster begge den samme synsvinkelen på omtrent 0,01 rad eller 0,57 °. Dermed har de samme retinale bildestørrelse . ${\ displaystyle R \ ca. 0,17 {\ text {mm}}}$

Det er bare litt større enn den retinal bildestørrelsen for månen, som er ca , fordi, med månens gjennomsnittlig diameter , og jord for å måne midlere avstand midling ( ), . ${\ displaystyle 0.15 {\ text {mm}}}$ ${\ displaystyle S = 3474 {\ text {kilometers}}}$ ${\ displaystyle (2159 {\ text {miles}})}$ ${\ displaystyle D}$ ${\ displaystyle 383 000 {\ text {kilometers}}}$ ${\ displaystyle 238 000 {\ text {miles}}}$ ${\ displaystyle V \ ca. 0,009 {\ text {rad}}}$ ${\ displaystyle \ ca 0,52 {\ text {deg}}}$

For noen enkle observasjoner, hvis man holder pekefingeren i en armlengde, vil bredden på pekefingerneglen være omtrent en grad, og bredden på tommelen ved det første leddet faller omtrent to grader.

Derfor, hvis man er interessert i ytelsen til øyet eller de første prosesseringstrinnene i den visuelle cortex , er det ikke fornuftig å referere til den absolutte størrelsen på et sett objekt (dets lineære størrelse ). Det som betyr noe er den synsvinkelen som bestemmer størrelsen på retinalbildet. ${\ displaystyle S}$ ${\ displaystyle V}$

Terminologiske forvirringer

I astronomi refererer begrepet tilsynelatende til den fysiske vinkelen eller vinkeldiameteren . ${\ displaystyle V}$

Men i psykofysikk og eksperimentell psykologi refererer adjektivet "tilsynelatende" til en persons subjektive opplevelse. Så, "tilsynelatende størrelse" har referert til hvor stort et objekt ser ut, også kalt ofte "oppfattet størrelse".

Ytterligere forvirring har oppstått fordi det er to kvalitativt forskjellige "størrelse" -opplevelser for et sett objekt. Den ene er den oppfattede synsvinkelen (eller tilsynelatende synsvinkelen) som er den subjektive korrelasjonen til , også kalt objektets oppfattede eller tilsynelatende vinkelstørrelse. Den opplevde synsvinkelen defineres best som forskjellen mellom de oppfattede retningene til objektets endepunkter fra seg selv. ${\ displaystyle V '}$ ${\ displaystyle V}$

Den andre "størrelse" -opplevelsen er objektets opplevde lineære størrelse (eller tilsynelatende lineær størrelse) som er den subjektive korrelasjonen til , objektets fysiske bredde eller høyde eller diameter. ${\ displaystyle S '}$ ${\ displaystyle S}$

Utbredt bruk av de tvetydige begrepene "tilsynelatende størrelse" og "oppfattet størrelse" uten å spesifisere måleenhetene har forårsaket forvirring.

Representasjon av synsvinkel i visuell cortex

Hjernens primære visuelle cortex (område V1 eller Brodmann-område 17) inneholder en romlig isomorf representasjon av netthinnen (se retinotopi ). Løst sagt er det et forvrengt "kart" av netthinnen. Følgelig bestemmer størrelsen på et gitt retinalbilde omfanget av det nevrale aktivitetsmønsteret som til slutt genereres i område V1 av det tilknyttede retinal aktivitetsmønsteret. Murray, Boyaci og Kersten (2006) brukte nylig Functional magnetic resonance imaging (fMRI) for å vise at en økning i et sett måls visuelle vinkel, som øker , også øker omfanget av det tilsvarende nevrale aktivitetsmønsteret i område V1. ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle R}$

Observatørene i Murray 'et al.' S eksperiment så på et flatt bilde med to plater som undertrykte den samme synsvinkelen og dannet retinalbilder av samme størrelse , men den oppfattede vinkelstørrelsen på den ene var omtrent 17% større enn for den andre på grunn av forskjeller i bakgrunnsmønsteret for diskene. Det ble vist at områdene av aktiviteten i V1 relatert til diskene var av ulik størrelse, til tross for at netthinnebildene var like store. Denne størrelsesforskjellen i område V1 korrelerte med den 17% illusoriske forskjellen mellom de oppfattede synsvinklene. Dette funnet har implikasjoner for romlige illusjoner som synsvinkelillusjonen . ${\ displaystyle V}$ ${\ displaystyle R}$ ${\ displaystyle V '}$

Se også

Merknader

Referanser

Baird, JC (1970). Psykofysisk analyse av visuelt rom. Oxford, London: Pergamon Press.
Joynson, RB (1949). Problemet med størrelse og avstand. Quarterly Journal of Experimental Psychology, 1 , 119–135.
McCready, D. (1965). Størrelsesavstandsoppfatning og overnatting-konvergensmikropsia: En kritikk. Visjonsforskning. 5, 189–206.
McCready, D. (1985). På størrelse, avstand og synsvinkeloppfattelse. Perception & Psychophysics, 37 , 323–334.
Murray, SO, Boyaci, H, og Kersten, D. (2006) Representasjonen av opplevd vinkelstørrelse i menneskelig primær visuell cortex. Nature Neuroscience, 9, 429–434 (1. mars 2006).
McCready, D. The Moon Illusion Explained .

Eksterne linker

University of Buffalo's Interactive Visual Acuity Chart for visning av bokstaver eller symboler for en spesifisert Snellen-linje på dataskjermen i nøyaktig riktig størrelse (merk: du må følge instruksjonene for kalibrering).

Languages

In other projects