Horopter ( grekiska ὅρος (hóros), "gräns" + grekiska ὀπτήρ (optḗr), "observatör") är en term från rymduppfattningens psykologi , som betecknar ett område i rymden framför betraktaren, vars alla punkter inte syns som dubbel, eftersom dessa punkter ger bilder på parade identiska ställen på näthinnan, det vill säga på motsvarande punkter. Andra punkter i rymden som ligger utanför horoptern ger dubbla bilder, eftersom strålarna från punkterna faller in i olika områden på näthinnan - disparata områden på näthinnan. Vanligtvis märker en person inte dualiteten hos sådana föremål. [ett]
När ett objekt uppfattas med två ögon (kikare) finns det en visuell egenskap som kallas disparitet, som kodar graden av relativ avlägsenhet för objekt i synfältet. Således är det möjligt att bestämma arten av objektens placering - vilket objekt som är närmare och vilket som är längre bort. Detta visuella tecken är det viktigaste i systemet med psykofysiologiska mekanismer för stereovision.
Det finns ett visst intervall av skillnader i förändring där en person inte uppfattar två punkter som ligger på olika avstånd. Om skillnadsvärdet ligger över detta intervall, börjar personen känna det relativa avståndet mellan en punkt från en annan. När skillnaden ökar ytterligare ökar känslan av djup. Med en ännu större ökning av skillnaden börjar den visuella bilden att fördubblas. Men vårt visuella system kan kombinera två distinkta (disparata) sensoriska strömmar av vänster och höger synfält till en sammansmält bild, som kallas fusion. Det geometriska området för ackumulering av punkter i rymden, vars skillnad är lika med noll, kallas en horopter. [2]
I ögonblicket för uppfattningen av ett föremål rör sig ögonen i samverkan, detta beror på fixeringen av två ögons blick på ett föremål. Sådana koordinerade ögonrörelser kallas vergens . Ögongloberna roterar när de optiska axlarna konvergerar, denna rörelse kallas konvergens, och separationen av de optiska axlarna kallas divergens. Ju närmare objektet för fixering är näsryggen, desto mer vänder ögongloberna sig mot varandra, desto större blir konvergensvinkeln. [2]
Våra ögon är rumsligt åtskilda från varandra, så synfältet för det ena ögat överlappar avsevärt synfältet för det andra ögat, men ändå är projektionerna av objekt som ligger i överlappningszonen olika för varje öga. När ögonen konvergerar på ett föremål, som blir punkten för bifixering av ögonen, faller dess projektioner på parade identiska punkter på näthinnan, de kallas motsvarande. [2]
Motsvarande punkter på näthinnorna är punkter som ligger på parade identiska ställen på näthinnan i båda ögonen, de har samma meridianer och avstånd från de centrala fossae. När ögonens näthinnor är överlagrade på varandra, kommer deras motsvarande punkter att sammanfalla. [3]
Icke desto mindre faller projektionerna av punkter som ligger längre eller närmare bifixationspunkten på oparade områden på näthinnan, som kallas icke-motsvarande punkter. Detta faktum är en återspegling av olikhet. [2]
Objekt som är belägna närmare eller längre än blickens fixeringspunkt projiceras på områden på näthinnan som inte motsvarar varandra, det vill säga på icke-motsvarande punkter på näthinnan, vilket leder till disparitet och dubbelseende.
När ögonen är fixerade på ett föremål ses föremålet inte som tvådelat, utan uppfattas som en enda bild, eftersom strålarna från föremålet faller på motsvarande områden på båda näthinnorna. När projektionen av ett föremål faller på icke-motsvarande områden på de två näthinnorna fördubblas bilden.
Binokulärt seende ger möjlighet att bestämma det relativa avståndet mellan två objekt, vilket kallas disparitet eller binokulär parallax. Disparitet kan beräknas från skillnaden mellan vinklarna när de är fixerade vid de närliggande och avlägsna punkterna, den är lika med förändringen i konvergens när man flyttar från en punkt till en annan. Med andra ord, disparitet motsvarar skillnaden mellan konvergensvinklarna i övergången från en bifixeringspunkt till en annan punkt. Således är skillnaden positiv när bifixeringspunkten är närmare näsryggen än den andra punkten, och negativ när bifixeringspunkten är längre bort. [2]
Graden av skillnader studeras också kvalitativt. Om du håller två pekfingrar efter varandra direkt framför dig, fokuserar dina ögon på närfingret, som förblir orörligt, och rör dig längre och längre bort från det bortre, så ökar skillnaden med ökande avstånd mellan fingrarna, det vill säga bilden fördubblas. Olikheten ökar också om du fäster blicken på det bortre orörliga fingret och flyttar det närmsta fingret mot dig.
Objekt som är närmare och längre än fixeringspunkten projiceras på icke-motsvarande områden på näthinnan, som kallas disparata. De kommer att ge dubbla bilder. Objekt som är på samma avstånd som fixeringspunkten kan uppfattas som en helhet, eftersom deras bild också projiceras på motsvarande områden. I horoptern uppfattas alla punkter som ligger på linjen framför ögonen, bort från fixeringspunkten, som en helhet, eftersom de har noll skillnad. Dessa punkter är ungefär på samma avstånd från betraktaren som föremålet som blicken är fäst på. Men inte alla föremål som ligger på samma avstånd från ögonen ses tillsammans, så horoptern är inte en cirkel centrerad på näsryggen. [4] [5]
Den teoretiska horoptern är en cirkel som passerar genom bifixeringspunkten och rotationscentrum för båda ögonen. Det är platsen för punkter som uppfattas vara på samma avstånd.
Men under experimentell verifiering visar sig den teoretiska horoptern vara felaktig, på grund av det speciella med ögonens geometri, beror formen på den empiriska horoptern på förändringen i avståndet till bifixeringspunkten. När bifixeringspunkten rör sig bort från betraktarens ögon tappar horoptern krökning, på avstånd över två meter ändrar dess krökning tecken, det vill säga horoptern böjer sig i motsatt riktning. [2]
Den empiriska horoptern återfinns på följande sätt: försökspersonen fäster blicken på en fast stav och tar upp den och flyttar positionen för den andra staven till olika punkter i periferin tills den andra staven upphör att fördubblas. Således visade det sig att den faktiska formen på horoptern förändras med fixeringspunktens avstånd. [4] [5]
Det första omnämnandet av en horopter intygades på 1000-talet av Ibn al-Haytham , känd i väster som "Alhazen". [6] Baserat på Ptolemaios [7] arbete om binokulärt seende, fann han att objekt som ligger på en horisontell linje som passerar genom fixeringspunkten representeras av en enda bild, och objekt som ligger på avstånd från denna linje representeras av en dubbel bild. Således märkte Alhazen vikten av vissa punkter i synfältet, men bestämde inte den exakta formen på horoptern och använde bildfusion vid fixering som kriterium.
Termen horopter introducerades av Francis Aguilonius i den andra av hans sex böcker om optik 1613 [8 ] eye. Några år senare drog Johannes Müller en liknande slutsats för ett horisontellt plan som innehåller en fixeringspunkt, även om han förväntade sig att horoptern skulle vara en yta i rymden (det vill säga inte begränsat till ett horisontellt plan). Den teoretiska/geometriska horoptern i horisontalplanet blev känd som Vieta-Müller-cirkeln . Det hävdas dock att detta var en felaktig identifiering i cirka 200 år.
1838 uppfann Charles Wheatstone stereoskopet , vilket gjorde att han kunde undersöka den empiriska horoptern. Han upptäckte att det finns många punkter i rymden som är sammanslagna och inte fördubblas; detta skiljer sig mycket från den teoretiska horoptern, och efterföljande författare har på liknande sätt funnit att den empiriska horoptern avviker från den förväntade formen baserat på enkel geometri. Nyligen har en rimlig förklaring getts för denna avvikelse, som visar att den empiriska horoptern skiljer sig från den teoretiska horoptern på grund av de fysiologiska egenskaperna hos ögonens struktur. Således kan det visuella systemet optimera sina resurser för stimuli som är mer sannolikt att observeras.