СПОСОБ РАЗВИТИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2008 года по МПК A61F9/00 

Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано в изобразительном и фотографическом искусстве, в кино-теле-видеоиндустрии, информационно-компьютерной технике и в других областях, где используются изображения с монокулярными признаками глубины или моделирование принципов деятельности естественно-природной нейронной сети нервной системы человека.

Известно, что физической основой получения зрительного восприятия глубины и объемности 3D-объектов окружающего пространства для стандартного естественно-природного зрительного восприятия являются два смещенных (на 6-7 см) изображения [1-5]. Известно также, что естественно-природное зрительное восприятие не позволяет получить глубину образов на одном 2D-изображении [3-4]. Это обусловлено тем, что все образы на одном 2-D-изображении находятся на одном расстоянии от глаз. Поэтому они не образуют смещения друг относительно друга на сетчатых изображениях двух глаз.

Для получения эффекта перспективы пространства на 2D-изображении используют монокулярные признаки глубины, которые, тем не менее, не позволяют нанести на плоскость все признаки трехмерных объектов [2, 4]. Поэтому на 2-D-изображении с монокулярными признаками глубины, возможно, получить лишь иллюзию пространственного расположения образов. Тем не менее, психологи считают, что, например, художник творческим замыслом на полотне может заставить зрителя забыть реальность, что все образы на изображении находятся на одном расстоянии от глаз [3]. Тогда на уровне психологии, возможно, получить восприятие глубины и перспективы пространства образов на плоском носителе. Только они не предлагают механизма реализации такого восприятия образов на плоских изображениях.

Глубину и объемность на 2-D-изображении можно получить, если использовать метод стереоскопии [2-5]. Данный метод используется для пространственного распознавания образов в компьютерных моделях [5] и в новых компьютерных технологиях при изготовлении жидкокристаллических мониторов, построенных на принципе параллакса [6]. Он заключается в фиксировании трехмерных объектов с двух точек пространства, помещении их изображений пред глазами, так чтобы в каждый глаз попадало только одно изображение. Но если оставить только одно изображение или рассматривать каждым глазом изображения, полученные с одной точки пространства, то нельзя получить полноценное восприятие глубины образов для стандартного зрительного восприятия.

Известно, что применение методики стереоскопии в идентично-подобных структурах позволяет развить способность получать эффекты глубины для одного 2D-изображения. После обучения зрительной системы в режиме наложения идентично-подобных структур формируется система зрительного восприятия, не имеющая подавляющей физической основы получения глубины образов 2D-изображения [7]. Этот метод выбран прототипом. В данном методе направление вектора глубины образов друг относительно друга и его устойчивость зависит от множества факторов построения и наблюдения 2D-изображения. Данная методика создает базовые элементы нового зрительного восприятия, факт возможности возникновения глубины образов на 2D-изображении, но оставляет неопределенным целостное восприятие глубины и перспективы пространства всех образов на плоском носителе.

Задачей изобретения является создание физических условий для обеспечения психических уровней формирования глубины, пространственной перспективы и объемности 2D-образов на 2D-изображении и получение из монокулярных признаков глубины реального восприятия глубины, пространственной перспективы и объемности плоских образов на плоском носителе.

Задача достигается сначала применением в системе обучения 2D-изображения И1 с монокулярными признаками перспективы пространства 2D-образов, построением на его основе 2D-идентично-подобной структуры, переводом монокулярных признаков глубины в глубину 2D-образов в идентично-подобных структурах в режиме наложения, созданием физических условий для обеспечения деятельности психических уровней формирования глубины, пространственной перспективы и объемности плоских образов на плоском носителе и далее получением перспективы пространства, глубины и объемности 2D-образов сначала на одном изображении И1, а затем на любых 2D-изображениях.

На фиг.1-5 показано применение принципов действия способа на примере произведений живописи. На фиг.1-2 дана одна из картин американского художника Б.Валледжо. На фиг.1 верхний ряд получен из идентичных копий. В режиме наложения он не имеет пространственной перспективы. В нижнем ряду приведены изображения с пространственной перспективой образов для идентично-подобных проекций. Перспективу пространства задает пол пещеры, в середине которой находится фигура женщины, окруженная стенами пещеры. На дальнем фоне находятся облака и лучи света от солнца. На фиг.2 эти изображения оформлены в ромбоидальную структуру. На фиг.3 пространственную перспективу образует поверхности воды и полоска земли в средней части полотна, находящаяся на самом дальнем плане. Все, что расположено выше создает перспективу пространства облаков и просветов между ними. Изображение построено с перспективой образов в режиме наложения. На фиг.4 нижний ряд не имеет перспективы пространства в режиме наложения, а для верхнего оно получено. Монокулярные признаки пространственной перспективы задаются поверхностью воды и дальним планом гор. Верхний и нижний ряды на фиг.5 построены так, что создают пространственную перспективу воды к средней части полотна в режиме наложения. Средний ряд получен из идентичных копий и не имеет глубины образов в режиме наложения. Монокулярные признаки задаются приближением поверхности воды к линии горизонта в средней части полотна.

На примере произведений живописи принцип работы способа следующий. Выбирается произведение живописи И1, на котором отдельные образы построены с монокулярными признаками пространственной перспективы. Далее оно дублируется и располагается в горизонтальный ряд, чем образуется первый, нулевой уровень глубины образов в идентично подобных структурах. При этом каждый образ И1, как и все копии полотна расположены по горизонтали друг от друга на одном расстоянии Т₀. Затем формируется глубина образов идентично-подобных структур в режиме наложения. Для этого в центре помещается выбранное произведение И1. Из него выделяются образы с монокулярными признаками пространственной перспективы и располагаются на расстояниях Т₀±Δt_i. В зависимости от последующего режима наблюдения перспектива пространства образов будет задаваться либо увеличением, либо уменьшением расстояния ΔТ_i=Т₀±Δt_i. Чем больше |Δt_i|, тем глубже будут располагаться образы друг относительно друга в пространственной перспективе идентично-подобных структур. Если ΔТ_i находится в стационарном состоянии, то обеспечивается статический режим обучения зрительной системы в режиме наложения горизонтальных структур. Пространственная перспектива образов идентично-подобных структур получается, если концентрировать взгляд вне плоскости расположения структур и получить наложение соседних изображений. В том случае, если непрерывно изменять расстояние между отдельными образами ΔТ_i, то реализуется динамический режим обучения. В этом режиме глубина образов друг относительно друга задается изменением расстояния ΔТ_i. При проведении обучения зрительной системы в статическом и динамическом режимах в условиях наблюдения глубины образов идентично-подобных структур у зрительного восприятия развивается способность получать глубину, перспективу пространственного построения образов и их объемность уже без режима наложения, т.е. на одном изображении с монокулярными признаками глубины.

На фигуре 1 нулевое построение структур изображено на верхнем ряду. Оно получено из оригинала картины при его дублировании и расположении друг от друга на расстоянии, равном ширине изображения. Перспектива пространства образов в идентично-подобных копиях построена на нижнем ряду. В данном варианте режим наблюдения выбран так, что наложение изображений осуществляется при концентрации взгляда за плоский носитель, на котором изображены копии. Поэтому, дальний план (образ лучей от солнца) расположен на наибольших расстояниях друг относительно друга. Наоборот, рамка изображения, как самый ближний план имеет наименьший размер Т₀. В динамическом режиме обучения обеспечивается переход от нулевого расположения глубины (верхний ряд) до наибольшей глубины (нижний ряд). Более сложный вариант построения идентично-подобных структур показан на фиг.2. На нем показана ромбоидальная структура, на которой кроме глубины образов, как на фиг.1, получена их пространственное расположение по ячейкам структуры. Для того чтобы увидеть прямую пространственную перспективу необходимо получать наложение структур при концентрации за носитель. (Для всех последующих примеров именно так построена перспектива пространства идентично-подобные структур.) Если осуществлять наложение структур при концентрации взгляда до носителя, то будет наблюдаться инверсионное направление вектора глубины образов, т.е. самый дальний план будет (лучи от солнца и облака) восприниматься на переднем плане глубины.

На фиг.3 построена перспектива пространства водной среды и облачного неба. Монокулярный признак глубины - уменьшение размера и приближение к линии горизонта реализован для острова (темная полоска в середине изображения с правой стороны). При наложении изображений (концентрировать взгляд за носитель) монокулярный признак глубины для острова реализуется в глубину идентично-подобных структур. Характерной особенностью данной подборки является то, что после режима обучения кроме эффекта перспективы пространственных образов возникает еще эффект глубины и прозрачности для воды. Фактически все элементы глубины, видимые в идентично-подобных структурах, остаются затем и без режима наложения.

На фиг.4 монокулярный признак перспективы также реализуется поверхностью воды и ее приближению на самом дальнем плане как бы к линии горизонта и горному массиву. А на самом переднем плане изображена полоска береговой кромки с камнем. Если получить наложение изображений, то в верхнем ряду будет наблюдаться глубина образов идентично-подобных структур. Это наибольшее расположение ближнего и дальнего планов. Нулевое положение глубины приведено на нижнем ряду. Все четыре изображения получены с оригинала картины. В динамическом режиме обучения реализуется состояние глубины от нижнего к верхнему ряду.

Три величины вектора глубины в идентично-подобных структурах приведено для изображений фиг.5. В среднем ряду получена подборка из четырех копий картины. Она не имеет глубины образов идентично-подобной структуры в режиме наложения. Наибольшей глубиной водной среды (она расположена в нижней половине изображения) обладает нижний ряд подборки. Промежуточное положение имеет верхний ряд. В динамической схеме обучения глубина идентично-подобных структур изменяется от нулевого (среднего ряда) до максимальной (нижний ряд). Характерной особенностью данного полотна является то, что хотя в средней части расположены абсолютно идентичные копии, в процессе обучения зрительной системы на них начинает возникать перспектива пространства водной среды и глубина воздушной среды над ней.

Для всех приведенных примеров после режима обучения зрительной системы эффекты монокулярной перспективы пространственного построения преобразуются в реальную пространственную перспективу образов, их глубину и объемность для одной «нулевой» копии картины. Первые два элемента могут быть восприняты в режиме наложения структур. Напомним, что они станут почти идентичными и на одной копии и без режима наложения. Это и есть первая «грань» развития зрительной системы. Третья же особенность - объемность образов (плюс эффект прозрачности воды и неба для некоторых из них) не следует из условий построения плоских образов каждого оригинала полотна. Она является второй «гранью» или следствием системы обучения и нового уровня обработки зрительной информации.

По целостному восприятию пространственной перспективы образов на 2-D изображении предлагаемый способ создает как бы новые «русла» развития зрительной системы. При этом из неустойчивого состояния направления и величины вектора глубины образов на плоском носителе формируется устойчивое состояние пространственной перспективы. И она будет совпадать с замыслом художника. Применение предлагаемого способа к произведениям живописи для множества полотен позволит получать не только перспективу пространственных построений полотна, но объемность их образов на нем. После этого произведения живописи будут восприниматься с полноценными элементами третьей координаты. Можно предполагать, что формируется «инструмент» для психического закона (или «психический солитон») получения глубины, пространственной перспективы и объемности 2-D-образов на плоском носителе. Этот «инструмент» для образов на 2-D-изображениях нейтрализует физический принцип их расположения на одном расстоянии от обоих глаз, инициализирует и развивает новые принципы обработки информации в зрительных центрах мозга.

Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано в изобразительном и фотографическом искусстве, в кино-теле-видеоиндустрии, информационно-компьютерной технике и в других областях, где используются изображения с монокулярными признаками глубины или моделирование принципов деятельности естественно-природной нейронной сети нервной системы человека.

Литература

1. Дж.Дудел и др. Физиология человека. - М.: Мир, 1985. 240 с.

2. Основы сенсорной физиологии. Под ред. Р.Щмидта. М.: Мир, 1984. 284 с.

3. Р.Л.Грегори. Глаз и мозг (Психология зрительного восприятия). М.: Прогресс, 1970.

4. Б.Раушенбах. Геометрия картины и зрительное восприятие. СПб. Азбука-классика, 2001. 320 с.

5. Г.Хакен, М.Хакен-Крелль. Тайны восприятия. М.: Ин-т компьютерных исследований, 2002, 272 с.

6. Ховард Б., Модель Sharp с 3D-экраном. PC Magazine/Russian Edition/, №3 (153), 2004. P.18.

7. В.Н.Антипов, Р.С.Якушев. Цивилизация знаний: Будущее и современность. Материалы всероссийской научной конференции. РосНОУ, Москва, 2005. С.141-143.

Изобретение относится к офтальмологии и предназначено для развития зрительной системы человека. Выбирают произведение живописи И1, на котором отдельные образы построены с монокулярными признаками пространственной перспективы. Дублируют его и располагают в горизонтальный ряд. При этом каждый образ И1, как и все копии полотна расположены по горизонтали друг от друга на одном расстоянии Т₀. В центре помещают выбранное произведение И1, где из него выделяют образы с монокулярными признаками пространственной перспективы и располагают на расстояниях T₀±Δt_i. Получают пространственную перспективу образов идентично-подобных структур путем концентрации взгляда вне плоскости расположения структур и наложения соседних изображений. Проводят обучение человека видеть данную пространственную перспективу образов в статическом или динамическом виде путем изменения Δt_i;между отдельными монокулярными признаками. Затем человек рассматривает исходное произведение живописи И1, стараясь получить глубину, перспективу пространственного построения образов и их объемность на этом изображении, а затем и на других плоских изображениях, с признаками пространственной перспективы. Предлагаемый способ позволяет добиться развития зрительной системы человека. 5 ил.

Способ развития зрительной системы человека, отличающийся тем, что выбирают произведение живописи И1, на котором отдельные образы построены с монокулярными признаками пространственной перспективы, далее его дублируют и располагают в горизонтальный ряд, при этом каждый образ И1, как и все копии полотна, расположены по горизонтали друг от друга на одном расстоянии Т₀, затем в центре помещают выбранное произведение И1, где из него выделяют образы с монокулярными признаками пространственной перспективы и располагают на расстояниях T₀±Δt_i, получают пространственную перспективу образов идентично-подобных структур путем концентрации взгляда вне плоскости расположения структур и наложения соседних изображений, далее проводят обучение человека видеть данную пространственную перспективу образов в статическом или динамическом виде путем изменения Δt_i между отдельными монокулярными признаками, после чего человек рассматривает исходное произведение живописи И1, стараясь получить глубину, перспективу пространственного построения образов и их объемность на этом изображении, а затем и на других плоских изображениях, с признаками пространственной перспективы.