СПОСОБ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ ТОПО- И КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2010 года по МПК A61B5/16 

Изобретение относится к средствам обучения, оптике, психологии, психофизиологии, экологии человека, геоэкологии и может быть применено в картографии, топографии, географии, геодезии и в любых иных областях, где используются изображения с изолиниями параметров.

Известно, что топографические, физические и иные географические карты, как и любые двумерные изображения, для естественно природной зрительной системы человека на одной проекции не могут восприниматься с объемным ощущением изображенного рельефа местности [1-2].

Известно, что обучение зрительной системы человека на изображениях, построенных на идентично-подобных структурах, развивает способность зрительного ощущения глубины плоских образов на плоских носителях [3], что формирует креативную зрительную систему [4], этот способ, или методика, выбраны прототипом 1. Глубина, или зрительное ощущение, местоположения плоских образов друг относительно друга зависят от геометрии образов, цвета, интенсивности, местоположения на двумерном носителе, в поле зрения человека и т.д. Эффекты глубины на одном изображении могут иметь как устойчивые, так и неустойчивые состояния. Целенаправленное обучение зрительной системы на двумерных изображениях, полученных с монокулярными признаками пространственной перспективы, такие как некоторые произведения живописи, способно стабилизировать неустойчивость эффектов глубины плоских образов и сформировать их пространственную перспективу [5]. Это способ выбран прототипом 2. Но все образы на полотне художника - плоские проекции реальных пространственных объектов. Т.е. прототип 2 позволяет за счет мастерства художника, за «плечами» которого многовековая история применения законов изображения пространственной перспективы при получении иллюзии пространства на своем полотне, с применением физических методов воздействия на зрительную систему, сформировать новые «русла» в зрительном восприятии. Эти «русла» развивают полноценное зрительное ощущение пространства и объема образов на полотне художника.

Как правило, образы на топографических и иных графических картах не имеют пространственных аналогов в наблюдаемых человеком окружающих трехмерных объектах. Поэтому для естественно-природной зрительной системы нет опыта их наблюдения в трехмерном восприятии, и они не образуют элементов ощущения пространственного построения.

Задачей изобретения является показать универсальность способности креативной зрительной системы в приложении к развитию трехмерного зрительного восприятия плоских топо- и иных картографических изображений.

Задача достигается выбором изображения карты, дублированием его не менее двух раз и размещением в горизонтальный ряд на расстоянии L₀, выделением на изображениях изолинии одного и того же параметра, затем расположением изолиний изображений на расстоянии L₀±Δl_i, где Δl_i - величина смещения изолиний, после чего в режиме наложения обучением зрительной системы сначала видеть глубину изолинии параметра при концентрации взгляда вне плоскости изображения, а затем зрительным восприятием аналогичной глубины на изображении карты.

Предлагаемый способ расширяет области применения и показывает универсальность действия креативной зрительной системы. В настоящее время еще нет широкого внедрения креативной зрительной системы, т.к. пока она относится еще к малоизученному явлению возможностей зрительной системы человека. Так в прототипе 1 впервые было заявлено о явлении способности зрительной системы формировать психическое ощущение глубины между плоскими образами на плоских носителях, представлена методика обучения, ее техническая реализация. Но в прототипе 1 величина и направление вектора глубины плоских образов друг относительно друга не имеют каких-либо определяющих и подавляющих механизмов фиксации. В прототипе 2 показана методика и технические средства ее обеспечения для получения стабильной пространственной перспективы для произведений живописи, образы которых имеют пространственные аналоги.

Настоящий способ относится к возможности получения подтверждения о разработке подавляющего механизма фиксации пространственной креативной глубины для изображений, не имеющих пространственного аналога наблюдения для зрительной системы. Фактически с реализацией способа происходит формирование закона и условий для построения стабилизированной пространственной перспективы плоских образов на плоских носителях.

На фиг.1-3 показано применение способа для топографических карт, с нанесенными на них изолиниями высоты рельефа местности. На фиг.1 показано изображение K_I как фрагмента топографической карты с водотоком (указан стрелкой и имеет направление движения с северо-востока на юго-запад), с обозначением семи и четырех изолиний высоты по левому и правому берегам реки соответственно. На фиг.2 представлен принцип построения изолиний высоты с последующим восприятием глубины, а на фиг.3 приведены две подборки изображений из трех горизонтальных проекций. Одна горизонтальная подборка построена из идентичных проекций K_I, а вторая - со смещенными изолиниями высоты. На всех фигурах цифры «08» используются как опорные символы. При концентрации взгляда они располагаются на дальнем плане по отношению к топокартам.

Принцип работы способа на примере изолиний высоты топографических карт

Основа принципа работы способа по развитию объемного восприятия изолиний высоты на плоских изображениях - это обучение зрительной системы на примере обобщенных стереоскопических проекций и опыт наблюдения на них глубины расположения изолиний различного уровня. Т.е. зрительной системе демонстрируется возможность пространственного построения изображений, и на физическом уровне создается такой опыт. Под понятием обобщенные стереоскопические проекции топографических карт понимаются топографические карты (или их проекции), которые расположены в горизонтальные ряды, со смещенными изолиниями высоты по отношению к основам топокарт. Принцип их построения поясняется далее. Сначала обучение проводится в активном режиме, т.е. непосредственно при построении обобщенных стереоскопических проекций. Для упрощения построения обобщенных стереоскопических проекций выбирается изображение K_I как участка топокарты с водотоком, по двум сторонам которого нанесены изолинии высоты. Такое изображение дано на фиг.1. Оно копируется и размещается на равных расстояниях, как показано на фиг.2 и фиг.3. Все изолинии высоты последовательно выделяются, копируются и размещаются на изображениях. Наилучшее построение осуществляется, когда копируется не сама изолиния, а фрагмент топокарты, со всеми последующими изолиниями высоты. Такой вариант показан на втором сверху и снизу рядах фиг.2. Для данного примера каждый фрагмент с изолиниями копируется два раза и накладывается на крайние проекции копий изображения K_I. Причем каждая изолиния размещается на своем месте. Далее фрагменты топокарты с изолиниями смещаются на величину Δ1. Ближний к водотоку фрагмент на Δ1, следующий на 2Δ1 и т.д. Т.к. смещение происходит антисимметрично, то расстояние между фрагментами карты с каждыми более высокими изолиниями изменяется на величину 2Δ1. Уже смещенные фрагменты первой и второй изолиний высоты левого берега водотока показаны на третьем и пятом (ряды отсчитываются сверху) горизонтальных рядах. Обучение проводится каждый раз, когда происходит смещение изолиний от своего местоположения до значения kΔ1 и осуществляется режим наложения проекций. В данном варианте построения и последующего их наблюдения, расстояния между изолиниями высоты увеличивались. Глубина изолиний возникает при концентрации взгляда на предмет между глазами и изображением, получении сначала двоения копий, а затем их наложения так, чтобы число в горизонтальном ряду стало четыре. Цифры «08» на фиг.2 и фиг.3 должны в режиме наложения проекций восприниматься дальше по сравнению с фрагментами топографических карт. В режиме наложения верхний ряд фиг.3 получен из одинаковых копий и воспринимается как плоское изображение, а на нижней подборке все изолинии высоты смещены и имеют стереоскопическое смещение. Активное обучение осуществляется непосредственно при изготовлении проекций в процессе их смещения и постоянном выполнении режима наложения. Пассивное - это процесс построения проекций, когда происходит смещение изолиний высоты, смонтированный в обучающий комплекс. При этом постоянно осуществляется режим наложения проекций и восприятие глубины на них. Обучение завершается, когда на одной проекции возникает зрительное ощущение глубины изолиний высоты, соизмеримое со стереоскопической глубиной на трех проекциях. Длительность обучения до возникновения зрительного ощущения глубины изолиний высоты на одной проекции индивидуальна и зависит от уровня развития зрительной системы. Для хорошо развитой зрительной системы, имеющей опыт получения ощущения глубины иных плоских образов на плоских носителях, для достижения результата достаточно 30-50 часов обучения.

Положительный результат по реализации способа наиболее эффективно будет достигаться для зрительной системы, ранее имеющей способность формирования глубины плоских образов на плоских носителях. Тренировка зрительной системы в режимах наложения идентично-подобных структур или обобщенных стереоскопических проекциях обеспечивает физические условия наблюдения глубины, на основании которых в последующем психическая компонента формирует глубину на одном изображении. Для тех, кто ранее не имел опыта обучения с применением идентично-подобных изображений или обобщенных стереоскопических проекций, потребуется сначала развить способности получения ощущения креативной глубины плоских образов на плоских носителях и лишь затем достичь результата, представленного выше. Глубина, которая наблюдается в режимах наложения на горизонтальных рядах, после режима обучения возникает и на одной проекции. Фактически, получение зрительного ощущения объемного восприятия изолиний высоты на одной проекции топокарты - явление интуиции для зрительной системы. Поэтому реализация способа, в том числе, развивает и интуицию, но на уровне использования физических методов воздействия на нейронные сети головного мозга с применением зрительной системы человека.

Изобретение относится к средствам обучения, оптике, психологии, психофизиологии, экологии человека, геоэкологии и может быть применено в картографии, топографии, географии, геодезии и в любых иных областях, где используются изображения с изолиниями параметров.

Литература

1. Грегори Р.Л. Глаз и мозг/ Р.Л.Грегори. - М.: Прогресс, 1970. - 280 с.

2. Раушенбах Б. Геометрия картины и зрительное восприятие/ Б.Раушенбах. - СПб.: Азбука-классика, 2001. - 320 с., ил.

3. Пат. 2264299 RU, МКП С2 В44С 5/00. Способ формирования трехмерных изображений (варианты) / В.Н.Антипов (Россия). - Опубл.20.11.05; Бюл. №32.

4. Антипов В.Н., Балтина Т.В., Антипов А.В. Креативное образно-структурное зрительное восприятие - перспектива развития зрительной системы человека в 21 веке / XX съезд Физиологического общества им. И.П.Павлова. Тезисы докл. - М.: Издательский дом «Русский врач», 2007 - С.126.

5. Пат. 2318477 RU, МКП A61F 9/00. Способ развития зрительной системы человека /В.Н.Антипов (Россия). - Опубл. 10.03.2008; Бюл. №7.

Изобретение относится к оптике, психологии, психофизиологии, экологии человека, геоэкологии, средствам обучения и может быть применено в картографии, топографии, географии, геодезии и в любых иных областях, где используются изображения с изолиниями параметров или аэро- и космические стереоскопические снимки. Выбирают изображение карты, дублируют его не менее двух раз и размещают в горизонтальный ряд на расстоянии L₀. На изображениях выделяют изолинии одного и того же параметра, затем изолинии изображений располагают на расстоянии L₀±Alj, где Δl_i - величина смещения изолиний. После чего в режиме наложения обучают зрительную систему сначала видеть глубину изолинии параметра при концентрации взгляда вне плоскости изображения, а затем зрительно воспринимать аналогичную глубину на изображении карты. Способ позволяет развить трехмерное зрительное восприятие плоских топо- или иных картографических изображений. 3 ил.

Способ восприятия топо- и картографических изображений, отличающийся тем, что выбирают изображение карты, дублируют его не менее двух раз и размещают в горизонтальный ряд на расстоянии L₀, на изображениях выделяют изолинии одного и того же параметра, затем изолинии изображений располагают на расстоянии L₀±Δl_i, где Δl_i - величина смещения изолиний, после чего в режиме наложения обучают зрительную систему сначала видеть глубину изолинии параметра при концентрации взгляда вне плоскости изображения, а затем зрительно воспринимать аналогичную глубину на изображении карты.