Введение
Визуальный угол - это угол, под которым видимый объект подтягивается к глазу, обычно выраженный в градусах дуги. Его также называют угловым размером объекта. На диаграмме справа изображен глаз наблюдателя, смотрящий на фронтальную область (вертикальную стрелку), которая имеет линейный размер , расположенный на расстоянии от точки Для настоящих целей точка может представлять узеловые точки глаза примерно в центре линзы, а также представлять центр входной зрачки глаза, которая находится всего в нескольких миллиметрах перед линзой. Три линии от конечной точки объекта, направляющейся к глазу, указывают на пучок световых лучей, которые проходят через роговицу, зрачок и линзу, образуя оптическое изображение конечной точки на сетчатке в точке Центральная линия пучка представляет главный луч. То же самое относится к точке объекта и его изображению сетчатки на Угол зрения - это угол между главными лучами и .
For present purposes, point can represent the eye's nodal points at about the center of the lens, and also represent the center of the eye's entrance pupil that is only a few millimeters in front of the lens. The three lines from object endpoint heading toward the eye indicate the bundle of light rays that pass through the cornea, pupil and lens to form an optical image of endpoint on the retina at point The central line of the bundle represents the chief ray. The same holds for object point and its retinal image at
The visual angle is the angle between the chief rays of and .
Изображение сетчатки и угол зрения
Как показывает вышеприведенный эскиз, на сетчатке между точками и (см. визуальную систему) образуется реальное изображение объекта. Для небольших углов размер изображения сетчатки равен расстоянию от узловых точек до сетчатки, около 17 мм.
where is the distance from the nodal points to the retina, about 17 mm.
Примеры
Если посмотреть на один сантиметровый объект на расстоянии одного метра и на двухсантиметровый объект на расстоянии двух метров, то оба они подтягивают один и тот же зрительный угол примерно на 0,01 радиуса или 0,57°. Таким образом, они имеют тот же размер сетчатки изображения, что только немного больше, чем размер сетчатки изображения для Луны, который составляет около , потому что, с средним диаметром Луны, и Земля к Луне среднее расстояние в среднем , Также, для некоторых простых наблюдений, если кто-то держит указательный палец на расстоянии руки, ширина указательного ногтя подтягивается примерно на один градус, а ширина большого пальца в первом суставе подтягивается примерно на два градуса. Поэтому, если кто-то заинтересован в работе глаза или первых этапах обработки в зрительной коре, нет смысла ссылаться на абсолютный размер рассматриваемого объекта (его линейный размер). Важной является угол зрения, который определяет размер изображения сетчатки.
That is just a bit larger than the retinal image size for the moon, which is about , because, with moon's mean diameter , and earth to moon mean distance averaging ,
Also, for some easy observations, if one holds one's index finger at arm's length, the width of the index fingernail subtends approximately one degree, and the width of the thumb at the first joint subtends approximately two degrees. Therefore, if one is interested in the performance of the eye or the first processing steps in the visual cortex, it does not make sense to refer to the absolute size of a viewed object (its linear size ). What matters is the visual angle which determines the size of the retinal image.
Терминологическая путаница
В астрономии термин "видимое размеры" относится к физическому углу или угловому диаметру. Но в психофизике и экспериментальной психологии прилагательное "очевидный" относится к субъективному опыту человека. Таким образом, "видимое размеры" относится к тому, как большой объект выглядит, также часто называют его "воспринимаемый размер". Дополнительная путаница возникла, потому что существует два качественно разных опыта "размера" для рассматриваемого объекта. Первый - это воспринимаемый зрительный угол (или видимый зрительный угол), который является субъективным коррелятом , также называемый воспринимаемым или видимым угловым размером объекта. Воспринимаемый зрительный угол лучше всего определяется как разница между воспринимаемыми направлениями конечных точек объекта от самого себя. Другой "размер" - это воспринимаемый линейный размер объекта (или видимый линейный размер), который является субъективным коррелятом , физической ширины, высоты или диаметра объекта. Широкое использование неоднозначных терминов "видимое размеры" и "воспринимаемый размер" без указания единиц измерения вызвало путаницу.
Представление угла зрения в зрительной коре
Первичная зрительная кора мозга (область V1 или область Бродмана 17) содержит пространственно изоморфное представление сетчатки (см. Ретинополия). В общем, это искаженная "карта" сетчатки. Соответственно, размер данного изображения сетчатки определяет степень нейронной активности, в конечном итоге генерируемой в области V1 связанной с ней нейронной активностью. Мюррей, Боячи и Керстен (2006) недавно использовали функциональную магнитно-резонансную томографию (fMRI), чтобы показать, что увеличение зрительного угла рассматриваемой цели, которое увеличивает , также увеличивает степень соответствующей модели нейронной активности в области V1. Наблюдатели в эксперименте, проведенном Мюрреем и его коллегами, рассматривали плоскую картину с двумя дисками, которые поднимали один и тот же зрительный угол и формировали изображения сетчатки одинакового размера, но воспринимаемый угловой размер одного был примерно на 17% больше, чем у другого, из-за различий в фоновых шаблонах для дисков. Было показано, что области активности в V1 в отношении дисков были неравных размеров, несмотря на то, что изображения сетчатки были одинаковых размеров. Эта разница в размерах области V1 коррелирует с иллюзорной разницей в 17% между воспринимаемыми углами зрения. Этот вывод имеет последствия для пространственных иллюзий, таких как иллюзия зрительного угла.