虛擬三維立體影像引起的眼動(dòng)態(tài)屈光度變化

1、虛擬三維立體影像引起的眼動(dòng)態(tài)屈光度變化遲蕙 謝培英 宮尾克【摘要】 目的：觀察虛擬三維立體影像引起眼的動(dòng)態(tài)屈光度變化。.設(shè)計(jì)：隨意選擇科室工作人員和學(xué)生16人、32只眼進(jìn)行觀察。將電腦驗(yàn)光儀與兩個(gè)平面反光鏡結(jié)合使被檢查者通過(guò)鏡面反射觀察到液晶電腦屏幕上的虛擬三維立體影像其主體為一個(gè)由遠(yuǎn)及近再由近及遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)著的小球，電腦同時(shí)記錄受試者屈光度的動(dòng)態(tài)變化。觀察：檢查單眼分別進(jìn)行。1. 使受試者注視液晶電腦屏幕上經(jīng)鏡面反射的虛擬三維立體影像并同時(shí)電腦記錄受試者屈光度的變化規(guī)律。影像中主體運(yùn)動(dòng)的距離相當(dāng)于30500厘米，觀察時(shí)間為40秒。2. 利用實(shí)物（手機(jī)屏幕）代替電腦屏幕，使受試者注視眼前30500

2、厘米不同距離運(yùn)動(dòng)的實(shí)物，觀察時(shí)間為40秒，電腦記錄受試者屈光度的變化。使用Microsoft Excel軟件對(duì)檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果1. 隨著虛擬三維立體影像中目標(biāo)的周期性運(yùn)動(dòng)，受試者的屈光度呈周期性變化，其調(diào)節(jié)幅度依不同年齡而各有不同，年齡越小調(diào)節(jié)幅度越大，其中1030歲調(diào)節(jié)幅度為0.54.5D，3050歲調(diào)節(jié)幅度為0.53.5D，50歲以上調(diào)節(jié)幅度為0.52.0D。2。隨著實(shí)物（手機(jī)屏幕）的周期運(yùn)動(dòng)，受試者的屈光度也呈周期性變化。結(jié)論：虛擬三維立體影像可以引起眼的動(dòng)態(tài)屈光度變化并與實(shí)際運(yùn)動(dòng)目標(biāo)引起的眼的動(dòng)態(tài)屈光度變化大致相同。【關(guān)鍵詞】 虛擬環(huán)境；三維深度感知；屈光度；Observed o

3、n Dummy three-dimensional dynamic imaging caused eyes diopter changes CHI Hui, XIE Pei-ying, Peking University Optometry and ophthalmolegy center, Beijing 100083,ChinaCorresponding author: CHI hui , Email: ch【Abstract】 Objective To investigate the three-dimensional dummy dynamic imaging caused dynam

4、ic diopter changes of the eye. Methods Choose the department staff and students 32 eyes to be observed.Computer optometry apparatus and two plane mirror formed a new equipment.1.In front of the observer we put a computer screen with dummy 3D dynamic imaging. 3D dynamic imaging is a athletic small ba

5、ll.Enable observer to see a computer screen and record diopter change. The movement distance of dummy imagings on the computer screen was 30500cm ,observer observed 3040 seconds.2. In front of the observer put a cell phone screen, the cell phone screen movement distance was 30500cm, observer observe

6、d 3040 seconds. Results 1.With the cyclical movement of dummy three-dimensional imagings the diopter of observer was cyclical changes.The diopter change alone with age, which 10-30 age the diopter change was 0.54.5D，30-50 age the diopter change was 0.53.5D，50 + age the diopter change was 0.52.0D. 2.

7、 With cell phone screen cyclical movement, the diopter of observer was also cyclical changes. Conclusions dummy 3D dynamic imaging can cause eyes dynamic diopter changes as same as with cell phone screen.【Key words】Dummy environment；three-dimensional Dynamic Imaging；Diopter立體視覺(jué)是由多幅圖像獲取物體三維幾何信息而產(chǎn)生的視覺(jué)

8、。當(dāng)動(dòng)物用兩只眼睛同時(shí)觀察物體時(shí)雙眼所獲取的信息在視網(wǎng)膜對(duì)應(yīng)點(diǎn)上形成視差，使產(chǎn)生深度和遠(yuǎn)近的感覺(jué)從而獲得立體視覺(jué)。虛擬三維環(huán)境立體視覺(jué)技術(shù)是用雙攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得周?chē)拔锏膬煞鶖?shù)字圖像然后用計(jì)算機(jī)進(jìn)行重建后獲得三維立體影像的技術(shù)【3】。 據(jù)報(bào)道【1】如同現(xiàn)實(shí)世界一樣，虛擬三維環(huán)境立體視覺(jué)技術(shù)可以讓視線(xiàn)聚焦于虛擬環(huán)境中的任意虛擬對(duì)象上，并在一定程度上因調(diào)節(jié)輻輳聯(lián)動(dòng)而引起相應(yīng)的晶體調(diào)節(jié)。為了證實(shí)虛擬三維環(huán)境立體影像可以引起晶狀體調(diào)節(jié)我們與日本名古屋大學(xué)宮尾 克教授合作，對(duì)虛擬三維立體影像引起的眼動(dòng)態(tài)屈光度變化進(jìn)行觀察，現(xiàn)報(bào)告如下。資料與方法一觀察對(duì)象隨意選擇除近視眼外無(wú)其他眼疾的科室工作人員

9、和學(xué)生16人32眼，其中男性5人、女性11人，平均年齡為28歲，正視眼8人，近視眼8人（球鏡-2.00DS，柱鏡-1.50DC）。有屈光不正的受試者要在框架眼鏡矯正下進(jìn)行觀察。視遠(yuǎn)矯正視力1.0。二觀察設(shè)備將電腦驗(yàn)光儀與兩個(gè)平面反光鏡結(jié)合使被檢查者通過(guò)鏡面反射觀察到液晶電腦屏幕上的虛擬三維立體影像，電腦同時(shí)記錄受試者屈光度的動(dòng)態(tài)變化。圖1 是觀察方法的示意圖，圖2 是實(shí)際檢查的情況。Target displaySmall mirrorDichroic mirrorEye 圖1 觀察方法示意圖 圖2 醫(yī)生用電腦驗(yàn)光儀記錄屈光度變化虛擬三維立體影像選擇虛擬天空為背景，背景中的運(yùn)動(dòng)主體為一個(gè)由遠(yuǎn)及近

10、再由近及遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)著的小球（圖3 ）。指導(dǎo)受試者的目光隨小球而運(yùn)動(dòng)。 圖3 虛擬三維立體影像三觀察方法：（檢查單眼分別進(jìn)行）1. 使受試者注視液晶電腦屏幕上經(jīng)鏡面反射的虛擬三維立體影像并同時(shí)電腦記錄受試者屈光度的變化規(guī)律。影像中主體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的距離相當(dāng)于30500厘米，觀察時(shí)間為40秒，約每10秒為一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。2. 為了與實(shí)際距離改變引起的屈光度變化相比較，我們利用實(shí)物（手機(jī)屏幕）代替電腦屏幕，使受試者注視眼前30200厘米不同距離運(yùn)動(dòng)的手機(jī)屏幕，觀察時(shí)間為40秒，電腦記錄受試者屈光度的變化。3為了使測(cè)試曲線(xiàn)更具真實(shí)性，我們對(duì)每一位受試者都進(jìn)行反復(fù)多次的測(cè)試，盡量排除外界的干擾和主觀誘導(dǎo)。四統(tǒng)計(jì)

11、學(xué)方法將每一次觀察目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)距離、運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及相對(duì)應(yīng)的屈光度的變化值詳細(xì)記錄在Excel表格中，最后使用Microsoft Excel軟件對(duì)檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并做出相應(yīng)的觀察目標(biāo)運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)和屈光度變化曲線(xiàn)。結(jié)果一隨著虛擬三維立體影像中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的周期性運(yùn)動(dòng)，受試者的屈光度呈周期性變化，其調(diào)節(jié)幅度依不同年齡而各有不同，其中1030歲調(diào)節(jié)幅度為0.54.5D，3050歲調(diào)節(jié)幅度為0.53.5D，50歲以上調(diào)節(jié)幅度為1.02.0D。圖4 是一例20歲受試者在觀察影像背景中運(yùn)動(dòng)小球時(shí)的屈光度變化，隨著小球運(yùn)動(dòng)的周期性變化受試者的屈光度也呈周期性變化且與小球的運(yùn)動(dòng)頻率相一致。二用實(shí)物代替虛擬影像時(shí)，隨著實(shí)物（

12、手機(jī)屏幕）的周期運(yùn)動(dòng)，受試者的屈光度也呈周期性變化。圖5是同一個(gè)20歲的志愿者當(dāng)注視運(yùn)動(dòng)著的手機(jī)屏幕時(shí)其屈光度也呈現(xiàn)相應(yīng)的變化（約34.5D）。從圖中比較來(lái)看，虛擬場(chǎng)景引起的屈光度變化要小于實(shí)際目標(biāo)引起的屈光度變化（差值約為1.4D）。 圖4 20歲觀察天空 圖5 20歲觀察手機(jī)屏幕討論 生物視覺(jué)系統(tǒng)的認(rèn)知過(guò)程是一種復(fù)雜的與外界交互作用的主動(dòng)性過(guò)程，感知憑借著光線(xiàn)的遮擋與消隱、透視、運(yùn)動(dòng)線(xiàn)索及視覺(jué)心理學(xué)等影響而產(chǎn)生，它是一種行動(dòng)而不僅僅是一種波動(dòng)性反應(yīng)【3】。 人的雙眼具有輻輳和調(diào)節(jié)兩種功能。為看清物體而改變眼的屈光力的現(xiàn)象稱(chēng)為調(diào)節(jié)，注視近處目標(biāo)時(shí), 雙眼同時(shí)內(nèi)收的現(xiàn)象稱(chēng)輻輳也叫集合。正常情況

13、下,調(diào)節(jié)和輻輳互相協(xié)同、聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)隨輻輳的增加而增加, 亦隨輻輳的減小而減小。同時(shí)兩者又各自保持較微弱程度的獨(dú)立性,存在著相對(duì)調(diào)節(jié)和相對(duì)輻輳【2】。 現(xiàn)實(shí)世界是真正的三維立體世界，它具有三個(gè)特征：(1) 為雙眼提供了兩幅具有位差的圖象, 映入雙眼后即形成立體視覺(jué)所需的視差。(2) 視標(biāo)所發(fā)出光線(xiàn)的散開(kāi)度與眼物距以及雙眼所處的狀態(tài)相輔相成。(3) 三維世界中的非主視對(duì)象所發(fā)出的光線(xiàn)都分別以其各自不同的散開(kāi)度射入眼睛, 并以其該有的清晰度或模糊度成像于視網(wǎng)膜上【1】。 虛擬三維環(huán)境立體視覺(jué)技術(shù)是采用雙攝像機(jī)或多攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲得周?chē)拔锏膬煞蚨喾鶖?shù)字圖像從而實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)實(shí)世界的方式獲得虛

14、擬環(huán)境的立體影像。虛擬環(huán)境視覺(jué)影像給左右眼提供兩幅有位差的不完全一樣的平面圖像且能滿(mǎn)足視覺(jué)融像功能（Panum融像區(qū)）的規(guī)則，因此映射入雙眼視網(wǎng)膜的兩幅圖像在神經(jīng)中樞融合后便產(chǎn)生了三維深度感知【1】。如同現(xiàn)實(shí)世界一樣，虛擬三維環(huán)境立體視覺(jué)技術(shù)可以讓視線(xiàn)聚焦于虛擬環(huán)境中的任意虛擬對(duì)象上，這樣在一定程度上因調(diào)節(jié)輻輳聯(lián)動(dòng)而引起相應(yīng)的晶體調(diào)節(jié)。 我們觀察結(jié)果顯示，虛擬影像可以引起眼動(dòng)態(tài)屈光度的變化，且與虛擬場(chǎng)景中物體運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)近周期相一致，與實(shí)際目標(biāo)運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的眼動(dòng)態(tài)屈光度的變化相比較也有相似的變化趨勢(shì)，這種屈光度的變化與調(diào)節(jié)輻輳的協(xié)同聯(lián)動(dòng)相關(guān)。虛擬環(huán)境立體影像的成像特點(diǎn)是介于現(xiàn)實(shí)世界與平面圖像之間，他

15、為眼睛提供信息的是平面圖像，同時(shí)又是兩幅，實(shí)際上運(yùn)動(dòng)著的虛擬影像無(wú)論是遠(yuǎn)還是近其焦平面是固定的，在視網(wǎng)膜上都形成清晰的像，這樣就改變了正常的視覺(jué)生理機(jī)能, 會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)和輻輳關(guān)系的不和諧, 甚至相互沖突。因此虛擬環(huán)境立體影像引起調(diào)節(jié)的機(jī)理還有待于進(jìn)一步探討和證實(shí)。我們需要進(jìn)一步比較實(shí)際目標(biāo)與虛擬環(huán)境立體影像引起的調(diào)節(jié)，進(jìn)一步證實(shí)虛擬環(huán)境立體影像焦點(diǎn)調(diào)節(jié)的存在，進(jìn)一步研究輻輳角度的測(cè)量以及和調(diào)節(jié)的相關(guān)性，并需要想辦法證實(shí)虛擬環(huán)境立體影像是否改善調(diào)節(jié)近點(diǎn)等等。 虛擬環(huán)境立體影像引起的調(diào)節(jié)與實(shí)際目標(biāo)引起的調(diào)節(jié)有著相似的趨勢(shì)，他符合現(xiàn)實(shí)世界中真正三維立體世界的特征。從我們的觀察結(jié)果中觀察到了虛擬場(chǎng)景可以

16、引起晶體調(diào)節(jié)，那么怎樣才能將虛擬環(huán)境立體影像應(yīng)用于臨床？比如是否可以利用虛擬環(huán)境立體影像的訓(xùn)練緩解視疲勞、減緩老視的發(fā)生，做集合功能訓(xùn)練、立體視訓(xùn)練、弱視訓(xùn)練等等，這些都有待于我們進(jìn)一步的探討和實(shí)踐，希望能與眼科和眼視光的各位老師們商榷。參考文獻(xiàn)李書(shū)印，萬(wàn)明習(xí).虛擬環(huán)境中的視覺(jué)感知. 中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)，2000，11：906.王光霽.雙眼視覺(jué)學(xué).第1版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2004,147-150.3. 馬頌德，張正友主編.計(jì)算機(jī)視覺(jué).第一版.北京：科學(xué)出版社，2003,72.作者單位：100083 北京 海淀區(qū) 學(xué)院路38號(hào) 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部眼視光學(xué)研究中心通訊作者：遲蕙，Email: HY

17、PERLINK mailto:ch ch電話(huà)錄資料：不需要的可以自行刪除 VIW虛擬因特網(wǎng)教室概述（ ）因特網(wǎng)教室，是一個(gè)在局域網(wǎng)環(huán)境中模擬因特網(wǎng)的教學(xué)系統(tǒng)，它采用多種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把因特網(wǎng)帶進(jìn)校園，讓學(xué)校的師生在校園網(wǎng)中即可模擬上因特網(wǎng)，無(wú)須撥號(hào)，也不必通過(guò)代理服務(wù)器，只要在任一瀏覽器中敲入所需網(wǎng)址，就可完成恰似在因特網(wǎng)上才能實(shí)現(xiàn)的全部功能，從而實(shí)現(xiàn)信息的交換、發(fā)布與檢索。這樣，學(xué)生和老師在花費(fèi)極少的校園網(wǎng)環(huán)境中就可遨游樂(lè)趣無(wú)窮的：搜索瀏覽自己感興趣的網(wǎng)站，查詢(xún)收集與課題相關(guān)的信息以輔助教學(xué)或?qū)W習(xí)，使用電子郵件進(jìn)行交流與溝通，在上貼帖子，對(duì)某些問(wèn)題發(fā)表自己獨(dú)特的見(jiàn)

18、解，在談天說(shuō)地中暢所欲言，大侃特侃，在下載專(zhuān)區(qū)中下載各種軟件，在留言板中提出你的意見(jiàn)等等，讓師生們?cè)谛@局域網(wǎng)中充分過(guò)把上癮。提供了包羅萬(wàn)象的 網(wǎng)站和功能強(qiáng)大的系統(tǒng)管理程序。此網(wǎng)站中的因特網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)一欄，為學(xué)生們進(jìn)入上好第一堂入門(mén)課。為緊密配合教學(xué)，還集成了十多個(gè)與教學(xué)有關(guān)的網(wǎng)站，使你幾乎在瞬間便可瀏覽眾多網(wǎng)站。同時(shí)，在下載專(zhuān)區(qū)里提供了一系列流行的常用軟件工具，讓你快速下載到本地計(jì)算機(jī)上。另外， 還展示了五花八門(mén)的網(wǎng)頁(yè)特技， 讓你耳目一新，躍躍欲試。在基于操作系統(tǒng)的服務(wù)器上，增加了系統(tǒng)管理主程序（該程序還可在網(wǎng)站管理頻道中直接調(diào)用），包括用戶(hù)管理與網(wǎng)站管理，規(guī)定了有哪些用戶(hù)創(chuàng)建，維護(hù)哪些站點(diǎn)等

19、等，師生們可以在這里創(chuàng)建與維護(hù)各年級(jí)、各教研室、各班級(jí)、甚至個(gè)人的網(wǎng)站，從而把校園的信息發(fā)布到中去，達(dá)到資源共享，二次開(kāi)發(fā)的目的。系統(tǒng)要求硬件配置. 服務(wù)器最低配置標(biāo)準(zhǔn)配置最佳配置 以上 以上 以上內(nèi)存以上以上以上硬盤(pán)以上剩余空間以上剩余空間以上剩余空間網(wǎng)卡以上帶寬以上帶寬以上帶寬. 工作站最低配置標(biāo)準(zhǔn)配置最佳配置 以上 以上以上內(nèi)存以上以上以上顯示卡以上顯存以上顯存以上顯存網(wǎng)卡以上帶寬以上帶寬以上帶寬聲卡 全雙工聲卡(可選) 全雙工聲卡(可選) 全雙工聲卡軟件配置. 服務(wù)器 服務(wù)器系統(tǒng)， 服務(wù)器軟件，因特網(wǎng)教室軟件。 工作站 、 、 或 ，通訊協(xié)議，瀏覽器（推薦使用以上的瀏覽器）。產(chǎn)品功能因

20、特網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)電子郵件的收發(fā)網(wǎng)站搜索資料的下載網(wǎng)上留言網(wǎng)上聊天網(wǎng)上公告網(wǎng)上資料庫(kù)的管理因特網(wǎng)網(wǎng)頁(yè)制作特技網(wǎng)站的管理產(chǎn)品特色因特網(wǎng)教室具有以下特點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便，由于采用性能優(yōu)越的架構(gòu)，服務(wù)器端僅需裝網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)與因特網(wǎng)教室系統(tǒng)管理主程序，客戶(hù)端安裝任意類(lèi)型的瀏覽器即可 。穩(wěn)定性強(qiáng)，由于服務(wù)器端基于大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)，該平臺(tái)具有強(qiáng)大的技術(shù)后盾，可靠性強(qiáng)、安全性高。經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，由于在局域網(wǎng)中操作，沒(méi)有電話(huà)費(fèi)，也沒(méi)有上網(wǎng)費(fèi)，極大減少了教學(xué)成本。兼容性強(qiáng)，客戶(hù)端支持 ， 和 操作系統(tǒng)和任意類(lèi)型的瀏覽器。操作簡(jiǎn)易，模擬上網(wǎng)極其簡(jiǎn)單，無(wú)須撥號(hào)，也不必通過(guò)代理服務(wù)器，只要在校園網(wǎng)任一瀏覽器中敲入所要網(wǎng)址即可。效

21、率高，由于網(wǎng)站實(shí)際是在本地服務(wù)器上，所以上網(wǎng)相當(dāng)于全部在寬頻網(wǎng)絡(luò)上高速運(yùn)行，你盡可瞬時(shí)一覽無(wú)遺。功能全，濃縮了的全部功能，只要互聯(lián)網(wǎng)有的，這里都可以找到。中還集成了十多個(gè)與教學(xué)有關(guān)的網(wǎng)站，使你呆在校園里便知天下事。同時(shí)，還可以把其它網(wǎng)站的信息下載到本地服務(wù)器中，由網(wǎng)站系統(tǒng)管理員經(jīng)過(guò)篩選來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一管理，達(dá)到減少上網(wǎng)次數(shù)與資源共享的目的。中增加的教學(xué)示范，比如因特網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)、電子郵件、網(wǎng)頁(yè)特技、 資料庫(kù)管理示范等，讓學(xué)生們邊學(xué)習(xí)、邊實(shí)踐，是一本不可多得的百科全書(shū)。 在中的用戶(hù)管理與網(wǎng)站管理程序，讓師生們積極創(chuàng)建與維護(hù)各個(gè)站點(diǎn)，完全調(diào)動(dòng)了他們的主動(dòng)性，激發(fā)了他們的創(chuàng)造力， 從而讓校園在大舞臺(tái)上充分展示自己的風(fēng)采。適應(yīng)范圍校園網(wǎng)培訓(xùn)教室多媒體教室企業(yè)內(nèi)局域網(wǎng)產(chǎn)品安裝和設(shè)置產(chǎn)品包含：藍(lán)點(diǎn)系統(tǒng)盤(pán)、 主程序光盤(pán)、范例網(wǎng)站光盤(pán)； 產(chǎn)品使用手冊(cè)一本； 網(wǎng)卡一塊；安裝與啟動(dòng)因特網(wǎng)教室采用性能優(yōu)越的架構(gòu)，服務(wù)器端必須在功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)下運(yùn)行，而客戶(hù)端（僅需安裝瀏覽器）可任意在、 、 操作系統(tǒng)上執(zhí)行，且支持所有類(lèi)型的瀏覽器。安裝服務(wù)器端服務(wù)器端必須安裝網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（含服務(wù)器）、因特網(wǎng)教室。安裝網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)關(guān)于安裝網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)， 請(qǐng)參閱的安裝手冊(cè)。在安裝過(guò)程中，選擇定制安裝后，出現(xiàn)待安裝軟件