YNPhotogrammetry0331人眼的立體視覺(jué)和立體觀測(cè)課件

《攝影測(cè)量學(xué)》第三章雙像立體測(cè)圖主要內(nèi)容：1、人眼的立體視覺(jué)和立體觀測(cè)2、立體像對(duì)相對(duì)定向與核線幾何3、立體像對(duì)空間前方交會(huì)4、單元模型的絕對(duì)定向5、立體影像對(duì)光束法嚴(yán)密解在攝影測(cè)量中，利用單幅影像是不能確定物體上的空間位置的，在單張像片的內(nèi)、外方位元素已知的條件下，它也只能確定被攝物體點(diǎn)的攝影方向線。要確定被攝物體點(diǎn)的空間位置，必須利用具有一定重疊的兩張像片，構(gòu)成立體模型來(lái)確定被攝物體的空間位置。按照立體像對(duì)與被攝物體的幾何關(guān)系，以數(shù)學(xué)計(jì)算方式來(lái)解求物體的三維坐標(biāo)，稱(chēng)為雙像解析攝影測(cè)量。人眼的結(jié)構(gòu)視神經(jīng)視軸鞏膜脈絡(luò)膜盲斑網(wǎng)膜窩韌帶水晶體彩簾角膜一、人眼的立體視覺(jué)人眼是一個(gè)天然的光學(xué)系統(tǒng)，…水晶體如同攝影機(jī)物鏡，能自動(dòng)改變焦距，使觀察不同遠(yuǎn)近物體時(shí)，視網(wǎng)膜上都能得到清晰的物像。瞳孔好像光圈，視網(wǎng)膜好像底片，能接收物體的影像信息。人眼的立體視覺(jué)人眼單眼觀察時(shí)，不能直接獲取空間感視覺(jué)，而只能憑簡(jiǎn)介因素來(lái)判斷景物的遠(yuǎn)近。只有用雙眼觀察時(shí)，才能感覺(jué)出景物有遠(yuǎn)近凸凹的視覺(jué)，稱(chēng)為立體視覺(jué)。攝影測(cè)量中，正是根據(jù)這一原理，對(duì)同一地區(qū)，在兩個(gè)不同攝站拍攝兩張像片，構(gòu)成一個(gè)立體像對(duì)，進(jìn)行立體觀察與量測(cè)。為什么雙眼能觀察景物的遠(yuǎn)近？當(dāng)雙眼凝視物點(diǎn)A時(shí)，兩眼的視軸本能地交于該點(diǎn)。此時(shí)的交向角為γ。當(dāng)觀察附近的B點(diǎn)時(shí)，交向角為γ+dγ。由于B點(diǎn)的交向角大于A點(diǎn)，所以A點(diǎn)較B點(diǎn)遠(yuǎn)。人眼怎么觀察出這兩個(gè)交向角的差異呢？A點(diǎn)在兩眼中的構(gòu)像為a和aˊ，B的構(gòu)像為b和bˊ。由于交向角的存在，ab和a’b’不相等，其差值δ=ab-a’b’稱(chēng)為生理視差。生理視差通過(guò)神經(jīng)傳到大腦，通過(guò)大腦綜合，作出景物遠(yuǎn)近的判斷。因此，生理視差是判斷景物遠(yuǎn)近的根源。二、人眼的分辨能力與觀察能力人眼的分辨力是由視神經(jīng)細(xì)胞決定的。若兩物點(diǎn)的影像落在同一視神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)，人眼就分辨不出這是兩個(gè)像點(diǎn)。視神經(jīng)細(xì)胞的直徑約為0.0035mm，相當(dāng)于水晶體的張角約45″。所以單個(gè)人眼觀察兩點(diǎn)間的分辨力為45″，如果單眼觀察的是兩平行線，由于它是落在多個(gè)神經(jīng)細(xì)胞上，則觀察分辨力可以提高，約為20″。雙眼視力：

第一類(lèi)雙眼視力為30″；

第二類(lèi)雙眼視力為10″～15″人眼的觀察能力眼基線br為一常數(shù)：要分辨差異則Δγmin＞30″：如果在雙眼前分別放置感光材料P和Pˊ，則景物分別記錄在感光材料上。當(dāng)移開(kāi)實(shí)物AB后，仍進(jìn)行雙眼觀察，仍能看到與實(shí)物一樣的空間景物A和B。這就是人造立體視覺(jué)效應(yīng)。三、人造立體視覺(jué)自然界中，當(dāng)雙眼觀察遠(yuǎn)近不同的A、B兩點(diǎn)時(shí)，由于交向角的差異，在人眼中產(chǎn)生了生理視差，產(chǎn)生立體視覺(jué)，能分辨物體遠(yuǎn)近。按照立體視覺(jué)原理，在一條基線的兩端用攝影機(jī)獲取同一地物的一個(gè)立體像對(duì)，觀察中就能重現(xiàn)物體的空間景觀，測(cè)繪物體的三維坐標(biāo)。這是攝影測(cè)量進(jìn)行三維坐標(biāo)量測(cè)的理論基礎(chǔ)。根據(jù)這一原理，規(guī)定在攝影測(cè)量中，像片的航向重疊要求達(dá)到60％以上，是為了獲取同一景物在兩張航片上都有影像，以構(gòu)成立體像對(duì)進(jìn)行立體量測(cè)。人造立體視覺(jué)必須符合自然界立體觀察的四個(gè)條件：由兩個(gè)不同攝站攝取同一景物的一個(gè)立體像對(duì)；一只眼睛只能觀察像對(duì)中的一張像片。這一條件稱(chēng)為分像條件；兩像片同名點(diǎn)的連線與眼基線近似平行；像片間的距離與雙眼間的交向角相適應(yīng)。四、觀察人造立體的條件五、立體效應(yīng)的轉(zhuǎn)換人造立體觀察，不僅可以提高立體量測(cè)的精度，而且可以測(cè)求物體的空間位置，…在滿足上述觀察條件的基礎(chǔ)上，兩張像片有三種不同放置方式，因而產(chǎn)生了三種立體效應(yīng)：正立體、反立體、零立體。六、像對(duì)的立體觀察用立體鏡觀察立體重疊影式觀察立體互補(bǔ)色法光閘法偏振光法液晶閃閉法立體觀察設(shè)備的作用：減緩疲勞增強(qiáng)人眼視力增大人眼基線放大倍數(shù)K=nV超高感：

在像對(duì)立體觀察中所看到的立體模型是視覺(jué)模型，觀察者往往會(huì)感到立體模型的起伏程度與實(shí)地不一致。這種現(xiàn)象是由于立體模型的水平比例尺和垂直比例尺不一致造成的。當(dāng)立體模型的垂直比例尺大于水平比例尺時(shí)，立體模型比實(shí)際地形顯得陡峭，這種現(xiàn)象稱(chēng)為立體觀察時(shí)的超高感。

產(chǎn)生超高感的原因是立體觀察儀的主距大于攝影機(jī)的主距。S1S2b1b2b1ˊb2ˊd1d2f互補(bǔ)色法如圖在暗室中，用兩投影器分別對(duì)左右片進(jìn)行投影。在左投影器插入紅色濾光片，右投影器中插入綠色濾光片。觀察者帶上左紅右綠的眼鏡就可以達(dá)到分像的目的，從而觀察到立體。混合在一起成為白色光的兩種色光稱(chēng)為互補(bǔ)色光。品紅和藍(lán)綠是兩種常見(jiàn)的互補(bǔ)色。液晶閃閉法它由紅外發(fā)生器和液晶眼鏡組成。使用時(shí)紅外發(fā)生器一端與顯卡相連，圖像顯示軟件按照一定的頻率交替顯示左右影像，紅外發(fā)生器同步發(fā)射紅外線，控制