3.1.1. KHẢ NĂNG NHÌN CỦA MỘT MẮT
Khả năng nhìn của một mắt thường được đánh giá bằng lực phân biệt của mắt và được định nghĩa như sau:
Lực phân biệt của mắt là khoảng cách nhỏ nhất giữa hai vật và một mắt có thể nhìn rõ. Góc trương tương ứng của khoảng cách này biểu thị bằng δ.
Theo kết quả nghiên cứu của các nhà sinh học và y học, nếu hai điểm ảnh của vật đồng thời rơi vào một tế bào cảm thụ màu sắc hình nón thì trung tâm thần kinh thị giác không thể nhận ra sự tồn tại của hai điểm vật.
Vì vậy, muốn nhìn rõ hai điểm vật thì ít nhất điểm ảnh tương ứng của chúng phải rơi vào 2 tế bào hình nón kề nhau. Vì thế lực phân biệt của một mắt được biểu thị bằng góc trương của đường kính tế bào hình nón, tức là:
δ”= (0,0035/16).ρ” = 4,5” (3.1)
Đây là lực phân biệt đối với vật thể dạng điểm, thường được định nghĩa là lực phân biệt loại I.
Nếu nhìn 2 đường thẳng song song, sẽ có nhiều tế bào hình nón tham gia vào việc thu nhận hình ảnh, bởi vì các tế bào này sắp xếp so le với nhau trên võng mạc. Do đó lực phân biệt sẽ được nâng cao hơn khi nhìn vật thể hình điểm. Kết quả thực nghiệm cho thấy, lực
28
trường đại học nông lâm thái nguyên
Giáo trình Trắc địa ảnh và Viễn thám
phân biệt của một mắt đối với vật dạng đường nét khoảng 20” (δ = 20”). Lực phân biệt này được định nghĩa là lực phân biệt loại II.
3.1.2. KHẢ NĂNG NHÌN CỦA HAI MẮT
Khi nhìn vật thể bằng 2 mắt, ta có thể nhận biết một cách rõ ràng không gian 3 chiều của vật thể đó. Khả năng này đã trở thành bản năng của đôi mắt người.
Vậy cơ sở của bản năng này là gì?, ta hãy quan sát thí nghiệm đơn giản sau đây (Hình 3.1).
Khi ta nhìn bằng hai mắt một vật A ở cách mắt một đoạn ya (Hình 3.1) thì trục nhìn của hai mắt sẽ tự điều chỉnh và giao nhau ở điểm A thành một góc γ. Đồng thời thủy tinh thể của mắt cũng tự động điều tiết và thu nhận hình ảnh của A trên
võng mạc của mắt trái a1 và trên võng mạc của mắt phải là a2.
Nếu bên cạnh điểm A có một điểm vật P nằm trong trường nhìn của mắt, thì cũng tương tự như trên, trục nhìn của mắt cũng sẽ tự điều chỉnh và giao nhau ở P. Hình ảnh của điểm P sẽ được ghi nhận trên võng mạc của mắt trái là P1 và mắt phải là P2 (Hình 3.1).
Dễ dàng nhận thấy: Các góc giao hội γa và γp không bằng nhau ( γa≠γp).
Vì khoảng cách Ya và Yp khác nhau, tức là: ứng với mỗi khoảng cách nhìn khác nhau sẽ có một góc giao hội γ khác nhau. Sự khác nhau giữa các góc giao hội của các điểm vật là cơ sở đoán nhận tính không gian của vật thể của hai mắt. Vì vậy trị:
∆γ = γp - γa (3.2)
được định nghĩa là lực nhìn không gian của hai mắt.
Trên thực tế khả năng nhìn không gian của hai mắt không trực tiếp dựa vào sự khác biệt giữa các góc giao hội mà dựa vào sự khác biệt của hình ảnh thu được trên võng mạc của mắt trái và mắt phải, tức là:
σ = a1p1 - a2p2 (3.3)
Đại lượng này được định nghĩa là thị sai sinh lý của hai mắt.
Từ hình 3.1 ta có thể chứng minh quan hệ sau đây giữa thị sai sinh lý và lực nhìn không gian ∆γ của mắt:
∆ =γ σ
f (3.4)
hÌnh 3.1: Khả năng nhìn không gian của 2 mắt
29
Chương 3 NGUYÊN LÝ NHÌN LẬP THỂ VÀ ĐO ẢNH LẬP THỂ trường đại học nông lâm thái nguyên
trong đó f’ là tiêu cự chính của mắt.
Từ đó có thể thấy: Lực nhìn không gian của mắt phụ thuộc vào khả năng tiếp nhận thị sai sinh lý của mắt.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Thị sai sinh lý nhỏ nhất cho phép đoán nhận được tính không gian (gần xa) của vật thể đối với dạng điểm thông thường là:
σmin = 2,3μ và đối với vật thể dạng đường thẳng đứng là:
σmin = 1,0μ
Đồng thời thị sai sinh lý lớn nhất có khả năng tạo nên cảm giác không gian khi nhìn vật thể cũng không được lớn hơn đường kính ổ võng mạc của mắt, tức là:
σmin ≤ 0,4mm.
Tương ứng với các giá trị σmin và σmax từ công thức (3.4) ta có:
∆γmin = 30” hoặc 12”
và ∆γmax = 10 5
Với các trị về lực nhìn không gian của mắt người được đưa ra trên đây, ta có thể xác định các số liệu về khả năng nhìn không gian của mắt như dưới đây.
Khả năng nhìn không gian lớn nhất của mắt
Từ hình 3.1 ta rút ra được quan hệ sau đây giữa khoảng cách nhìn Y và góc giao hội γ:
Y b P= ’
γ (3.5)
Trong đó b’ là cạnh đáy mắt và lấy b’tb = 65mm.
Từ công thức (3.5) thấy rõ: Khoảng cách nhìn càng xa thì góc giao hội càng nhỏ. Góc giao hội nhỏ nhất để mắt còn có thể đoán nhận ra một điểm trong không gian nhìn được coi là giới hạn của góc giao hội γmin và được lấy bằng lực nhìn không gian nhỏ nhất của hai mắt, tức là: γmin = ∆γmin = 30”
Thay trị trên vào công thức (3.5) sẽ có:
γmax
’ "
=56 =
30mm P 450m (3.6)
γmax được xác định trên đây là phạm vi nhìn không gian lớn nhất của mắt người. Các vật thể nằm ngoài phạm vi này mắt người sẽ không phân biệt được tính không gian của nó. Vì vậy khoảng cách γmax = 450m được gọi là bán kính nhìn không gian của mắt.
Khả năng phân biệt gần xa của mắt Từ công thức (3.5) ta có:
30
trường đại học nông lâm thái nguyên
Giáo trình Trắc địa ảnh và Viễn thám
dY b pd= ’ γ2 γ
Hoặc ∆ =Y yb P2’∆γ (3.7)
Từ công thức (3.7) có thể thấy: Với khoảng cách nhìn nhất định, sự biến thiên của không gian vật trên hướng Y là hàm của sự biến thiên góc giao hội.
Từ đó có thể xác định được khoảng cách không gian nhỏ nhất trên hướng Y mà mắt có thể phân biệt được khi thay vào công thức (3.7) tức là:
∆ = ∆
γ γ
min min
’ y
b P
2 (3.8)
Như vậy, khả năng phân biệt gần xa, tức khả năng nhìn không gian của mắt phụ thuộc vào khoảng cách nhìn, khoảng cách nhìn gần thì khả năng nhìn không gian của mắt càng cao (Bảng 3.1).
3.2. NGUYÊN LÝ NHÌN LẬP THỂ