眼睛的焦距。 这是什么?(更新)

在开始撰写本文之前,我将转向小型摄影师-储备灭火器。
走吧

在本文中,我将尝试在没有照相机的眼睛与计算机的大脑之间进行类比。 怎么了
从人类研究大脑的最初尝试开始,人们一直在寻找类比来促进对大脑工作的理解/解释。 在每个时代都有一些例子-一个人将大脑与当时最复杂的装置进行了比较:
-蒸汽机
-灯技术
-今天是计算机,
-将来...
让我们转向生理学教科书,以避免不必要的误解。

眼睛作为光学系统




在此图中,为了方便起见,他添加了解释。

让我们从眼科指南开始。
眼睛整个光学传导系统的总折光力称为物理折射。
眼球所有光学介质的屈光度:
-角膜〜43屈光度
-前置摄像头〜3屈光度,
-镜头〜19-33屈光度,
-玻璃体〜6屈光度。
前房充满房水-一种光学性质接近水的液体。 (Remizov AN“医学和生物物理学”第384页)
必须理解,前三种介质正在收集光,而玻璃体会散射光,因此在计算时我们减去此值。

根据几何光学的简单公式,以屈光度计算屈光力:
D = Dr + Dp.k + Dhr-Dst.t。= 43 + 3 + 19-6 = 59屈光度

在此计算中,镜头的值为19屈光度 ,因为当我们观察距离时,它对应于其在松弛状态下的折射。

接下来,我们将屈光度转换为毫米:
F = 1 / D = 1/59 = 0.0169 m = 17毫米

结论:人眼的焦距约为17毫米。

在研究眼睛的光学特性的阶段我们的数值约为17 mm。
引用-“以眼球的平均物理屈光度(60,0D)与前后尺寸的平均尺寸(23 mm)为例。 可以很容易地计算出,角膜厚度约为1 mm,前房深度约为3 mm,从晶状体前极到结点的距离为2 mm,从结点到视网膜的距离仅剩17 mm,这将确保黄斑中央窝的平行光线聚焦因为它与主焦距一致。”

S.A. Rukhlova“眼科学基础” 2006

但是,我认为有人会反对–焦距应约为50mm!


为什么应该 ,为什么有人这样认为 ? 为了回答这个问题,我们将进一步-进入视觉皮层。

视觉皮层



David Hubel和Thorsten Wiesel在他们关于视觉生理学的著名著作中确定, 视网膜-> LKT- >初级视觉皮层具有地形组织
这告诉我们,视神经纤维离开视网膜的顺序在皮层V1中得以维持。
R. Tutell能够形象地表达这一说法。 为此,他拿了一只猕猴,用镇静剂塞满了猕猴,并在45分钟内显示了一个带有三个放射状圆圈的目标。 猴子只用一只眼睛看着图画。 在进行所有这项冒险之前,给动物注射放射性2-脱氧葡萄糖。
由于神经元仅以葡萄糖为食,因此可以轻松追踪最活跃的细胞-它们消耗的糖最多。
在那之后,猕猴伸展了他们的主要视觉皮层,冻结了,并显示出放射性标记。
结果如下图所示。

在皮层中的地形投影上,目标中心的最小圆所占的面积比外圆的面积小很多。 在人类中,这种影响更加明显-视野的中心部分投射到皮质的较大区域。
为了便于理解,创建了下图:
图片
在这里,您可以清楚地看到如何从视网膜中心放大图像。
我将强调,这不是光学上的增加,而是皮质上的增加。

总结一下:
-焦距〜17毫米
-一只眼睛水平140-160˚的视野,
-尽管光学投影是均匀的,但来自视网膜中央部分的图像会在放大图像的皮质中产生感觉(现象)

UPD:

但是,为了使那些从17毫米处灼伤的人放心,上面给出了整个眼睛和整个视野的焦距图。
我们只有在视网膜中央部分称为Fovea的视野清晰。 视网膜这部分的角分辨率为1˚40' 。 当我们观察周围的世界(阅读文字,观察风景)时,几乎我们的注意力始终集中在这个小点上,其角分辨率约为1度 。 是的,我们可以有意识地将注意力转移到视网膜的边缘-图像完全模糊。 但是,不可能扩大注意力范围-视觉皮层的生理学和最终构建图片的现象学就是如此。 根据这种视觉体验,会产生比实际狭窄的视野(长焦距)的印象。

参考文献:
VVVit“人类视觉系统的结构” 2003
E.A. Egorov“眼科” 2010
S.A. Rukhlova“眼科学基础” 2006
Novokhatsky A.G. 1973年临床视野测量
David Hubel-眼睛,大脑,视觉
斯蒂芬·帕尔默-从光子到现象学
Baars B.,Gage N.-“大脑,认知,心灵”
John Nicholls,A。Martin,B。Wallas,P。Fuchs-“从神经元到大脑”
迈克尔·加扎尼加(Michael Gazzaniga)-“谁负责?”

参考文献:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S089662730700774X
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10944/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5446894/
https://books.google.com/books?id=_yYrIBT42BkC&pg=PA414

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN468797/


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