Jakým způsobem pozorujeme rentgenový obraz? (3)

V předešlých dvou článcích jsme si řekli něco o receptorech světla a taktéž o tom, jak „skáčeme“ v obraze z jednoho místa na druhé. V tomto posledním článku zabývajícícm se „viděním“ při pozorování obrazu si řekneme ještě pár dalších informací.

Zrakový (optický) systém člověka prošel dlouhým vývojem, v průběhu kterého se zdokonalovaly různé vlastnosti vidění. Cílem vývoje bylo maximalizovat prostorové rozlišení, maximalizovat zorné pole a minimalizovat neurální zdroje (vynakládat co nejmenší energii na zrakový systém). Jak tedy dopadl vývoj našeho zrakového systému?

Ze 130 milionů receptorů světla, které máme (cca 5 mil. čípků, 125 mil. tyčinek), vede do mozku pouze cca 10 milionů nervových vláken, což přispívá k menší spotřebe energie při zpracování informací.

Nejlepšího prostorového rozlišení je dosaženo v centrální části žluté skvrny. Periferně je na žluté skvrně dosaženo horšího prostorového rozlišení. Horší prostorové rozlišení je kompenzováno rychlým pohybem očí z jednoho bodu do jiného, takže obraz vnímáme jako ostrý. Ukázka různého prostorového rozlišení je uvedena na obr. 1. Při zafixování pohledu na centrální část obr. 1 zjistíme, že všechna písmena jsou pro nás stejně čitelná, protože malá písmena v centrální části jsou vnímána centrální částí žluté skvrny, tedy s lepším prostorovým rozlišením. Periferní větší písmena jsou vnímána perifernější částí, ale stále jsou pro nás stejně čitelná jako malá písmena.

Eye_spatial_resolution_1Obr. 1: Čitelnost písmen v závislosti na jejich poloze [1]

Při zrakovém vjemu je pro nás důležité, jaké je zastoupení prostorových frekvencí v obraze. Při pohledu na obr. 2, 3 a 4 zjistíme, že v závislosti na vzdálenosti se liší i objekt, který na obraze vidíme. Když jsme blízko u displeje (obr. 2), vnímáme vysoké frekvence a vidíme Alberta Einsteina. Při větší vzdálenosti (obr. 3) vnímáme méně vysokých frekvencí a více nízkých frekvencí, Albert Einstein přechází v Marilyn Monroe. V největší vzdálenosti (obr. 4) vnímáme nízké frekvence, Marilyn je jasně rozpoznatelná.

Eye_spatial_resolution_2Obr. 2: Albert Eisntein [1]

Eye_spatial_resolution_3Obr. 3: Přechod mezi Albertem a Marilyn [1]

Eye_spatial_resolution_4Obr. 4: Marilyn Monroe [1]

Jak je to však možné? Původní obraz vznikl superpozicí dvou obrazů. Jednoho s nízkými frekvencemi, což znamená obraz s dobrým kontrastem, druhého s vysokými frekvence. Oba dva tyto obrázky jsou znázorněny na obr. 5 (vlevo nízké frekvence, vpravo vysoké frekvence).

Eye_spatial_resolution_5Obr. 5: Superponované obrazy [1]

V závislosti na tom, v jaké vzdálenosti (pod jakým úhlem) sledujeme obrazy, pak vidíme i různý obsah. Buď vidíme jen vysoké frekvence nebo jen nízké frekvence nebo oba druhy frekvencí.

Lidské oko je nejcitlivější na prostorovou frekvenci 4 cykly/°. Při nižší frekvenci je citlivost oka menší, stejně tak při vyšší frekvenci. Závislost viditelnosti kontrastu na prostorové frekvenci pro lidské oko je znázorněna na obr. 6.

Eye_spatial_resolution_6Obr. 6: Citlivost lidského oka na kontrast v závislosti na prostorové frekvenci [1]

Křivka zobrazená na obr. 6 vypadá odlišně pro jedince s posteriorní subcapsulární kataraktou (vzniká v důsledku ozáření nejčastěji). V důsledku katarakty dochází k poklesu citlivosti na kontrast.

Porovnáme-li citlivost na kontrast v závislosti na prostorové frekvenci pro člověka a různá zvířata, pak zjistíme, že se velmi podstatně liší. Např. pro sokola (falcon) je citlivost na kontrast podstatně lepší až pro vyšší frekvence, což odpovídá menším objektům. Proto sokol vidí i velmi malé hlodavce z velké výšky.

Použitá literatura:
[1] Bochud F. Basics of human vision. Performance of the visual system. EUTEMPE-RX, Module 08, 14.-18.3.2016, Lausanne, Switzerland

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *