איך אנחנו רואים בתלת-מימד? על ראייה מרחבית והקסם שבשתי עיניים 👀
- לפני שעה
- זמן קריאה 4 דקות
כשאתם שמים קפוצ'ון על הראש ביום גשום או קר, פתאום קורה משהו מוזר - אתם כבר לא רואים מה קורה בצדדים. מכונית שמתקרבת פתאום "מופיעה" רק כשהיא כבר ממש קרובה.
למה זה קורה?
התשובה קשורה לאחד הדברים הכי מגניבים במערכת הראייה שלנו: היכולת לראות את העולם בתלת-מימד 🌍
שתי עיניים טובות יותר מאחת
לבני אדם יש שתי עיניים, וזה לא סתם.
כל עין רואה את העולם מזווית קצת שונה - העין הימנית רואה קצת יותר מה שנמצא בצד ימין, והעין השמאלית רואה קצת יותר מה שנמצא בצד שמאל.
[נסו בעצמכם: הרימו אצבע מול הפנים והסתכלו עליה. עכשיו עצמו לסירוגין את העין הימנית ואז את השמאלית. האצבע "קופצת" לצדדים! זה בדיוק ההבדל בין מה שכל עין רואה]. המוח שלנו לוקח את שתי התמונות הללו ומשלב אותן לתמונה אחת. זה מה שנותן לנו את היכולת להבין כמה רחוק או קרוב הדברים נמצאים מאיתנו.
אפשר לנסות ניסוי פשוט שיעזור להבין את תחושת המרחק: נסו לשפוך מים מקנקן לכוס כשעין אחת עצומה. פתאום זה הרבה יותר קשה!
או נסו לתפוס כדור שזורקים אליכם כשעין אחת עצומה - יהיה לכם הרבה יותר קשה להעריך איפה הכדור באמת נמצא.
אגב, על עיקרון דומה עובדים משקפי התלת-מימד עם העדשות בכחול ובאדום - כל עדשה מסננת תמונה שונה לכל עין, והמוח משלב אותן לתחושת עומק:
איך המוח עושה את הקסם הזה?
המוח משווה את ההבדלים הקטנים בין מה שכל עין רואה. ההבדל הזה נקרא בעברית "פָּרַאלַכְסָה בִּינוֹקוּלָרִית" (מי, מי המציא את השם הזה??? באנגלית זה נקרא באנגלית disparity. הרבה יותר פשוט 😂) - שם די מסובך שאומר "הבדלי ראייה בין-עינִיים". מההבדלים האלה המוח מחשב כמה רחוק כל חפץ נמצא. ככל שחפץ קרוב יותר אלינו, ההבדל בין מה שהעין הימנית רואה למה שהעין השמאלית רואה הוא גדול יותר, ולהיפך: ככל שהחפץ רחוק יותר, ההבדל קטן יותר.
בנוסף, כשאנחנו מסתכלים על משהו קרוב, העיניים שלנו "מתכנסות" פנימה קצת - זה נקרא "התכנסות" (convergence), גם את זה המוח מודד וזה עוד נתון שעוזר לו להבין מרחקים.
הידעתם? תינוקות לא נולדים עם יכולת ראייה מרחבית! היכולת הזאת מתפתחת רק בגיל שלושה עד שישה חודשים, כשהמוח לומד לגרום לשתי העיניים לעבוד יחד.
רמזי עומק נוספים
המוח שלנו לא מסתמך רק על ההבדלים בין העיניים. יש עוד הרבה "רמזים" שעוזרים לנו להבין עומק:
צבעים וערפול: שמתם לב שהרים רחוקים נראים תמיד קצת כחלחלים ומעורפלים? זה בגלל שהאוויר מטשטש את הצבעים, והמוח שלנו יודע לפרש את זה כמרחק.
צללים ותאורה: המוח משתמש בכיוון הצללים כדי להבין איפה דברים נמצאים במרחב. זו אחת הסיבות שציורים נראים "שטוחים" כשאין בהם צללים.
פרספקטיבה: קווים מקבילים נראים כאילו הם מתקרבים ככל שהם רחוקים יותר - כמו מסילת רכבת שנראית כאילו היא מצטמצמת למרחקים.
גודל: אם אנחנו יודעים כמה גדול משהו בדרך כלל, אנחנו יכולים להבין כמה הוא רחוק לפי הגודל שלו בתמונה. תחשבו על דבורה בחזית התמונה שנראית גדולה כמעט כמו חצי עץ שנמצא במרחק.
חפיפה: אם משהו מכסה משהו אחר, אנחנו יודעים שהוא קרוב יותר.
תנועה: כשאנחנו זזים, דברים קרובים נראים כאילו הם זזים מהר יותר מדברים רחוקים.
כל אלה משמשים בתעלולי אופטיקה, שנועדו 'לרמות' את המוח שלנו כדי שנחשוב שאנחנו רואים דברים שלא באמת קיימים, או שאנחנו רואים אותם בצורה שונה לגמרי מאיך שהם באמת.
מה קורה למי שיש לו רק עין אחת?
יש אנשים שנולדו עם עין אחת בלבד, או שאיבדו את הראייה באחת מהעיניים.
בטח תשאלו אם בגלל זה הם לא יכולים לראות עומק בכלל?
אז התשובה היא נכון ולא נכון. הם כן מצליחים להתמצא בעולם, אבל בדרכים אחרות! המוח שלהם משתמש בכל הרמזים האחרים שהזכרנו - הפרספקטיבה, הצללים, הגדלים היחסיים ועוד.
אבל בכל זאת, יש דברים קשים יותר - כמו לשפוך מים, לתפוס כדורים, או להעריך מרחק כשרוכבים על אופניים (או נוהגים).
איך חיות שונות רואות את העולם? 👀
לא כל החיות רואות כמונו! בעיקרון, מיקום העיניים על הראש קובע כמה טוב החיה רואה עומק, וכמה רחב שדה הראייה שלה.
טורפים מול טרף: לחתול, כלב או ינשוף העיניים נמצאות מלפנים, כמו אצל בני אדם. זה נותן להם ראייה מרחבית מעולה - מה שחשוב כשצריך לקפוץ בדיוק על עכבר שמץ משום מקום ובורח! אבל מצד שני, הם לא רואים מה קורה מאחוריהם בכלל.
ארנב או סוס: העיניים שלהם נמצאות בצידי הראש. זה אומר שהן כמעט לא רואות עומק (אין להן חפיפה בין מה שהעין הימנית רואה למה שהעין השמאלית רואה), אבל יש להן יתרון ענק - הן רואות כמעט 360 מעלות סביבן! כשאתה חיה שאחרים רוצים לאכול אותך, חשוב יותר לראות מי מתקרב מכל כיוון מאשר לדעת בדיוק כמה רחוק הוא.
זיקית: לזיקית קטנטנה יש עיניים ענקיות ביחס לגופה, והיא יכולה להזיז כל עין בנפרד - אבל כשהיא מתמקדת בטרף, שתי העיניים פועלות יחד. זה נותן לה ראייה תלת-מימדית מדויקת - מה שחיוני כשצריך לקפוץ במדויק מענף לענף.
זבובים: לזבובים יש עיניים מורכבות - כל עין בנויה מאלפי "עדשות" קטנטנות. הם לא רואים חד כמו שאנחנו רואים, אבל מזהים שינויים בתנועה פי כמה יותר מהר מבני אדם. נסו פעם לתפוס זבוב - הוא תמיד מצליח לברוח כי הוא רואה את התנועה שלכם בזמן אמת (וכך גם השממית)
הידעתם? לינשוף יש ראיית לילה יוצאת דופן ועיניים גדולות במיוחד שמכוונות קדימה - מה שהופך אותו לציידן מדויק אפילו בחושך מוחלט.
טכנולוגיות מגניבות שנולדו מהבנת הראייה המרחבית 🤖
הבנת הראייה התלת-מימדית עזרה לבני אדם לפתח המצאות מדהימות:
משקפי VR ותלת-מימד: משקפי המציאות המדומה והמשקפיים לסרטי תלת-מימד עובדים בדיוק על העיקרון הזה - הם מציגים תמונה קצת שונה לכל עין, והמוח משלב אותן לתחושה של עומק.
מצלמות סטריאוסקופיות: כבר במאה ה-19 המציאו מצלמות עם שתי עדשות (כמו שתי עיניים) שיכולות לצלם תמונות תלת-מימדיות.
רכבים אוטונומיים: מכוניות ללא נהג משתמשות במצלמות ובחיישנים שעובדים בעיקרון דומה - הן "רואות" את העולם ממספר זוויות ומחשבות מרחקים, כדי לדעת איפה כל הדברים נמצאים על הכביש.
רובוטים כירורגיים: רופאים שמבצעים ניתוחים בעזרת רובוטים צריכים לראות עומק מדויק מאוד. המערכות האלה משתמשות במצלמות מיוחדות שנותנות לרופא תחושה תלת-מימדית של מה שקורה בתוך הגוף.
רגע של קפוצ'ון 🧥
עכשיו, בואו נחזור לקפוצ'ון מההתחלה. כי כשאתם שמים קפוצ'ון, הוא לא מפריע לראייה המרחבית שלכם קדימה - אתם עדיין רואים עומק היטב. הבעיה היא שהוא מגביל את שדה הראייה שלכם בצדדים - את הראייה ההיקפית. בדרך כלל, גם בלי להסתכל ישירות לצדדים, אתם קולטים בזווית העין תנועות ודברים שקורים שם. הקפוצ'ון יוצר שדה ראייה מצומצם או אפקט "מנהרה" (tunnel vision באנגלית) שמצמצם את זה, ולכן אתם צריכים ממש לסובב את הצוואר עם כל הראש כדי לראות מה קורה בצדדים.
בגלל זה גם לא כדאי לשים קפוצ'ון על הראש כשרוכבים על אופניים. גם אם קר. כי יש מצב שלא תשימו לב לאדם, מכונית או אופניים אחרות שמגיעות מהצד.
