第6章 立体观察

1、主要内容：主要内容： 立体观察立体观察 v 立体视觉原理立体视觉原理 v 人造立体视觉人造立体视觉 v 立体观察立体观察 一、立体视觉原理一、立体视觉原理 在双眼观察下能感觉出景物有远近凸凹的视觉，称为在双眼观察下能感觉出景物有远近凸凹的视觉，称为立体视觉立体视觉 在双眼观察（立体观察）时，两眼水晶体中心之间的距离称为在双眼观察（立体观察）时，两眼水晶体中心之间的距离称为眼眼 基线基线br。眼基线的长度约为。眼基线的长度约为65mm A O1 O2 B a ab b r r+dr dL L 双眼观察双眼观察A点时，两眼的视轴本能地交会于点时，两眼的视轴本能地交会于A点，点， 交会角为交会角为r

2、，A点在左右眼的视网膜上的构像为点在左右眼的视网膜上的构像为a， a；观察；观察B点时，交会角点时，交会角r+dr，在左右眼视网膜，在左右眼视网膜 上的构像为上的构像为b，b。由于交会角的差异，使得。由于交会角的差异，使得 两弧长两弧长ab，ab不等，其差称为生理视差不等，其差称为生理视差 空间物体在两眼视网膜上形成的弧长空间物体在两眼视网膜上形成的弧长 差，称为差，称为生理视差生理视差。生理视差通过视。生理视差通过视 神经传到大脑，通过大脑的综合，做神经传到大脑，通过大脑的综合，做 出景物远近的判断。出景物远近的判断。生理视差是判断生理视差是判断 景物远近的根源景物远近的根源 立体观察立体观

3、察 人人 眼眼 分分 辨辨 力力 单眼能够判别最小物体的能力称为单眼分辨力。人眼单眼单眼能够判别最小物体的能力称为单眼分辨力。人眼单眼 观察的分辨力用角度表示，对两点间的分辨力为观察的分辨力用角度表示，对两点间的分辨力为45，两，两 线间的分辨力为线间的分辨力为20，双眼观察精度比单眼观察提高，双眼观察精度比单眼观察提高 倍倍 由上图可得交会角与距离的关系：由上图可得交会角与距离的关系： frbr L dr br L dr r br dL r br L L brr 22 2 22 tan 30 2 45 当人站在距景物当人站在距景物50m处时，立体观察两点，分辨力处时，立体观察两点，分辨力 ，

4、 代入上式代入上式dL=5.6m，即能分辨前后最小的距离为，即能分辨前后最小的距离为5.6m 2 frbr L dL 2 mm001. 0 min 由上式可得由上式可得 ，可分析人眼判断景物远近的能力，可分析人眼判断景物远近的能力 要提高人眼判断能力，要提高人眼判断能力，一是一是采用间接增大眼基线采用间接增大眼基线br值（在很值（在很 多量测距离的仪器上使用这个方法）；多量测距离的仪器上使用这个方法）；二是二是使眼的生理视差使眼的生理视差 的分辨率增大，当物体是点状时，的分辨率增大，当物体是点状时， ，当物体为，当物体为 平行线时，平行线时， ，（采用线状测标）。如通过有放，（采用线状测标）。

5、如通过有放 大倍率的的光学系统进行观测，相当于缩短了实际的大倍率的的光学系统进行观测，相当于缩短了实际的L值，值， 从而提高了判断远近的能力从而提高了判断远近的能力 mm002. 0 min 提高人眼判断能力的方法提高人眼判断能力的方法 二、人造立体视觉二、人造立体视觉 A a P B P a b b 当我们用双眼观察空间远近不同的景物当我们用双眼观察空间远近不同的景物A、B 两点时，两眼内产生生理视差，得到立体视觉，两点时，两眼内产生生理视差，得到立体视觉， 可以判断景物的远近。若此时在双眼前各放置可以判断景物的远近。若此时在双眼前各放置 一玻璃片，如图中一玻璃片，如图中P、P，则，则A、B

6、两点分别两点分别 得到影像得到影像a、b和和a、b。若玻璃上有感光。若玻璃上有感光 材料，则景象分别记录在材料，则景象分别记录在P、P上。上。 当移开实物当移开实物A、B，各眼观看各自玻璃，各眼观看各自玻璃 上的构像，仍能看到与实物一样的空间上的构像，仍能看到与实物一样的空间 景物景物A、B，这就是空间景物在人眼视网，这就是空间景物在人眼视网 膜上产生生理视差的人造立体视觉效应膜上产生生理视差的人造立体视觉效应 其过程为其过程为：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像：空间景物在感光材料上构像，再用人眼观察构像的像 片产生生理视差，重建空间景物的立体视觉，所看到的空间景物片产生生理视差

7、，重建空间景物的立体视觉，所看到的空间景物 为立体影像，产生的视觉为人造立体视觉。为立体影像，产生的视觉为人造立体视觉。 空间物体空间物体交会角差交会角差生理视差生理视差空间物体立体视觉空间物体立体视觉 （空间物体）（空间物体） 空间物体空间物体 构像信息构像信息 生理视差生理视差 视觉的空间物体视觉的空间物体 的存在的存在 借用空间物体的构像信息而在视觉上感受出空间物体的存借用空间物体的构像信息而在视觉上感受出空间物体的存 在，称为在，称为人造立体效能人造立体效能 根据人造立体视觉原理，在摄影测量中，规定摄影时保持像片的根据人造立体视觉原理，在摄影测量中，规定摄影时保持像片的 重叠度在重叠度

8、在60以上，是为了获得同一地面景物在两张像片上都有以上，是为了获得同一地面景物在两张像片上都有 影像，它完全类同于上述两玻璃片上记录的景物影像。利用相邻影像，它完全类同于上述两玻璃片上记录的景物影像。利用相邻 像片组成的像对，进行双眼观察（左眼左片，右眼右片），同样像片组成的像对，进行双眼观察（左眼左片，右眼右片），同样 获得所摄地面的立体模型，并进行量测，这样就奠定了摄影测量获得所摄地面的立体模型，并进行量测，这样就奠定了摄影测量 的基础，也是双像解析摄影测量量取像点坐标的依据。的基础，也是双像解析摄影测量量取像点坐标的依据。 人造立体视觉必须符合自然界立体观察的人造立体视觉必须符合自然界立

9、体观察的四个条件四个条件 两张像片必须是在两个不同的位置对同一景物摄取的立体像对；两张像片必须是在两个不同的位置对同一景物摄取的立体像对； 每只眼睛必须只能观察像对的一张像片；每只眼睛必须只能观察像对的一张像片； 两像片上相同景物两像片上相同景物(同名像点同名像点)的连线与眼基线应大致平行的连线与眼基线应大致平行; 两像片的比例尺相近两像片的比例尺相近(差别差别10HZ。 除以上所述的红绿互补法、光闸法外，还有偏振光法除以上所述的红绿互补法、光闸法外，还有偏振光法 及液晶闪闭法及液晶闪闭法 像像 对对 的的 立立 体体 观观 察察 方方 法法 双目镜观测光路的立体观察双目镜观测光路的立体观察 通过双筒望远镜观察，每个望远镜像面有一固定的通过双筒望远镜观察，每个望远镜像面有一固定的 测标，像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可测标，像片可在两个相互垂直方向共同移动，也可 一张像片相对于另一张像片移动，可以分别对左右一张像片相对于另一张像片移动，可以分别对左右 像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放像片进行调焦、亮度调节及必要旋转，观测系统放 大倍率可调节。大倍率可调节。 A A A 立立 体体 量量 测测 原原 理理 左右像片同名像点的左右