REFRACTOMETRIA SUBIECTIVĂ

Refractometria se ocupă cu determinarea performanţelor optice ale sistemului vizual şi recomandarea mijloacelor de ameliorare a acestora la nivel convenabil efortului vizual. Metodele utilizate se pot clasifica în subiective şi obiective. În metodele subiective, lumina pătrunde în ochi realizând pe retină imagini a căror calitate este apreciată chiar de subiect. În metodele obiective, se utilizează lumina difuzată de retină în afara ochiului, care este recepţionată cu ajutorul a diverse aparate de către observator, acesta evaluând unele caracteristici ale sistemului optic al subiectului fără participarea acestuia. La metodele subiective, subiectul apreciază netitatea imaginilor de pe retină, evaluată prin acuitate.

ACUITATEA VIZUALĂ

Acuitatea vizuală reprezintă o informaţie despre agerimea/claritatea vederii, legată în

special de calitatea imaginilor (care este dependentă de precizia focalizării pe retină), sensibilitatea elementelor nervoase, precum şi facultatea interpretativă a creierului.

În practica optometrică, acuitatea vizuală este o măsură cantitativă a abilităţii de a identifica simboluri negre pe un fond alb, la o anumită distanţă standard, pe măsură ce mărimea simbolurilor variază. Acuitatea este reprezentată de cea mai mică mărime care poate fi identificată. Acuitatea este cea mai cunoscută metodă clinică de măsurare a funcţiei vizuale. Bine-cunoscuta expresie „vedere 20-20” se referă la distanţa (măsurată în picioare) la care diverse obiecte văzute („separate”) sub un unghi de 1 minut de arc pot fi distinse clar ca şi obiecte separate. Echivalentul metric este de „vedere 6-6”.

Scurtă istorie a acuităţii vizuale În 1843, oftalmologul german Heinrich Kuechler a scris un mic tratat care pledează în

favoarea necesităţii de a exista şi a se folosi teste standardizate de vedere. El a dezvoltat şi un set de trei grafice. La câţiva ani diferenţă, în 1854, Eduard von Jaeger publică un set de modele de citit, care să sprijine analiza vederii funcţionale. El a publicate aceste modele în germană, franceză, engleză şi în alte limbi. A folosit fonturi care erau utilizate de către Casa Imprimeriei de Stat din Viena şi le-a etichetat cu numere din acel catalog de tipărire. Primul care a inventat termenul „acuitate vizuală” a fost Franciscus Donders, care în 1861 l-a descris ca fiind exactitatea/precizia vederii şi l-a definit ca fracţie între acuitatea vizuală a unui pacient şi acuitatea vizuală standard.

În 1862, Herman Snellen îşi publică faimoasele modele de litere. Decizia sa cea mai importantă a fost, de fapt, de a nu folosi tipurile existente de litere, ci de a creea tipuri speciale, pe care le-a denumit „optotipuri”. Acesta a fost un pas crucial deoarece a reprezentat o măsură fizică standard pentru reproducerea modelului folosit la testare. Snellen a definit „vederea standard” ca fiind abilitatea de a recunoaşte unul din optotipurile sale atunci când este privit sub un unghi de 5 minute de arc. Deoarece este convenabil, din punct de vedere psihologic, să se opereze cu valori unitare pentru pacientul standard s-a introdus conceptul de „unghi de vedere”, egal cu unghiul geometric sub care este privit obiectul, împărţit prin 5 minute de arc. În acest fel optotipul poate fi recunoscut de un pacient standard, dacă acesta îl vede separat de un unghi de vedere de 1 minut de arc (5 grade pt pacient/5 grade de referinta=1grad vedere).

Deoarece este incomodă utilizarea unor marimi unghiulare în practică de către oftalmologi, s-a preferat să se utilizeze distanţe. Optotestul are o dimensiune (înălţime h) calculată astfel încât să fie observat sub un unghi de vedere de 1 minut de arc (unghi geometric de 5 minute de arc) dacă este plasat la o distanţă D faţă de pacient.

Este valabilă relaţia

π∗=

utemin*grade*utemintg*Dh

6036025 , în care tangenta este

aproximabilă cu unghiul în radiani pentru unghiuri mici, relaţia devenind

π∗=

utemin*grade*utemin*Dh

6036025 .

Acuitatea poate fi determinată fie ca raport al unghiului real sub care se vede optotestul împărţit la 5minute de arc (valoarea de referinţă) dar, ţinând cont de expresia de mai sus, poate fi determinată şi ca raport dintre distanţa la care pacientul de referinţă vede optotestul fără acomodare şi distanţa la care un pacient de referinţă vede ca şi pacientul testat fără acomodare.

Optotestele au fost proiectate astfel încât această distanţă la care pacientul de referinţă vede optotestul fără acomodare este de 20 picioare (6 metri). Acuitatea va fi dată ca raport:

)picioare(DtatanDis)picioare(Acc 20

=

În 1875, Snellen a schimbat modalitatea de măsurare din „picioare” în „metri” (de la 20/20 pentru pacientul ideal la 6/6). Mai apoi, Monoye a propus înlocuirea notaţiei fracţionate a lui Snellen cu echivalentul său zecimal (ex. 20/40=0,5; 6/12=0,5; 5/10=0,5). Notarea zecimală simplifică compararea valorilor acuităţii vizuale, indiferent de distanţa de măsurare de referinţă.

În 1888, Edmund Landolt a propus simbolul „Landolt C”, un simbol care are un singur element de detaliu şi variază doar ca orientare. Simbolul, de forma unui inel rupt (întrerupt), seamănă cu litera C, şi este plasat într-o reţea de 5x5 elemente. La notarea 20 / 20 optotipul are 5 minute de arc pentru deschidere (deci o deschidere ce măsoară 1 minut de arc de vedere) şi poate fi orientat în sus, în jos, în stânga sau în dreapta. Această propunere a lui Landolt s-a bazat pe faptul că nu toate optotipurile lui Snellen erau la fel de uşor de recunoscut. Modelul lui Landolt este simbolul preferat de măsurare a acuităţii vizuale în experimentele de laborator.

Modelul lui Landolt

Un alt sistem de măsurare a acuităţii vizuale a fost propus de către oftalmologii ruşi Sergei Golovin şi D.A. Sivtsev în 1923. Aceştia au dezvoltat un tabel de testare a acuităţii, care a fost folosit în URSS până în 1991 şi se mai foloseşte şi azi în unele state post-sovietice. Tabelul este format din două părţi cu câte 10 rânduri fiecare, ambele părţi cu valori ale acuităţii vizuale ce cresc cu 0,1 de la rând la rând. Partea stângă conţine caractere chirilice într-o anumită ordine, fiecare caracter având lăţimea egală cu înălţimea, iar mărimea caracterului de pe primul rând fiind de 70 mm, cel de pe al doilea rând 35 mm, iar cel de pe ultimul rând -7 mm. Partea dreaptă a tabelului conţine simbolurile Landolt. Distanţa a fost stabilită la 5 m. Tabelul a fost denumit „tabelul Golovin-Sivtsev”.

Ian Bailey şi Jan Lovie au publicat în 1976 un nou model ce avea o schemă cu 5 litere pe fiecare rând, iar spaţiile dintre litere şi rânduri erau egale cu dimensiunea literei. Această schemă

a fost creată pentru a standardiza efectul de aglomerare şi numărul de erori care se puteau produce, şi astfel mărimea literei a devenit unica variabilă a nivelelor de acuitate măsurate. Aceste modele au forma unui triunghi inversat şi sunt mult mai largi la vârf decât modelele tradiţionale. Mărimea literelor urmează o progresie geometrică. În acelaşi an, Lea Hyvärinen a creat un alt model – „modelul Lea”, folosind diverse figuri (un măr, o casă, un cerc şi un pătrat) pentru a măsura acuitatea vizuală la copiii mici. Şi tot atunci, Hugh Taylor s-a folosit de aceste principii pentru un model special pentru analfabeţi – „Tumbling E”, pe care l-a utilizat pentru a măsura acuitatea vizuală la aborigenii australieni. În prezent, se utilizează pentru persoanele analfabete.

Fiziologia acuităţii vizuale Pentru a vedea un detaliu, sistemul optic al ochiului trebuie să proiecteze o imagine

focalizată pe fovee (regiunea cea mai sensibilă din aria maculară, având cea mai mare densitate de fotoreceptori, deci având cea mai bună rezoluţie şi sensibilitate la culoare). Acuitatea şi vederea în culori, deşi sunt realizate de aceleaşi celule, sunt funcţiuni fiziologice diferite care nu relaţionează. Ele pot fi afectate în mod independent.

Cortexul vizual este o parte a cortexului cerebral aflat în partea posterioară a creierului (occipital), parte responsabilă de procesarea stimulilor vizuali. Partea centrală a imaginii, de aprox. 10°, reprezintă cel puţin 60% din cortexul vizual. Mulţi dintre aceşti neuroni sunt direct implicaţi în procesarea acuităţii vizuale.

Lumina călătoreşte de la obiect la fovee printr-o cale imaginară denumită axa vizuală. Ţesuturile şi structurile ochiului care sunt în axa vizuală afectează calitatea imaginii. Aceste structuri sunt: filmul lacrimal, corneea, camera anterioară, pupila, corpul vitros şi retina. Partea posterioară a retinei, numită epiteliul pigmentului retinal, este responsabilă, printre altele, de absorbirea luminii care trece prin retină pentru a nu atinge alte părţi ale retinei. Acest epiteliu are o funcţie vitală, aceea de a recicla substanţele chimice utilizate în detectarea fotonilor. Dacă este afectat în vreun fel şi nu îşi realizează funcţia de curăţare, rezultă orbirea.

Modalităţi de exprimare a acuităţii vizuale Acuitatea vizuală este măsurată în general în funcţie de mărimea literelor modelului

Snellen sau mărimea altor simboluri, cum ar fi simbolul Landolt C. În unele ţări, acuitatea se exprimă sub forma unei fracţii, iar în altele sub forma unui număr zecimal.

Astfel, dacă se foloseşte piciorul ca unitate de măsură, acuitatea se exprimă ca 20/20. Utilizând sistemul metric, acuitatea vizuală se exprimă ca 6/6. Vederea 6/6 este echivalentă cu vederea 20/20. În sistemul zecimal, acuitatea este definită ca valoarea mărimii unui gol (măsurat în minute de arc) al celui mai mic simbol Landolt C care poate fi identificat raportată la cea standard. Valoarea 1.0 este egală cu valoarea 20/20.

Scala LogMAR este o altă scală utilizată şi se exprimă ca logaritm al unghiului minim de rezoluţie. Scala LogMAR converteşte scala geometrică a modelului clasic la o scală lineară. Ea măsoară pierderea acuităţii vizuale; valorile pozitive indică o pierdere a vederii, în timp ce valorile negative denotă o acuitate vizuală normală sau chiar mai bună. Scala LogMAR este însă rareori utilizată clinic; se foloseşte mai mult la calcule statistice.

O acuitate vizuală de 20/20 înseamnă că o persoană poate vedea în detaliu de la 20 de picioare distanţă, la fel precum ar vedea o persoană cu vedere normală de la 20 de picioare distanţă. Dacă persoana ar avea o acuitate de 20/40, se înţelege că el ar vedea în detaliu de la 20 de picioare distanţă, la fel cum ar vedea o persoană cu vedere normală de la 40 de picioare distanţă. Este posibil să ai o vedere superioară lui 20/20 (1,00). Acuitatea vizuală maximă a ochiului omenesc, fără ajutor, se află în jurul valorii de 20/10 (6/3; 2,00). Unele păsări, cum ar fi şoimul, au acuitatea vizuală în jurul valorii de 20/2, astfel vederea lor fiind mult mai bună decât cea a omului.

Când acuitatea vizuală este sub cel mai mare optotip din model, fie modelul este deplasat mai aproape

de pacient, fie pacientul se mută mai aproape de model, până când îl poate citi. Odată ce a reuşit să îl citească, se notează mărimea literei şi distanţa. Dacă pacientul nu este capabil să citească modelul indiferent de distanţă, acesta va fi testat după cum urmează: Test Definiţie Numărarea degetelor Abilitatea de a număra degetele la o anumită distanţă Mişcarea mâinii Abilitatea de a distinge dacă o mână se mişcă sau nu în

faţa pacientului Percepţia luminii Abilitatea de a distinge dacă ochiul percepe orice fel de

lumină Nici o percepţie a luminii Inabilitatea de a vedea lumina – orbire totală

Mulţi oameni au unul dintre ochi cu o acuitate vizuală superioară celuilalt. Dacă o persoană nu poate obţine o acuitate de 20/200 (6/60; 0,1), chiar şi cu ajutorul celor mai buni ochelari, atunci persoana respectivă este considerată oarbă. De asemenea, persoana care are un câmp vizual mai îngust de 20 de grade este considerată oarbă.

Măsurarea acuităţii vizuale Acuitatea vizuală se măsoară în mod normal monocular, cu ajutorul unui model optotip

pentru vederea la distanţă, un alt model optotip pentru vederea de aproape şi un ocluzor pentru acoperirea ochiului care nu este testat. Paşii pentru măsurarea acuităţii vizuale sunt următorii:

1) Plasaţi modelul la 20 de picioare distanţă (sau 6 metri) şi asiguraţi o iluminare pe suprafaţa lui de 480lux.

2) Dacă pacientul poartă ochelari, atunci testarea se face folosindu-i. 3) Plasaţi ocluzorul în dreptul ochiului care nu e testat. Primul ochi evaluat este acela care

se crede a avea o vedere mai slabă sau acela cu care pacientul afirmă că vede mai slab. 4) Începeţi arătând pacientului optotipurile mari şi continuaţi cu cele mai mici. Pacientul

trebuie să le identifice pe fiecare în parte şi să le comunice examinatorului.

Scale de acuitate vizuală Picioare Metri Zecimal LogMAR 20/200 6/60 0.10 1.00 20/160 6/48 0.13 0.90 20/120 6/36 0.17 0.78 20/100 6/30 0.20 0.70 20/80 6/24 0.25 0.60 20/60 6/18 0.33 0.48 20/50 6/15 0.40 0.40 20/40 6/12 0.50 0.30 20/30 6/9 0.63 0.18 20/25 6/7.5 0.80 0.10 20/20 6/6 1.00 0.00 20/16 6/4.8 1.25 -0.10 20/12 6/3.6 1.67 -0.22 20/10 6/3 2.00 -0.30

5) Dacă măsurătoarea se reduce sub 20/20, atunci ar trebui făcut testul cu ajutorul unei găuri mici şi înregistrată acuitatea vizuală. Ambele măsurători, cu şi fără această gaură mică, trebuie înregistrate.

6) Schimbaţi ocluzorul la celălalt ochi şi procedaţi la fel ca şi la primul ochi. 7) După ce au fost evaluaţi ambii ochi pentru vederea la distanţă, urmează evaluarea

acuităţii vizuale pentru vederea de aproape. Plasaţi un model Snellen modificat pentru vederea de aproape la 40 cm distanţă. Apoi repetaţi testul de mai sus.

După ce se măsoară acuitatea vizuală monoculară pentru fiecare ochi în parte, va fi măsurată acuitatea vizuală binoculară, deoarece poate fi mai bună decât cea monoculară, dacă la nivel cerebral se prelucrează cele 2 imagini şi se obţine o imagine mai bună decât monocular, dar sunt şi situaţii când acuitatea vizuală binoculară este mai slabă decât cea monoculară.

Consideraţii privind măsurarea acuităţii vizuale Măsurarea acuităţii vizuale implică mai mult decât capacitatea de a vedea optotipurile.

Pacientul trebuie să fie cooperant, să înţeleagă optotipurile, să fie capabil să comunice cu examinatorul. Dacă vreunul din aceşti factori lipseşte, atunci măsurătorile nu vor reprezenta acuitatea vizuală reală a pacientului.

Acuitatea vizuală este un test subiectiv. Dacă pacientul are vreo problemă, este bolnav, nu poate să coopereze, oricare din aceşti factori pot face măsurarea acuităţii vizuale mai rea decât este. Pacienţii care nu ştiu să citescă, vor fi înregistraţi ca având o acuitate vizuală foarte scăzută dacă nu se cunoşte acest lucru.

Variabile cum sunt dimensiunea pupilei, adaptarea luminii de fond, durata prezentării, tipurile de optotipuri folosite, efectele de interacţiune cu contururile vizuale adiacente, toate acestea pot afecta măsurarea acuităţii vizuale.

Vederea „normală” Acuitatea vizuală depinde de cât de precis şi exact este lumina focalizată pe retină, de

integritatea elementelor neuraleale ochiului şi de facultatea interpretativă a creierului. Acuitatea vizuală „normală” este considerată a fi asa cum a definit-o Snellen: abilitatea de a recunoaşte un optotip atunci când este privit sub un unghi de 5 minute de arc, adică conform modelului lui Snellen 20/20 (sau 6/6, sau 1,00 zecimal sau 0,0 logMAR). La oameni, acuitatea maximă a unui ochi sănătos, emetrop este de aprox. de la 20/16 la 20/12. Deci, este incorect a ne referi la acuitatea vizuală 20/20 ca fiind vederea “perfectă”. 20/20 este acuitatea vizuală necesară pentru a distinge două puncte separate de 1 minut de arc de vedere. Semnificaţia standardului 20/20 poate fi cel mai bine considerată ca fiind limita de jos a acuităţii vizuale normale. Cănd se foloseşte pe post de test, pacienţii care ajung la acest nivel nu mai au nevoie de alte investigaţii, chiar dacă acuitatea vizuală medie a unui ochi sănătos este 20/16 sau 20/12.

Unii oameni, deşi pot suferi de alte probleme vizuale, cum ar fi nedistingerea culorilor, reducerea contrastului sau inabilitatea de a urmări obiecte care se mişcă repede, pot avea o acuitate vizuală normală. O acuitate vizuală normală este necesară dar nu suficientăpentru o vedere normală. Motivul pentru care testul de acuitate vizuală este folosit pe scară mare este acela că acest test corespunde foarte bine cu activităţile normale pe care le poate face o persoană şi astfel, se evaluează modul în care aceasta le poate face.

Modelul Snellen Aşa cum am precizat deja, modelul Snellen se foloseşte pentru măsurarea acuităţii vizuale.

Modelul tradiţional cuprinde 11 rânduri cu litere de tipar. Primul rând conţine o singură literă foarte mare. Următoarele rânduri conţin un număr din ce în ce mai mare de litere care descresc ca mărime. Un pacient care face acest test, trebuie să îşi acopere un ochi cu mâna şi să citească

cu voce tare literele de pe fiecare rând, începând de sus. Cel mai mic rând care poate fi citit cu precizie indică acuitatea vizuală a acelui ochi.

Simbolurile modelului se numesc optotipuri. La modelul Snellen tradiţional, optotipurile sunt litere de tipar. Dar nu sunt orice fel de litere, ci au o anumită geometrie, şi anume:

• grosimea liniilor este egală cu grosimea spaţiilor albe dintre linii; • înălţimea şi lăţimea unui optotip este de 5 ori grosimea liniei.

Modelul Snellen utilizează numai 9 litere: C, D, E, F, L, O, P, T, Z. Acuitatea vizuală este definită ca fracţie dintre distanţa la care este făcut testul şi distanţa de

la care poate fi identificat cel mai mic optotip, sub un unghi de 5 minute de arc. La testele de acuitate, modelul este plasat la 20 de picioare (6 metri) distanţă. La această distanţă, optotipurile de pe rândul reprezentând acuitatea normală sunt la un unghi de 5 minute de arc, iar grosimea liniilor şi a spaţiilor dintre linii sunt la un unghi de 1 minut de arc. Acest rând, desemnat ca 20/20 (sau 6/6) este cel mai mic rând pe care o persoană cu acuitate vizuală normală îl poate citi de la o distanţă de 20 de picioare (sau 6 metri).

Modelul Snellen Astigmatismul Astigmatismul este cea mai comună problemă de vedere. Este un defect de vedere cauzat de

forma neregulată a corneei (astigmatism corneeal). Uneori, astigmatismul este rezultatul formei neregulate a cristalinului – acesta numindu-se astigmatism lenticular.Cel mai des întâlnit însă este astigmatismul corneeal. Corneea, în loc să aibă forma unei sfere, este elipsoidală şi reduce astfel abilitatea corneei de a focaliza lumina.

Astigmatismul este o eroare de refracţie a ochiului, în care există o diferenţă a puterii de refracţie în diverse plane ce conţin axa vizuală a ochiului. Adică ochiul are puncte de focalizare

diferite în planuri diferite. De exemplu, imaginea poate fi clar focalizată pe retină în plan orizontal, însă în plan verticaleste focalizată în faţa retinei.

Dacă imagine aunei surse de lumină îndepărtate, formată în focarul-obiect al ochiului, are o formă sferică în cazul ochiului normal, în cazul astigmatismului va apărea o imagine sub forma a două linii în planele focale (planele de puteri maximă, respectiv minimă a ochiului), datorită refracţiei diferite a razelor de lumină în cele două plane. Cu cât cele două imagini sunt mai îndepărtate una de alta, cu atât gravitatea astigmatismului e mai mare.

Sunt forme regulate de astigmatism, când cele două imagini virtuale formate pe retină

formează un unghi de 90°, şi forme neregulate de astigmatism, când imaginile formează un unghi diferit de 90° (sunt aşezate oblic una faţă de alta).

În mod normal, astigmatismul este ereditar, mulţi oameni se nasc cu o asemenea formă a corneei. Dar astigmatismul poate rezulta şi din alte cauze, cum ar fi o rănire a ochiului, anumite tipuri de chirurgie sau mai poate rezulta şi de la keratoconus (boala care cauzează subţierea graduală a corneei).

Astigmatismul poate fi corectat cu ajutorul ochelarilor, lentilelor de contact sau chirurgiei refractive.

Pentru a determina existenţa astigmatismului şi a cuantifica axele acestuia, există mai multe teste folosite de oftalmologi în timpul examinării oculare. Modelul Snellen poate releva iniţial o acuitate vizuală scăzută. Keratometrul se poate folosi pentru a măsura curbarea meridianelor pe suprafaţa corneei. Topografia poate fi, de asemenea, folosită pentru a obţine o reprezentare mai exactă a formei corneei. Retinoscopia poate furniza o estimare obiectivă a erorilor de refracţie ale ochiului, iar utilizarea cilindrilor încrucişaţi Jackson într-un foropter poate fi folosită pentru a rafina aceste măsurători.

Pentru a determina astigmatismul regulat se utilizează metoda fantei (Donders). Se izolează un fascicul plan de raze printr-o fantă de 1 mm lăţime, aşezată diametral în faţa pupilei subiectului, rotindu-se lent fanta. Pentru două poziţii unghiulare ale acestei fante, fasciculul se refractă ca şi cum ochiul ar avea numai suprafeţe sferice de revoluţie şi poate fi corectat numai cu lentile sferice. Se caută prin tatonare aceste poziţii (coincid cu meridianele principale ale ochiului) şi se determină puterile lentilelor sferice de corecţie. Diferenţa acestor puteri este diferenţa astigmatică.

Metoda cadranului lui Parent – pacientul priveşte un ecran pe care sunt desenate raze negre pe fond alb. Testul foloseşte următoarea proprietate: dreapta perpendiculară pe meridianul cel mai puţin ametrop va fi văzută mai clar.

Subiectul este aşezat la 5 m şi i se cere să spună dacă vede toate razele cadranului lui Parent la fel de nete (miopul va trebui să poarte ochelari). Dacă razele nu sunt văzute toate la fel de clar, se caută să se facă clare privind printr-o lentilă cilindrică cu axa îndreptată în direcţia meridianului principal de putere minimă.

În cazul astigmatismului hiperopic sau mixt, dacă punerea la punct se face pe cercul de difuzie minimă, o valoare Vb va corespunde unui astigmatism de 2 ori mai mare decât ametropia R. Ametropia R se calculează cu formula R=0,25/Vb.

O altă metodă de determinare a astigmatismului este metoda ceţei. Se transformă astigmatismul de orice fel în astigmatism miopic, cu ajutorul unei lentile sferice (+4, +8 dpt). Întreg testul apare neclar. Se micşorează progresiv puterea lentilei şi se atenuează ceaţa până când se obţine aproape un astigmatism miopic simplu. Practic, schimbarea lentilelor se opreşte

când se obţine o acuitate de 0,5 (5/10). În acest moment, focala posterioară este aproape de retină, iar cu testul de astigmatism se recunoaşte direcţia dreptelor care se văd cel mai clar, ceea ce determină meridianele principale. Dacă subiectul are astigmatism miopic compus, o lentilă divergentă îl va aduce în stadiul dorit, dar trebuie avut grijă să nu se producă astigmatism mixt, deoarece acomodarea ar falsifica rezultatele.

Se aşează apoi în faţa ochiului, pe lângă lentila sferică, un cilindru concav (negativ) cu axa perpendiculară pe direcţia de claritate maximă. Focala anterioară se apropie de retină, cealaltă rămâne fixă. Se măreşte progresiv puterea cilindrului, până la identitate de aspect a testului în toate direcţiile. Astigmatismul este corectat şi subiectul transformat în miop simplu fără astigmatism. Se modifică uşor corecţia sferică pentru a transforma miopul în emetrop, căutând să se obţină o acuitate maximă. Se verifică apoi din nou astigmatismul şi, la nevoie, se aduc modificări cilindrilor (în timpul operaţiunilor, capul trebuie menţinut drept).

Un alt test este testul cu mire şi căpriori. Acest test, în cazul în care este orientat după meridianul cel mai puţin miop, apare cu liniile unei mire mai negre decât liniile celeilalte, care este perpendiculară pe prima, iar liniile căpriorilor apar la fel de cenuşii. Puterea cilindrului corector va fi aceea care face ca mirele să apară identice ca înnegrire. Pentru determinarea direcţiilor planelor principale, se roteşte testul până liniile căpriorilor sunt la fel de neclare.

TestulRaubitschok – constă din două parabole simetrice în raport cu o direcţie meridiană. Testul apare cu liniile la fel de negre, dacă axa de simetrie a testului coincide cu o secţiune principală a ochiului astigmat (în practică, se roteşte testul până când se obţine această condiţie). Pentru a determina corecţia, se adaugă lentile sferice negative, cu pas de -0,25 dpt., până când mirele devin clare. Cilindrul corector este egal cu diferenţa puterilor între cele două plane principale.

Urmează apoi să se facă verificarea binoculară. Cilindrul încrucişat este o lentilă cu puteri de +0,25 dpt. şi -0,25 dpt. în cele două secţiuni

principale (sau +0,5 şi -0,5dpt). Lentila trebuie să poată fi rotită în jurul unei axe, aşezată în planul axelor cilindrului, făcând 45° cu acestea. Cu ajutorul cilindrului încrucişat, un emetrop este transformat în astigmat mixt de 0,5 dpt. sau 1 dpt., prin simpla rotaţie a aparatului, fără a se schimba orientarea axelor. Pentru a verifica dacă cilindrul prescris are putere exactă, se suprapune cilindrul încrucişat, făcând să coincidă axa sa concavă cu axa concavă a corecţiei. Privind tabloul cu optotipuri, se compară acuitatea obţinută în această poziţie şi după ce cilindrul a fost rotit. Literele trebuie să apară la fel de clare (sau neclare). Dacă erau mai neclare în prima poziţie, trebuia micşorată puterea cilindrului concav, în caz contrar trebuie mărită. Pentru verificarea poziţiei axei cilindrului, se aşează cilindrul încrucişat la 45° faţă de orientarea ce o avea în încercarea precedentă. Testele trebuie să apară la fel de neclare în cele două poziţii ale cilindrului încrucişat.

O altă metodă de utilizare a cilindrului încrucişat este următoarea: folosind tabloul de optotipuri cu cercuri, se determină cea mai bună corecţie sferică. Dacă acuitatea este mai bună de 0,5 dpt. se foloseşte cilindrul încrucişat de 0,25 dpt., altfel se preferă cel de 0,5 dpt. Se pune aparatul în diverse poziţii – 0°, 90° şi dacă nu se obţine o modificare de netitate, înseamnă că ochiul nu are astigmatism. Dacă se constată diferenţe, se adaugă cilindrul de -0,5 dpt. cu axa în direcţia axei cilindrului negativ al cilindrului încrucişat, care dă cea mai bună imagine (acuitate). Dacă acuitatea nu se modifică, poziţia cilindrului este cea mai bună; dacă acuitatea se modifică, se schimbă poziţia ansamblului prin retuşuri succesive, până se obţine egalitate de netitate. Astfel se determină poziţia axei cilindrului. Se deplasează cilindrul încrucişat şi se modifică puterea cilindrului corector, până se obţine egalitate de netitate în cele 2 prezentări ale cilindrului încrucişat. Se obţine astfel puterea cilindrului (diferenţa astigmatică).

Verificare corecţiei 1. Metoda variaţiei corecţiei - după determinare corecţiei, se adaugă o lentilă de -0,25

dpt. Liniile testelor trebuie să se păstreze la fel de nete. Dacă puterea sferică este bine aleasă, adăugând +0,25 dpt., acuitatea trebuie să scadă uşor, iar dacă se adaugă -0,25 dpt., acuitatea trebuie să rămână neschimbată.

2. Testul bicolor – subiectul priveşte o suprafaţă iluminată din spate cu două zone alăturate, una colorată în roşu şi cealalaltă în verde; pe ambele suprafeţe sunt scrise nişte litere. Cele două zone trebuie să aibă luminanţe egale. Linia de separaţie dintre ele este verticală. Un emetrop vede literele de la o distanţă de 5 metri la fel de nete şi pe roşu, şi pe verde. Dacă pacientul vede mai clar pe roşu, atunci este miop şi se adaugă corecţie din -0,25 în -0,25 dpt., până când cele două zone se egalează ca netitate. Dacă pacientul vede mai clar pe verde, atunci este hipermetrop şi se adaugă corecţie din +0,25 în +0,25 dpt. pentru a egala netitatea imaginii în ambele zone.

Generarea pe calculator a testelor vizuale - soluţia viitorului? În decursul ultimelor două decade s-au realizat progrese semnificative în metodologiile de

testare a aspectelor vitale funcţiei vizuale. Publicaţiile de specialitate conţin numeroase informaţii privind noi tipuri de teste, ce s-au

dovedit a oferi informaţii importante privind sistemul vizual. Din păcate, doar puţine dintre ele au fost introduse în practica clinică. Majoritatea clinicienilor au la dispoziţie un număr redus de teste, unele din cele utilizate curent fiind bazate pe principii vechi, depăşite.

Există mai multe motive ale acestei situaţii, de natură practică, educaţională, economică şi chiar politică. Un motiv important îl reprezintă şi preocuparea cercetătorilor din domeniul testării vederii de a realiza noi metode de testare şi mai puţin de le aduce la o formă transferabilă în practica clinică. Ca rezultat, clinicienii au la dispoziţie un set limitat, insuficient şi depăşit de teste, disponibile pe panourile şi pe proiectoarele de teste şi pe o combinaţie de panouri de mână sau de perete.

Dezvoltările actuale în domeniile calculatoarelor personale şi perfecţionările tehnologice ale dispozitivelor de afişaj creează condiţiile pentru introducerea în practica clinică a acestor metode. Dispozitivele de afişaj (display-urile sau monitoarele) moderne ale calculatoarelor personale, tuburile catodice, cât şi ecranele cu cristale lichide, sunt capabile să producă un număr nelimitat de stimuli vizuali pe ecran, oferind clinicianului acces la un număr foarte ridicat de teste.

Există mai multe studii pe plan internaţional consacrate utilizării calculatoarelor personale pentru testarea sistemului vizual.

În continuare se va prezenta o sinteză a celor mai recente preocupări pe plan internaţional, atât privind utilizarea calculatoarelor personale pentru producerea de teste, cât şi privind metode noi de testare. Sunt analizate soluţiile de realizare a testelor vizuale şi sunt discutate tipuri de dispozitive de afişaj, evidenţiindu-se avantajele şi dezavantajele fiecărui sistem în raport cu utilizarea sa la testarea vizuală. 1. Dispozitivele de afişaj

Cea mai simplă metodă de realizare a testelor vizuale este imprimarea lor pe hârtie, obţinându-se panourile de testare de mână sau de perete. Metoda este uşor de realizat şi permite, folosind metodele moderne de imprimare, un control foarte precis al contrastului, culorii şi configuraţiei spaţiale. Observarea acestor teste se bazează pe reflexia luminii pe suprafaţa panourilor.

Principalul dezavantaj al panourilor reflective este necesitatea unei iluminări exterioare. În practică, este foarte dificilă asigurarea unei iluminări adecvate şi uniforme pe suprafaţa panoului. Această problemă poate fi rezolvată într-o anumită măsură prin tipărirea testelor pe un material

difuzant, iluminat apoi din spate. Pe acest principiu sunt realizate tablourile de optoteste sau proiectoarele de teste. În acest caz este mai dificil de realizat un control bun al contrastului şi culorii. Trebuie avut grijă ca iluminarea să se realizeze cu lumină albă, iar materialul pe care sunt desenate optotestele să nu modifice culoarea.

Un dezavantaj al soluţiilor menţionate este existenţa doar a unui număr limitat de teste, fără posibilităţi de reglare a contrastului, culorii sau configuraţiei spaţiale. Limitarea numărului de teste este impusă uzual de considerente de gabarit.

Un alt dezavantaj este utilizarea lor la o distanţă predefinită, fixă. Modificarea distanţei de observare impune efectuarea unor corecţii, deseori imprecise, ceea ce reduce precizia măsurării.

Proiectoarele de teste reduc unele din dezavantajele panourilor sau tablourilor de optoteste, permiţând proiectarea unui număr mai mare de teste şi proiecţia la distanţă variabilă. La unele tipuri de proiectoare, sistemul optic de proiecţie reglabil este realizat astfel încât, prin realizarea punerii la punct odată cu modificarea distanţei de proiecţie, se asigură şi varierea mărimii testelor proiectate, astfel încât acuitatea vizuală să rămână identică, indiferent de distanţă.

Dezavantajele soluţiilor prezentate pot fi uşor eliminate utilizând monitoarele calculatoarelor. Primele încercări de utilizare a monitoarelor la realizarea de teste asistate de calculator datează din anii '60 dar doar recent, ca urmare a generalizării utilizării calculatoarelor personale, fiabile şi accesibile, a dezvoltării de interfeţe grafice (windows) uşor utilizabile şi a progreselor tehnologice în domeniul monitoarelor a devenit posibil transferul acestor metode în clinici.

Realizarea unui astfel de sistem necesită atât performanţe de calcul superioare, pentru generarea numerică a imaginilor, cât şi monitoare capabile a genera imagini de înaltă rezoluţie.

Monitoarele uzuale utilizează tuburi cu raze catodice (CRT). Imaginile sunt formate prin baleierea fasciculului de electroni peste un ecran acoperit cu fosfor, pe traiectorii de forma unor linii orizontale parcurse din partea superioară spre partea inferioară a ecranului, proces denumit scanare de tip raster. Pentru a evita senzaţia de pâlpâire a imaginii procesul este repetat de 60 până la 120 ori per secundă (viteza de reactualizare). O imagine afişată pe un monitor CRT este o formă complexă de modulare spaţială şi temporală a intensităţii luminoase a punctelor de pe suprafaţă. La observarea imaginii de la o distanţă de 50-100 cm procesul de scanare este prea rapid pentru ca sistemul vizual să îl detecteze şi deci nu apare pâlpâirea. Privind de la o distanţă mai mare, mişcările ochiului pot interfera cu mişcarea de scanare apărând o senzaţie de pâlpâire de scurtă durată a imaginii pe ecran. Acest fenomen face ca monitoarele CRT convenţionale să fie mai puţin recomandate pentru afişajul unor teste la distanţă ridicată de privire. Singura soluţie este utilizarea unor monitoare cu viteză de reactualizare a imaginii ridicată. În acelaşi timp monitoarele CRT nu sunt, în general, capabile să producă contraste la fel de mari ca panourile de teste tipărite.

Majoritatea acestor probleme pot fi rezolvate utilizând ultimele tipuri de monitoare cu ecran plat (FPD). Dintre tehnologiile utilizate la realizarea de monitoare cu ecran plat cele mai utile pentru aplicaţiile de testare a vederii sunt cele de tip afisaj cu cristale lichide cu pachete de câte trei tranzistoare în strat subţire, fiecare tranzistor emiţând în altă culoare (TFT). Aceste monitoare au o configuraţie de tip caroiaj, la care pentru fiecare zonă poate fi controlată emisia luminoasă şi implicit nuanţa de gri. O altă tehnologie este LCD, la care se utilizează un caroiaj de tranzistoare ce emit lumină constantă (albă), iar în faţa acestora este plasat un caroiaj cu filtre de culoare şi având transmisibilitate luminoasă controlabilă.

Materialul din care este realizat caroiajul (cristalul lichid) poate fi colorat. La LCD monitoarele color sunt obţinute prin suprapunerea a trei caroiaje colorate în roşu, verde şi albastru. Este posibil controlul cu precizie ridicată al intensităţii relative pentru celulele colorate, obţinându-se o mare varietate de culori.

Monitoarele de tip LCD curent 1600x1200 pixel/mm au mai multe avantaje: - rezoluţie foarte bună şi un contrast de până la 700:1; - sunt capabile să producă o luminanţă ridicată de până la 250cd/mm2;

- au o bună uniformitate pe suprafaţă; - sunt stabile în timp; - lipsa senzaţiei de pâlpâire. 2. Programe de generare pe calculator a testelor vizuale

Utilizând aceste progrese tehnologice, mai multe echipe de cercetare din domeniul optometric au realizat programe de testare cu generarea stimulilor vizuali pe PC. Se poate menţiona în principal programul Test Chart 2000 al City University din Londra dar şi altele.

Un colectiv pentru dezvoltarea de programe de testare vizuală asistată de calculator a fost creat şi la Colegiul de Optometrie din Bucureşti.

Dintre caracteristicile programelor de testare vizuală asistată de calculator existente se pot enumera: - posibilitatea observării directe sau prin oglindă. În acest ultim caz se realizează o reflexie

software a imaginii; - posibilitatea programării distanţei de testare. Distanţa minimă este limitată la aproximativ 3

m, în funcţie de dimensiunea celulei monitorului. Pentru o distanţă mai redusă este imposibilă asigurarea calităţii imaginii şi devine obligatorie realizarea unei corecţii a valorilor determinate pentru refracţie. După stabilirea distanţei de testare, aceasta este introdusă în program, realizându-se o scalare sofware automată a testului pentru menţinerea acuităţii vizuale relative a testelor;

- posibilitatea reglării contrastului; - posibilitatea calibrării dimensiunii optotestului. După instalarea sistemului, înainte de

utilizare, este necesară adaptarea programului la tipul de monitor folosit, printr-o calibrare. Pentru aceasta se generează o imagine standard (ex. un optotest de acuitate 0,1), ce este măsurată de optometrist. În continuare se introduc valorile reală şi cea dorită, impusă de standardele în vigoare, în program. În funcţionare se va realiza o scalare software automată a imaginilor pentru a verifica condiţiile din standard;

- posibilitatea calibrării iluminanţei optotestului. Pentru aceasta se generează o imagine de test, cu o iluminanţă dorită. Pentru această imagine se măsoară iluminanţă reală şi se introduce valoarea în program împreună cu valoarea dorită. În funcţionare se va realiza o corecţie software automată a iluminanţei imaginii;

- posibilitatea calibrării de culoare. Unele programe, cum este Test Chart 2000, permit selectarea tipului de optotipuri, dintr-o

paletă largă. Pentru acest program sunt posibile mai multe reglaje:

- se pot utiliza optoteste Snellen, Landolt sau imagini Kay;

Teste Snellen generate pe calculator

Teste Landolt generate pe calculator

Imagini Kay generate pe calculator

- reglarea numărului de acuităţi ale optotestelor prezentate simultan; - prezentarea unui singur rând de optoteste cu aceeaşi acuitate; - prezentarea unui singur rând de optoteste de diverse acuităţi.

Programul permite selectarea setului de litere sau cifre prezentate pentru fiecare acuitate. Este posibilă şi utilizarea testului LogMAR, o variantă îmbunătăţită a testului Snellen.

3. Testele LogMAR vs. Snellen Deşi testul Snellen este perfect adaptat pentru testarea refracţiei, există câteva elemente în

modul de concepţie ce afectează acurateţea testării. Problema curentă o reprezintă existenţa unui număr diferit de litere pe fiecare rând. Aceasta

înseamnă că pacienţilor cu acuitate proastă li se cere să privească un număr mai mic de litere decât celor cu acuitate bună. În acelaşi timp, literele de pe liniile inferioare sunt mai încadrate de celelalte caractere decât cele din partea superioară a testului. Este cunoscut că încadrarea creşte dificultatea testării, în special pentru copii şi unii ambliopi. Numărul mic al literelor de dimensiuni mari limitează utilitatea testului atunci când sunt analizaţi pacienţi cu acuitate redusă.

O altă problemă la utilizarea testului Snellen este aceea că spaţierea dintre literele unui rând şi dintre rânduri nu respectă o relaţie de legătură în raport cu raportul lăţimea/înălţimea literelor. Din această cauză creşterea efortului cerut pacientului se modifică pe măsură ce coboară în partea inferioară a testului.

Înregistrarea rezultatelor testului Snellen este deseori problematică. În general, acuitatea Snellen este considerată cea corespunzătoare celui mai mic rând de litere care mai poate fi citit. În practică, rareori pacienţii citesc toate literele unui rând şi nici una din literele rândului inferior.

Din această cauză rezultatul testului poate fi ales dintre acuităţile a trei rânduri adiacente. Singura soluţie în această situaţie este notarea setului de acuităţi adiacente de tipul 6/6+3. Acest tip de măsurare nu este însă agreat de standarde şi deci se optează pentru aprecierea subiectivă de către clinician a valorii finale.

Există mai multe încercări de îmbunătăţire a testului Snellen. Soluţia cel mai des acceptată de specialişti este cea propusă de Bailey şi Lovie, fiind în proces de adoptare în practica clinică în numeroase ţări. Testul Bailey-Lovie (sau LogMAR) elimină multe din dezavantajele testului Snellen.

Principalele caracteristici ale testului LogMAR sunt: ♦ Există cinci litere pe fiecare linie şi distanţele dintre litere şi dintre rânduri este dependentă

de lăţimea şi înălţimea literelor. În consecinţă, fiecare rând este o scalare cu coeficient subunitar a rândului de deasupra. Creşterea efortului pacientului rămâne identică la trecerea de la un rând la altul.

♦ Dimensiunea literelor urmăreşte o progresie uniformă, crescând cu un raport constant de 1,26 (0,1 unităţi logaritmice, corespunzând logaritmului în bază 10 din 1,26) din partea inferioară spre parte superioară. Rezultatul este notat sub forma unui scor LogMAR. Cu această notaţie 6/6 este echivalent la 0 LogMAR (log101=0) , în timp ce literele mai mici au un scor LogMAR negativ (log10 din numerele subunitare este negativ) iar literele mai mari au un scor LogMAR pozitiv (log10 din numerele subunitare este pozitiv). Deoarece dimensiunea literelor se schimbă cu 0,1 unităţi LogMAR pentru fiecare rând, fiecărei litere i se poate asocia un scor de 0,02 (există cinci litere pe fiecare rând). Spre exemplu, dacă toate cele cinci litere ale rândului de acuitate 6/6 sunt citite scorul LogMAR este zero. Dacă una din literele de pe acest rând nu este observată corect (toate celelalte litere de pe rândurile superioare fiind citite corect), scorul LogMAr este considerat +0,02 pentru literă. Dacă nu sunt observate două litere scorul este 0,04. Se adaugă 0,02 pentru fiecare literă necitită. În acest fel, în final, testul LogMAr va lua in considerare toate literele citite corect, evitând confuzia ce apare la notarea testului Snellen. Singurul dezavantaj al testului LogMar este acela că are o dimensiune mult mai mare decât

testul Snellen. Dacă aceasta poate deveni o problemă la fabricarea pe suport reflectant sau în cazul panourilor şi proiectoarelor de teste, în cazul utilizării monitoarelor generarea testului este foarte uşoară.

Notarea testului LogMAr este puţin mai dificilă decât în cazul testului Snellen. Si acest dezavantaj poate fi eliminat la utilizarea testării asistate de calculator a refracţiei, prin introducerea unui program de testare cu numărare automată a literelor observate. Programul menţionat permite afişarea testului LogMAr folosind litere, cifre, semne E, inele Landolt sau pictograme.

Testul LogMAR generat pe calculator

Programul permite şi prezentarea doar a unui singur caracter cu sau fără bare de încadrare.

Testarea cu un singur caracter

4. Alte teste

Uşurinţa sintetizării numerice şi generării pe monitor a imaginilor cu forme şi caracteristici foarte variate a permis introducerea în programele de generare asistată de calculator şi a unor teste pentru testarea sensibilităţii la contrast, evaluarea astigmatismului, foriei, testarea vederii culorilor, etc.

Testarea sensibilităţii la contrast Importanţa măsurării sensibilităţii la contrast a fost evidenţiată pentru prima dată de

Campbell şi echipa sa la începutul anilor 60. Din păcate, deşi metoda este de o reală importanţă pentru înţelegerea vederii a fost doar puţin aplicată în practica clinică optometrică. Unele din cauzele posibile sunt necesitatea unui timp de testare ridicat, al unui personal specializat şi unui echipament complicat şi scump.

Principial, metoda constă în măsurarea răspunsului vizual la reţele de imagini tip undă sinusoidală.

Pacientul priveşte o reţea cu o anumită frecvenţă spaţială (pas) şi se ajustează contrastul până când nu se mai pot distinge liniile. Se memorează contrastul pentru frecvenţa respectivă. Testarea se repetă pentru diverse frecvenţe spaţiale, recomandat minim 5. Se va obţine o curbă (funcţia de sensibilitate la contrast) reprezentată în coordonate frecventă spaţială-sensibilitate la contrast.

Acuitatea vizuală, determinată prin metode convenţionale - testele Snellen sau LogMAR,

este o măsură a celei mai ridicate frecvenţe spaţiale care poate fi detectată pentru un contrast ridicat (uzual peste 90%). Aceasta poate fi determinată prin intersecţia unei linii orizontale trasată în graficul funcţiei sensibilităţii la contrast, corespunzătoare contrastului studiat, cu funcţia şi măsurarea frecvenţei spaţiale a punctului de intersecţie.

O legătură exactă între frecvenţă spaţială şi acuitatea vizuală se poate stabili la utilizarea pentru testare a literelor E. În figura de mai jos sunt prezentate diverse optoteste cu contraste şi frecvenţe spaţiale diferite.

Toate optotestele de pe o linie orizontală au acelaşi contrast, iar toate optotestele de pe o linie verticală au aceeaşi frecvenţă spaţială. Curba sensibilităţii la contrast delimitează domeniul observabil de către pacient.

Testul de sensibilitate la contrast este foarte util pentru a pune în evidenţă cauzele care produc o scădere a sensibilităţii la contrast la frecvenţe spaţiale mari (cum sunt erorile refractive) dar este mai puţin util pentu testarea capacităţii vizuale atunci când există o scădere a sensibilităţii la contrast la frecvenţe spaţiale reduse (cum sunt afecţiunile neurologice, cataracte, ş.a.)

Tendinţa actuală este de a include în programele de generare automată a optotestelor a unor module de generare a testelor de sensibilitate la contrast, ceea ce reduce semnificativ costul echipamentului şi creează condiţiile pentru introducerea metodei în practica clinică.

Testele cromatice şi de astigmatism Se pot genera teste bicromatice roşu-verde pentru verificarea corectitudinii corecţiei. Pe

zonele de fond roşu sau verde, pot fi prezentate teste de tip cercuri concentrice continue, cercuri concentrice din puncte sau optotipuri.

Pentru identificarea şi corecţia astigmatismului se pot prezenta teste de tip Parent, Raubitschek, etc. Generarea pe calculator permite controlul contrastului şi dimensiunii imaginilor.

Teste pentru măsurarea foriei

Există mai multe metode pentru măsurarea foriei, cele mai uzuale fiind cele cu bagheta Maddox şi crucea Maddox, cu separare cu prisme, etc.

Pe monitor se poate genera o imagine de tipul crucii Maddox cu o sursă centrală luminoasă. Pacientul priveşte printr-o lentilă Maddox, ce transformă ţinta într-o linie orizontală sau verticală, funcţie de orientarea lentilei. Pacientul indică poziţia liniei în raport cu braţele crucii. Similar, se poate genera o imagine de tip rând de litere orizontal sau vertical şi măsura foria folosind prisme variabile.

Metoda uzuală utilizează rând de litere de acuitate 1. Dezavantajul major în acest caz este imposibilitatea testării corecte a pacienţilor pentru care nu s-a obţinut o acuitate suficientă la compensare.

În cazul generării pe calculator a imaginilor aceste impedimente pot fi eliminate prin prezentarea unor imagini cu diverse dimensiuni, observabile de pacient.

Ţinte de fixare

Pentru retinoscopie sau oftalmoscopie este importantă asigurarea unei ţinte de fixare corecte. Imaginile statice utilizate la testarea curentă conduc, chiar la pacienţii foarte atenţi, la pierderea fixării. La generarea pe calculator se pot utiliza ţinte dinamice cu culoare sau contrast variabile sau cu părţi în mişcare, ceea ce permite menţinerea fixării. 5. Concluzii

Apariţia unor echipamente de afişaj perfomante pentru calculatoarele personale, ce asigură obţinerea unor imagini de înaltă rezoluţie, un control precis al contrastului şi culorii simultan cu creşterea puterii de calcul a calculatoarelor a făcut posibilă generarea imaginilor de test al performanţelor vizule pe aceste monitoare.

Există mai multe avantaje la generarea pe calculator a testelor vizuale: - flexibilitatea ridicată la configurarea testului (tip, dimensiune, contrast, luminozitate); - posibilitatea implementării unor tehnici noi, dificil de realizat cu mijloace tehnice clasice

deoarece necesită echipamente complicate; - testarea pacientului fără deplasarea acestuia între aparate, ceea ce reduce stresul şi creşte

precizia măsurării; - eliminarea unor echipamente costisitoare deci implicit o economie de spaţiu şi financiară. Aceste avantaje au condus la realizarea a numeroase studii privind generarea pe calculator a

testelor vizuale şi la apariţia în ultimii ani a unor programe specializate. Deşi aflată la început, testarea cu imagini generate pe calculator va avea un impact major asupra optometriei şi necesită o analiză atentă.

ACOMODAREA OCHIULUI

Acomodarea este procesul prin care ochiul îşi creşte puterea optică pentru a putea menţine o imagine clară (focalizată) a unui obiect, pe măsură ce este acesta apropiat de ochi. Ochiul tânăr poate schimba focalizarea de la infinit la o distanţă de 7 cm de ochi în 350 milisecunde. Această schimbare de putere focală a ochiului de aprox. 15 dioptrii survine ca o consecinţă a schimbării tensiunii zonulare indusă de contracţia muşchilor ciliari. Amplitudinea acomodării descreşte odată cu vârsta. Până la vărsta de 50 de ani, amplitudinea a scăzut într-atât încât cel mai apropiat punct observabil al ochiului este mai îndepărtat decât distanţa de citire. Când se întâmplă acest lucru, pacientul este presbiopic. În momentul în care apare presbiopia, persoanele emetrope (care nu au nevoie de corecţie vizuală pentru vederea la distanţă) vor avea nevoie de ajutor optic pentru vederea de aproape. Odată cu scăderea vârstei, va scădea şi puterea optică a ochiului în condiţii de relaxare, ceea ce face ca persoanele mioape (care au nevoie de corecţie vizuală pentru vederea la distanţă) să realizeze că văd mai bine fără ajutorul corecţiei pentru distanţă; persoanele hipermetrope vor realiza că au nevoie de corecţie optică atât pentru vederea la distanţă, cât şi pentru vederea de aproape. Scăderea acomodării ochiului datorită vârstei survine la toată lumea, iar până la 60 de ani deja, marea majoritate a populaţiei va observa o scădere a abilităţii de a se focaliza pe obiecte apropiate.

Vederea la depărtare Vederea de aproape

Teorii şi mecanisme ale acomodării Cea mai cunoscută teorie a acomodării este cea propusă de Hermann von Helmholtz în

1855. Când ne focalizăm la aproape, fibrele musculare circulare ale muşchiului ciliar se contractă, micşorând spaţiul ecuatorial lenticular, ceea ce duce la reducerea tensiunii zonulare şi permite cristalinului să se rotunjească şi să îşi crească puterea optică. Când ne focalizăm la depărtare, fibrele musculare circulare ale muşchiului ciliar se relaxează, ceea ce duce la creşterea spaţiului ecuatorial lenticular şi cauzează o creştere a tensiunii zonulare. Creşterea tensiunii zonulare face ca suprafaţa cristalinului să se aplatizeze şi puterea sa optică să scadă. Teoria acomodării a lui Helmholtz este în contradicţie cu mult-documentata aplatizare a suprafeţei anterioare periferice a cristalinului şi schimbarea negativă a aberaţiei sferice care survine în timpul acomodării.

Ronald Schachar a contribuit la explicarea mecanismului acomodării umane, indicând că focalizarea pe cristalin este asociată cu creşterea tensiunii cristalinului prin intermediul zonulelor ecuatoriale. Dovada care suportă ipoteza lui Schachar este în contradicţie cu vechea teorie a acomodării a lui Helmholtz. Schachar a găsit că atunci când muşhiul ciliar se contractă, tensiunea zonulară ecuatorială creşte. Această creştere a tensiunii face ca suprafaţa centrală a cristalinului să devină mai abruptă, grosimea centrală a cristalinului să crească (diametrul anterior-posterior) şi suprafaţa periferică a cristalinului să se aplatizeze. În timp ce tensiunea zonulelor ecuatoriale creşte pe perioada acomodării, zonulele anterioare şi posterioare se relaxează. Ca o consecinţă a schimbărilor formei cristalinului pe perioada acomodării, puterea optică centrală a cristalinului creşte şi aberaţia sferică a acestuia se schimbă în direcţie negativă. Datorită creşterii tensiunii zonulare ecuatoriale în timpul acomodării, tensiunea mecanică a capsulei cristalinului creşte şi cristalinul rămâne stabil, neafectat de gravitaţie.

Scăderea amplitudinii acomodării poate duce la manifestarea presbiopiei. S-a sugerat că scăderea acomodării legată de vârstă, care conduce la presbiopie, are loc ca o consecinţă a sclerozei cristalinului. Cu toate acestea însă, cristalinul nu devine sclerotic decât dupa vârsta de 40 de ani. De fapt, cea mai mare scădere a amplitudinii acomodării are loc în timpul copilăriei, cu mult înainte de orice schimbare a cristalinului. Scăderea amplitudinii acomodării, rapidă în copilărie şi mai înceată apoi, urmăreşte un model logaritmic, similar cu acela al creşterii diametrului ecuatorial al cristalinului, care este cu siguranţă baza scăderii acomodării. Deoarece diametrul ecuatorial al cristalinului creşte continuu pe parcursul vieţii, tensiunea zonulară descreşte simultan. Acest lucru rezultă într-o reducere a lungimii muşchilor ciliari, care este legată atât de grosimea cristalinului, cât şi de înaintarea în vârstă. Muşchiul ciliar, ca oricare alt muşchi, are o relaţie lungime-tensiune: pe măsură ce forţa maximă pe care muşchiul ciliar o poate aplica scade, lungimea lui se scurtează odată cu înaintarea în vârstă. Aceasta este, de fapt, etiologia scăderii amplitudii acomodării legate de vârstă, care rezultă în presbiopie. Orice procedură, care poate preveni mărirea cristalinului sau creşterea distanţei efective dintre ecuatorul cristalinului şi muşchiul ciliar, poate creşte amplitudinea acomodării.

D. Jackson Coleman propune următoarele: cristalinul, zonulele şi corpul vitros anterior au o diafragmă între camera anterioară şi corpul vitros anterior al ochiului. Contracţiile muşchiului ciliar iniţiază o presiune gradientă între compartimentul corpului vitros şi umoarea apoasă, care susţine forma cristalinului în starea mecanică reproductibilă a unei raze a curburii în centrul cristalinului, cu o uşoară aplatizare a cristalinului anterior periferic. Capsula anterioară şi zonulele iau forma unei trambuline sau a unui hamac, care este total reproductibilă, în funcţie de dimensiunile circulare (diametrul corpului ciliar). Corpul ciliar conduce astfel la o formă ca nişte piloni ai unui pod suspendat, dar nu are nevoie să susţină o forţă de tracţiune ecuatorială pentru a aplatiza cristalinul.

Diverse aspecte legate de acomodarea ochilor Spasmul de acomodare este situaţia în care muşchiul ciliar al ochiului rămâne într-o stare

constantă de contracţie. În mod normal, această contracţie tensionează cristalinul pentru a permite ochiului să se acomodeze la vederea de aproape. Însă după o stare de contracţie continuă, muşchiul ciliar nu se poate relaxa atunci când se privesc brusc obiecte la distanţă. Acest lucru face ca vederea să fie înceţoşată când se încearcă a se privi obiecte aflate la distanţă.

Deşi se pot folosi picături care relaxează muşchiul, poate surveni însă o dilatare excesivă a pupilei, ca un efect secundar nedorit. Dilatarea poate pune probleme deoarece ea poate permite intrarea în ochi a unei cantităţi mărite de raze ultraviolete, ce pot afecta ochiul.

Reflexul de acomodare este o acţiune a ochiului, ca răspuns la focalizarea pe un obiect apropiat şi apoi, mutarea privirii pe un obiect îndepărtat. Această acţiune cuprinde schimbări coordonate ale vergenţei, cristalinului şi dimensiunilor pupilei. Un obiect apropiat (de exemplu, ecranul calculatorului) apare mare în câmpul vizual, iar ochiul primeşte lumină din unghiuri largi. Cînd se mută focalizarea de la distanţă la aproape, ochiul converge. Muşchiul ciliar se contractă făcând cristalinul mai convex şi scurtând lungimea focală. Pupila se contractă şi ea, pentru a preveni razele de lumină divergente să atingă periferia retinei şi să nu rezulte o imagine înceţoşată.

Amplitudinea acomodării reprezintă abilitatea ochiului de a se focaliza clar pe obiecte aflate aproape.Aria de focalizare la un copil este de aproximativ 5 – 7,5cm. Pentru un tânăr este de 10 – 15cm. Pentru un adult de 45 de ani este de aproximativ 50cm, iar pentru un om în vârstă de 80 de ani este de 1,5m. Amplitudinea medie a acomodării, în dioptrii, pentru un pacient cu o vârstă dată, poate fi estimată cu ajutorul formulei lui Hofstetter:

*.31518 − vârsta pacientului în ani.

Cicloplegia este paralizia muşchiului ciliar al ochiului, care rezultă într-o pierdere a acomodării. Muşchiul ciliar are inervaţie para-simpatică şi controlează forma cristalinului.

Medicamentele pentru cicloplegie sunt receptori de blocare, în general: atropină, ciclopentolat, homatropină, scopolamină, tropicamidă. Ele sunt indicate la refracţiile cicloplegice şi tratamentul uveitei. Multe dintre medicamentele cicloplegice sunt şi agenţi midriatici (dilată pupila) şi se folosesc în timpul examinării oftalmoscopice, pentru a vedea mai bine retina.

Acomodarea relativă negativă a fost propusă de prof. Joseph Kearney de la Universitatea Oxford în 1967. Ea măsoară abilitatea maximă de relaxare a acomodării păstrând, în acelaşi timp, o vedere binoculară clară. Această măsurare se obţine în timpul examinării oculare, folosind un foropter. După ce se stabileşte corecţia la distanţă a unui pacient, acesta este rugat să privească un panou pe care sunt scrise litere mici de acuitate 1, de la o distanţă de 40 cm de ochi. Examinatorul adaugă corecţie din +0,25 în +0,25 dpt. până când pacientul spune că imaginea a devenit înceţoşată. Valoare totală a lentilelor adăugate reprezintă „acomodarea relativă negativă”. După fiecare adăugare a unei lentile este necesar a se aştepta înainte de a fi ăntrebat pacientul, pentru a permite realizarea acomodării.

Acomodarea relativă pozitivă măsoară abilitatea maximă de a stimula acomodarea păstrând, în acelaşi timp, o vedere binoculară clară. Această măsurare se obţine tot în timpul examinării oculare, cu ajutorul foropterului. După ce se stabileşte corecţia la distanţă a pacientului, acesta este rugat să privească un panou pe care sunt scrise litere mici de acuitate 1, de la o distanţă de 40 cm de ochi. Examinatorul adaugă corecţie din +0,25 în -0,25 dpt. până când pacientul spune că imagineaa a devenit înceţoşată. Valoarea totală a lentilelor adăugate reprezintă „acomodarea relativă pozitivă”.

Esotropia este o formă de strabism în care unul dintre ochi sau amândoi se îndreaptă spre nas. De cele mai multe ori, din eroare esotropia este cunoscută şi ca „ochi leneşi”, însă acest termen se referă la ambiopie, de fapt. Cei care au esotropie au „ochii încrucişaţi” şi suferă deseori de diplopie. Esotropia clasică, comună, se întâlneşte la aprox. 1% sau 2% din populaţie.

Opţiunile de tratament includ ochelari cu lentile prismatice, exerciţii ale ochilor şi chirurgia muşchilor oculari. Exerciţiile oculare sunt folositoare pentru esotropia recurentă, însă nu mai sunt la fel de bune în cazul esotropiei refractare, deoarece divergenţa spontană este greu de mărit.

Esotropia acomodativă este întâlnită la pacienţii cu hipermetropie. Hipermetropul, în încercarea de a-şi „acomoda” sau focaliza ochii, converge ochii (convergenţa fiind asociată cu activarea reflexului acomodativ). Această esotropie este tratată cu ajutorul ochelarilor hipermetropici, care reduc convergenţa acomodativă şi poate fi tratată şi cu lentile de contact.

La esotropie, de cele mai multe ori pacientul favorizează unul dintre ochi. Aceasta rezultă în esotropie stângă sau dreaptă, numele referindu-se la ochiul care se întoarce spre nas. În acest caz, aproape întotdeauna ochiul care se întoarce dezvoltă într-un anumit grad ambliopie. La fel de des, pacientul alternează între cei doi ochi, astfel încât la un moment dat ochiul drept este fix şi stângul este cel care se întoarce, iar în momentul următor, ochiul stâng este cel fix si dreptul se întoarce. Această esotropie se numeşte esotropie alternativă. În asemenea condiţii, nici unul dintre ochi nu dezvoltă ambliopie, ambii ochi fiind capabili de vedere 20/20. Este rar cazul în care ambii ochi privesc înspre interior în acelaşi timp, fiindcă astfel pacientul nu va vedea nimic.

Aspecte legate de interacţiunea acuităţii vizuale cu alte procese ale vederii

(convergenţă, vedere binoculară) După cum a fost menţionat, realizarea convergenţei ochilor conduce la o modificare

reflexă a puterii acestora (reflexul acomodare-convergenţă). În cazul în care trecerea de la vederea monoculară la vederea binoculară conduce la modificarea vergenţei, este posibil ca să fie necesară rafinarea corecţiei ametropiei determinată pentru testarea monoculară. Această situaţie poate apărea la vederea departe dar mai ales, la testarea vederii aproape.

În cazul vederii departe pentru un ochi cu exoforie, spre exemplu, la testarea binoculară se va obţine o scădere a corecţiei faţă de testare monoculară deoarece, atunci când priveşte cu ambii ochi pacientul va face efort de compensare a exoforiei (rotaţia ochiului spre nas) pentru a obţine fuziunea imaginilor, ceea ce va induce o creştere a puterii cristalinului. Aceasta va conduce la o corecţie necesară pentru vederea binoculară mai redusă decât cea determinată monocular pentru fiecare ochi în parte. În practică, sunt posibile 2 abordări: - măsurarea deviaţiei oculare şi stabilirea acomodării indusă de convergenţă utilizând grafice

standard acomodare-convergenţă; metoda are dezavantajul că pot apărea erori datorită abaterii graficului acomodare-convergenţă pentru pacientul testat faţă de graficul standard (determinarea graficului acomodare-convergenţă pentru fiecare pacient este laborioasă).

- stabilirea corecţiei monoculare pentru fiecare ochi şi modificarea corecţiei în paşi mici, în timp ce pacientul priveşte cu ambii ochi, până când există senzaţia de vedere fără tensiune oculară. Pentru a uşura acest proces de rafinare a fost adaptat testul roşu-verde pentru varianta binoculară. Testul conţine două perechi de cercuri concentrice negre, una pe fond verde şi una pe fond roşu, polarizate în plan vertical şi încă două perechi de cercuri concentrice negre, una pe fond verde şi una pe fond roşu, polarizate în plan orizontal. În faşa unuia dintre ochi există un filtru polarizat orizontal (acest ochi va observa al doilea set de perechi de cercuri), iar în faţa celuilalt ochi, un alt filtru polarizat vertical (acest ochi va observa primul set de perechi de cercuri). Pentru fiecare ochi în parte se modifică corecţia până când cercurile observate pe fond roşu sunt la fel de nete cu cele de pe fond verde.

O altă problemă ce apare curent la vederea binoculară este diferenţa imaginilor pe retină.

Stabilirea corecţiilor monocular şi apoi, rafinate binocular, va asigura că imaginile obiectului observat prin sistemele optice formate din ochi plus lentila aeriană de corecţie vor fi formate pe retină. Deoarece corecţia prin lentila aeriană se realizează cu un sistem optic aflat la distanţă de sistemul optic al ochiului, aducerea planului imagine pe suprafaţa retinei pentru a se obţine o imagine percepută clar nu implică şi o mărime a imaginii pe retină identică cu mărimea imaginii

pentru un ochi emetrop. Obţinerea aceleiaşi mărimi a imaginii pe retină pentru ochiul corectat ca şi pentru ochiul emetrop se poate obţine doar dacă sistemul optic de corecţie e în aceeaşi poziţie cu sistemul optic al ochiului, deci corecţie prin implant. O îmbunătăţire a acestei situaţii este corecţia prin lentile de contact, deoarece lentila de corecţie se apropie în acest fel de sistemul optic al ochiului. Eroarea de mărime este cu atât mai mare cu cât corecţia optică este mai mare. În practică, vor apărea probleme de percepţie atunci când există diferenţe mari între corecţiile celor doi ochi. În cazul cel mai grav este posibilă ambliopizarea (neutralizarea) unuia din ochi de către sistemul nervos. O soluţie în cazul diferenţelor mari de corecţie între cei doi ochi este utilizarea lentilelor de contact sau reducerea uneia dintre corecţii (subcorectare).

Pentru identificarea diferenţelor mari de percepţie a imaginilor (anizeiconie) se pot folosi teste speciale. Spre exemplu, este des întânit un test la care imaginea observată de pacient este sub forma unui pătrat negru pe fond alb, având colţurile iluminate cu lumină polarizată vertical şi segmentele centrale ale laturilor iluminate cu lumină polarizată orizontal. În centrul pătratului este un cerc plin iluminat cu lumină nepolarizată. În faţa unuia din ochii pacientului este plasat un filtru polarizat vertical (acest ochi va vedea doar colţurile pătratului şi centrul), iar în faţa celuilalt ochi este plasat un filtru polarizat orizontal (acest ochi va vedea doar segmentele centrale ale laturilor pătratului şi centrul). Deoarece centrul este observat de ambii ochi, va fi stimulată fuziunea imaginilor şi va fi stimulată compensarea deviaţiilor oculare. Pacientul va privi cu ambii ochi şi va spune dacă pătratul imaginar format de colţuri este identic cu pătratul imaginar format de segmentele centrale. În cazul unor forii necompensate dar fără anizeiconie, cele două pătrate vor avea aceeaşi dimensiune, dar vor fi deplasate. În cazul anizeiconiei, cele două pătrate imaginare apar cu dimensiuni diferite. Acest lucru impune reducerea corecţiei unuia din ochi până se obţine egalitatea dimensiunilor pătratelor imaginare.

O variantă a acestui test este utilizarea a trei rânduri de litere, unul iluminat cu lumină polarizată vertical, altul cu lumină polarizată orizontal şi cel de-al treilea, plasat între celelalte două, iluminat cu lumină nepolarizată. Pacientul, ce poartă polarizori similari cazului anterior, trebuie să vadă trei rânduri de litere. Dacă există forii necompensate, va vedea patru rânduri de litere. Dacă există anizeiconie, va vedea rândul central neclar.

STEREOPSIA/VEDEREA STEREOSCOPICĂ

Stereopsia este procesul din percepţia vizuală, care conduce la percepţia adâncimii stereoscopice. Adâncimea stereoscopică este senzaţia de profunzime (adâncime) care apare la unirea celor două proiecţii uşor diferite ale unei imagini pe cele două retine. Diferenţa dintre cele două imagini ale ochilor, care este rezultat al separării orizontale a ochilor, este cunoscută ca „diferenţă binoculară” sau „diferenţă retinală”. Faptul că această diferenţă binoculară este interpretată de către creier ca adâncime, a fost pentru prima oară descoperită de Charles Wheatstone, un om de ştiinţă britanic, care a şi descris-o într-o lucrare publicată în 1838: „mintea percepe un obiect tridimensional cu ajutorul a două imagini diferite proiectate pe cele două retine...” Pentru a-şi demonstra ideea, Wheatstone a inventat un aparat simplu pe care l-a botezat „stereoscop”. Folosind noul aparat inventat, Wheatstone a putut să arate că un sens real al adâncimii poate apărea din două imagini complet plate, ce reprezintă două proiecţii diferite ale aceleiaşi scene.

Istoria stereopsiei Stereopsia a fost descrisă pentru prima oară de Charles Wheatstone în 1838. El a

recunoscut că, deoarece fiecare ochi vede lumea din poziţii orizontale uşor diferite, fiecare imagine a ochiului diferă una de celalaltă. Obiecte aflate la distanţe diferite de ochi proiecteză imagini în cei doi ochi care diferă în poziţie orizontală, dând astfel profunzimea diferenţei orizontale, cunoscută şi ca „diferenţă retinală” sau „diferenţă binoculară”. Wheatstone a arătat că aceasta este o adâncime reală, creând iluzia de adâncime de la două imagine plate care erau diferite numai ca diferenţă horizontală. Pentru a arăta imaginile sale separat în fiecare ochi, Wheatstone a creat stereoscopul.

Leonardo da Vinci a realizat, de asemenea, că obiecte aflate la distanţe diferite de ochi proiectează imagini care diferă în poziţia orizontală în cei doi ochi. Dar el a concluzionat doar că acest lucru face imposibil pentru un pictor să picteze un tablou realist care să arate profunzimea scenei, dintr-un singur plan. Leonardo a ales ca obiect apropiat o coloană cu o secţiune circulară şi ca obiect îndepărtat, un perete neted. Dacă ar fi ales orice alt obiect apropiat, ar fi descoperit diferenţa orizontală. Coloana sa a fost una dintre puţinele obiecte care proiectează imagini identice în cei doi ochi.

Stereopsia a devenit cunoscută încă din timpuri victoriene, odată cu inventarea stereoscopului prismatic de către David Brewster. Acesta, în combinaţie cu tehnica fotografierii, a dus la producerea a sute de mii de stereograme.

Până prin 1960, cercetările din domeniul stereopsiei au fost dedicate explorării limitelor acesteia şi relaţiei sale cu unitatea vederii. Printre cercetători putem enumera: Peter Ludvig Panum, Ewald Hering, Adelbert Ames jr., Kenneth N.Ogle.

Tot în 1960, Bela Julesz a inventat sterogramele cu puncte aleatorii. Faţă de stereogramele anterioare, în care fiecare jumătate de imagine conţinea obiecte recognoscibile, fiecare jumătate de imagine a primei stereograme cu puncte aleatorii conţine o matrice pătrată cu aproximativ 10.000 de puncte mici, fiecare punct având 50% probabilitate de a fi alb sau negru. Nici un obiect uşor de recunoscut nu poate fi văzut în vreuna din cele două jumătăţi de imagine. Cele două jumătăţi ale unei stereograme cu puncte aleatorii sunt identice, cu excepţia uneia care are o arie pătrată de puncte deplasată orizontal cu unul sau două puncte ca diametru, dând astfel diferenţa orizontală. Spatiul rămas liber prin deplasare este umplut cu noi puncte aleatorii, ascunzând astfel pătratul deplasat. Cu toate acestea, când cele două imagini sunt privite cu fiecare ochi în parte, aria pătrată este aproape imediat vizibilă, fiind mai apropiată sau mai îndepărtată decât fundalul. Julesz a numit pătratul în mod straniu stimul ciclopean, după Ciclopul mitic, care avea doar un ochi. Şi asta deoarece, este ca şi când am avea un ochi de ciclop înăuntrul creierului, care poate vedea stimuli ciclopeeni ascunşi ochilor noştri reali.

Stereogramele cu puncte aleatorii au subliniat o problemă a stereopsiei, şi anume problema corespondenţei. Orice punct dintr+o jumătate de imagine poate fi împerecheată cu mai multe puncte de aceeaşi culoare din cealaltă jumătate de imagine. Sistemul nostru vizual a rezolvat problema corespondenţei, prin faptul că vedem adâncimea urmărită în locul unei imagini ceţoase.

Tot în 1960, Horace Barlow, Colin Blakemore şi Jack Pettigrew au descoperit neuroni în coretxul vizual al pisicii, neuroni care aveau câmpurile receptoare în poziţii orizontale diferite în cei doi ochi. Acest lucru a fost baza neurală a stereopsiei. Descoperirea celor trei a fost iniţial contestată de David Hubel şi Torsten Wiesel, însă apoi au descoperit şi ei neuroni similari în cortexul vizual al maimuţei.

În anii ’90, Cristopher Tyler a inventat autostereogramele, stereograme cu puncte aleatorii care pot fi văzute fără stereoscop. Această descoperire a dus la popularele fotografii „Ochiul magic”.

Bazele geometrice ale stereopsiei Stereopsia este procesată în cortexul vizual, în celulele binoculare, având câmpuri

receptoare în poziţii orizontale diferite în cei doi ochi. O asemenea celulă este activă numai atunci când stimulul ei preferat se află în poziţie corectă în ochiul stâng şi în poziţie corectă în ochiul drept, făcând-o detector de diferenţă.

Când o persoană priveşte fix un obiect, cei doi ochi converg astfel încât obiectul apare în centrul retinei în ambii ochi. Celelalte obiecte din jurul obiectului principal apar deplasate faţă de obiectul principal.

Deoarece fiecare ochi este într-o altă poziţie orizontală, fiecare are o perspectivă uşor diferită asupra unei scene, oferind imagini retinale diferite. În mod normal, nu se observă două imagini, ci mai degrabă o singură imagine a scenei respective, fenomen cunoscut sub denumirea de “unitate a vederii”.

Dacă cele două imagini sunt foarte diferite (de ex. două imagini prezentate printr-un stereoscop), atunci fiecare imagine se va vedea pe rând, fenomen numit “rivalitate binoculară”.

Imaginea stereo a calculatorului Imaginea stereo a calculatorului este folosită uneori la roboţii mobili pentru a detecta

obstacolele. Două camere video diferite preiau imagini ale aceleiaşi scene, dar sunt separate de o anumită distanţă, exact ca şi ochii umani. Un calculator compară imaginile, mutând cele două imagini una peste cealaltă, pentru a găsi părţile care se potrivesc. Partea mutată se numeşte

diferenţă (deosebire). Diferenţa care se potriveşte cel mai bine la diversele obiecte din imagine este folosită de calculator pentru a calcula distanţa.

La om, ochii îşi schimbă unghiul în funcţie de distanţa până la obiectul observat. Pentru un calculator însă, asta reprezintă o complexitate în plus la culaculele sale geometrice (geometrie epipolară). De fapt, cazul geometric cel mai simplu este atunci când planurile imaginilor de la camere sunt în acelaşi plan. Imaginile pot fi convertite alternativ prin reproiecţie – transformare lineară, pentru a fi în acelaşi plan de imagine. Aceasta se cheamă “rectificare a imaginii”.

Problema corespondenţei Dacă avem două sau mai multe imagini ale aceleiaşi scene tridimensionale, privite din

puncte diferite de vedere, problema corespondenţei este aceea de a găsi un set de puncte într-o imagine, ce pot fi identificate ca fiind aceleaşi puncte în cealaltă imagine. În mod normal, un om poate rezolva această problemă rapid şi uşor, chiar dacă imaginile conţin şi un fond sonor. La vederea computerizată, problema corespondenţei este studiată pentru cazul în care un calculator ar trebui să o rezolve automat numai cu imaginile iniţiale. Odată rezolvată această problemă, rezultând într-un set de puncte care sunt în corespondenţă, pot fi aplicate ulterior alte metode acestui set pentru a reconstrui poziţia punctelor corespondente în cadrul scenei.

Problema corespondenţei apare de obicei când se folosesc două imagini ale aceleiaşi scene – problema stereo-corespondenţei. Acest concept poate fi generalizat la problema corespondenţei 3D sau, în general, problema corespondenţei N-dimensionale. În cazul general, imaginile pot veni fie de la N camere video diferite care prezintă aceeaşi scenă (mai mult sau mai puţin), fie de la o singură cameră video care se mişcă faţă de scenă. O problemă mult mai dificilă survine atunci când obiectele din scenă sunt în mişcare faţă de camera video.

O aplicaţie tipică a problemei corespondenţei este aceea a mozaicării imaginii, când două sau mai multe imagini ce au doar o mică suprapunere trebuie să fie prinse într-o imagine mai mare. În acest caz, este necesară identificarea unui set de puncte corespondente în cadrul unor imagini-pereche pentru a previziona transformarea unei imagini şi a putea fi astfel prinsă de cealaltă imagine.

Orbirea stereoscopică Orbirea stereoscopică reprezintă incapacitatea de a vedea imagini tridimensionale

folosind vederea stereo, ceea ce rezultă în inabilitatea de a percepe adâncimea stereoscopică. Persoanele care au doar un ochi, au întotdeauna această problemă; problema apare şi în

cazul în care cei doi ochi nu funcţionează corect împreună. Se crede ca pictorul olandez Rembrandt a avut această problemă, ceea ce l-ar fi ajutat la

aplatizarea imaginilor pe care le vedea şi producerea de lucrări bidimensionale. Percepţia spaţiului (adâncimii) Aceasta este abilitatea vizuală de a percepe lumea ]nconjurătoare în trei dimensiuni.

Percepţia adâncimii permite măsurarea corectă a distanţei faţă de un obiect. În terminologia modernă, stereopsia este, de fapt, percepţia adâncimii cu ajutorul vederii binoculare prin exploatarea paralaxei. Percepţia spaţiului, înainte de toate, se bazează pe vederea binoculară, însă foloseşte şi multe alte semne monoculare, ce formează percepţia finală. Există semne monoculare, care sunt importante unei persoane cu un singur ochi sănătos, precum şi semne mult mai complexe deduse, care necesită ca ambii ochi să poată percepe imagini stereo.

Percepţia spaţială combină mai multe tipuri de semne, grupate în două mari categorii: semne monoculare (valabile de la percepţiile unui singur ochi) şi semne binoculare (care necesită imagini de la ambii ochi); mai există şi un al treilea fel de semne – semne deduse, ce sunt o integrare a celor două amintite.

Semnele monoculare Paralaxa mişcării – când o persoană se mişcă, mişcarea aparentă relativă a câtorva

obiecte staţionare din fundal furnizează indicii despre distanţa lor relativă. Acest efect poate fi văzut clar atunci când conducem o maşină şi trecem în viteză pe lângă diverse lucruri, în timp ce obiectele îndepărtate ne apar ca fiind staţionare. Anumite animale care nu au vedere binoculară datorită plasării depărtate a ochilor, folosesc paralaxa mult mai explicit decât oamenii în semnalizarea adâncimii spaţiale (ex. anumite tipuri de păsări şi veveriţele).

Adâncimea mişcării – o anumită formă a adâncimii de la mişcare, şi anume percepţia adâncimii kinetice, este determinată de schimbarea dinamică a mărimii obiectelor. Deoarece obiectele aflate în mişcare devin mai mici, ele apar ca şi când s-ar îndepărta; obiectele aflate în mişcare ce par a se mări, dau senzaţia că se apropie. Aceasta este o formă a percepţiei adâncimii kinetice. Utilizând această percepţie, creierul poate calcula timpul necesar pentru a parcurge distanţa până la obiect, la o anumită viteză dată. Când conducem o maşină, judecăm constant schimbarea dinamică prin percepţia adâncimii kinetice.

Vederea colorată – interpretarea corectă a culorii şi, în special a semnelor luminoase, permit determinarea formei obiectelor şi astfel, aranjarea lor în spaţiu. Culoarea obiectelor aflate la distanţă este mutată către sfârşitul spectrului (albastru). Anumiţi pictori, cum este Cezanne, utilizează pigmenţi „calzi” (roşu, galben şi portocaliu) pentru a aduce obiectele mai în faţă către privitor, dar şi pigmenţi „reci” (albastru, violet şi albastru-verzui) pentru a indica acea parte a unei forme care se îndepărtează de planul picturii.

Perspectiva – proprietatea unor linii paralele care converg către infinit ne permit să reconstruim distanţa relativă dintre două părţi ale unui obiect.

Mărimea relativă – un automobil aflat în apropiere pare a fi mai mare decât unul aflat în depărtare. Astfel, sistemul nostru vizual cercetează mărimea relativă a unor obiecte familiare pentru a putea judeca distanţa până la ele.

Ceaţa la distanţă – datorită dispersării luminii în atmosferă, obiectele aflate la mare distanţă par înceţoşate. În pictură, aceasta se numeşte „perspectivă atmosferică”. Prim-planul este bine definit, iar fundalul este relativ estompat (umbrit).

Adâncimea la focalizare – cristalinul ochiului îşi poate schimba forma pentru a putea aduce în centru obiecte aflate la diverse distanţe. Cunoscând la ce distanţă se focalizează cristalinul atunci când vede un obiect, înseamnă că ştii distanţa aproximativă până la acel obiect.

Vederea periferică – la periferia câmpului vizual, liniile paralele devin curbe. Acest efect (care este, de obicei, eliminat din artă şi fotografii prin tăierea şi înrămarea unei imagini) sporeşte senzaţia privitorului de a se afla într-un spaţiu real, tridimensional.

Înclinarea texturii imaginii – dacă ne-am afla pe un drum pietruit, pietrişul de lângă noi poate fi văzut foarte clar din punct de vedere al formei, mărimii şi culorii. Însă pe măsură ce vederea se mută către un drum mai îndepărtat, textura nu mai poate fi diferenţiată clar.

Semnele binoculare şi oculomotoare Stereopsia sau diferenţa retinală – animalele care au ochii plasaţi frontal pot folosi

informaţiile derivate de la proiecţiile diferite ale obiectelor pe fiecare retină pentru a evalua adâncimea. Prin utilizarea a două imagini ale aceleiaşi scene obţinute din unghiuri uşor diferite, este posibilă triangulaţia distanţei până la obiect cu un grad

înalt de acurateţe. Dacă un obiect este foarte îndepărtat, diferenţa acestei imagini pe ambele retine va fi foarte mică. Dacă însă obiectul este foarte aproape, diferenţa va fi mare. Stereopsia este cea care ne înşeală, făcându-ne să credem că percepem adâncimea atunci când privim un „ochi magic”, autostereograme, filme tridimensionale şi fotografii stereoscopice.

Acomodarea – aceasta este un semn oculomotor al adâncimii. Când ne focalizăm asupra unor obiecte aflate la depărtare, muşchiul ciliari încordează cristalinul ochiului, făcându-l mai subţire. Senzaţia kinestetică dată de contractarea şi relaxarea muşchilor ciliari este trimisă către cortexul vizual, unde este folosită pentru a interpreta distanţa/adâncimea.

Convergenţa – aceasta este tot un semn oculomotor al percepţiei distanţei/adâncimii. Prin stereopsie, cei doi ochi se focalizează pe acelaşi obiect şi astfel ei converg. Convergenţa va încorda muşchii extraoculari. Senzaţiile kinestetice de la aceşti muşchi ajută tot la percepţia distanţei/adâncimii. Unghiul de convergenţă este mai mare atunci când ochiul se fixează pe obiecte mai îndepărtate.

Dintre toate aceste semne, numai convergenţa, focalizarea şi mărimea furnizează informaţii despre distanţa absolută. Toate celelalte semne prezentate mai sus sunt relative ( ele pot fi folosite pentru a preciza care obiecte sunt mai apropiate faţă de altele).

Semnele deduse Ar fi mult prea simplificat tot procesul dacă am ignora procesele mentale atunci când o

persoană priveşte cu ambii ochi. Deoarece există stereopsia binoculară, aceasta permite creierului să deducă şi să perceapă o anumită adâncime suplimentară sub forma unei construcţii mentale. Închizând un ochi, această construcţie stereo se întrerupe. Lucrări recente referitoare la îmbunătăţirea expunerii digitale a imaginilor stereoscopice au dus la revitalizarea domeniului. Cei care lucrează în domeniu au identificat mai multe procese de interpolare, ignorate până atunci sau considerate irelevante. Literatura recentă a abordat relaţia dintre aria de vedere stereo şi periferie. Analize recente au demonstrat că obiecte aflate în afara unghiului de acoperire vizuală sunt, de fapt, integrate de mintea omenească într-o construcţie stereo printr-un proces de interferenţă. Sau pe scurt, „toate obiectele aflate în centrul câmpului vizual al unui ochi sunt o parte importantă dintr-o construcţie stereo”. Poziţia fizică a acestor obiecte este notată, iar ele sunt văzute cu acurateţe în procesul mental de vizualizare stereo, deşi sunt privite cu un singur ochi.

Percepţia spaţiului în artă Fotografiile care capturează perspectiva sunt imagini bidimensionale, care ilustrază

deseori iluzia adâncimii. Stereoscoapele, filmele tridimensionale folosesc vederea binoculară, prin forţarea privitorului de a vedea două imagini din poziţii uşor diferite. Lentilele telefotografice, folosite în transmisiunile sportive au însă efect opus. Privitorul vede mărimea şi detaliile scenei ca şi când ar fi suficient de aproape pentru a atinge, dar perspectiva camerei video este derivată de la poziţia ei reală cu 100 m, ceea ce face ca obiectele şi feţele din fundal să aibă aproape aceeaşi mărime cu cele din prim-plan.

Artiştii instruiţi sunt conştienţi de existenţa diverselor metode prin care pot indica adâncimea spaţială şi se folosesc de acestea pentru a da impresia că lucrările lor sunt „reale”. Privitorul are astfel senzaţia că poate să apuce nasul unui portret de Rembrandt sau un măr dintr-o natură moartă de-a lui Cezanne, ori chiar să pătrundă într-un peisaj şi să se plimbe printre copaci şi pietre.

Cubismul s-a bazat pe ideea încorporării mai multor puncte de vedere în imaginea pictată, pentru a stimula experienţa vizuală de a te afla fizic în prezenţa subiectului respectiv şi a-l vedea

din diverse unghiuri. Experimentele radical-cubiste ale lui Braque şi Picasso din 1909 sunt interesante în termeni vizuali dar mai mult bizare decât convingătoare. Mai târziu, picturi ca Turnul Eiffel al lui Robert Delaunay sau peisajul urban al Manhattan-ului al lui John Marin, au împrumutat unghiularitatea explozivă a cubismului pentru a exagera iluzia spaţiului tridimensional. La un secol după aventura cubistă, verdictul istoriei artei este acela că utilizarea cea mai subtilă şi de succes a mai multor puncte de vedere se regăseşte în lucrările finale ale lui Cezanne, lucrări care au anticipat dar au şi inspirat primii artişti cubişti. Peisajele lui Cezanne şi naturile moarte sugerează cu mare forţă propria percepţie a adâncimii a artistului. În acelaşi timp, ca şi alti post-impresionişti, Cezanne a învăţat de la japonezi importanţa respectării spaţiului bidimensional a picturii înseşi. Hokusai şi Hiroshige au ignorat şi chiar au inversat perspectiva lineară, amintind astfel privitorului că o pictură poate fi „reală” numai atunci când admite realitatea propriei sale suprafeţe plate. În opoziţie, „academia” europeană de pictură s-a dedicat unei „mari minciuni”, conform căreia suprafaţa pânzei este doar o poartă fermecată către o scenă „reală” care se dezvăluie dincolo de tablou, iar sarcina principală a unui artist trebuie să fie distragerea privitorului de la orice prezenţă a pânzei pictate. Cubismul şi marea majoritate a artei moderne sunt o permanentă luptă de rezistenţă a paradoxului de a sugera adâncimea spaţială pe o suprafaţă plată şi a explora contradicţia existentă prin noi modalităţi de vizionare, precum şi noi metode de desen şi pictură.

Dereglări ce afectează percepţia adâncimii Probleme oculare precum ambliopia, hipoplazia nervului optic şi strabismul pot reduce

percepţia adâncimii (spaţiului). Şi, bineînţeles, deoarece percepţia adâncimii necesită ca ambii ochi să fie sănătoşi, o persoană care are numai un ochi funcţional nu are această percepţie.

STEREOSCOPIA Stereoscopia sau imaginea tridimensională este tehnica capabilă de a înregistra informaţia

vizuală tridimensională sau de a creea iluzia adâncimii într-o imagine. Iluzia adâncimii într-o fotografie, un film sau o altă imagine bidimensională este creată prin prezentarea unei imagini uşor modificate fiecărui ochi. Multe dintre dispozitivele 3D folosesc această metodă pentru a transmite imagini. Un asemenea dispozitiv a fost inventat de către Sir Charles Wheatstone în 1838.

Stereoscopia este utilizată în fotogrametrie şi, de asemenea, în industria de divertisment, prin producerea de stereograme. Fotografiile moderne industriale 3D folosesc scannere 3D pentru a detecta şi înregistra informaţii 3D. Informaţia referitoare la adâncimea tridimensională poate fi reconstruită din două imagini utilizând un calculator şi făcând corespondenţa pixelilor din imaginea stângă cu imaginea dreaptă.

Fotografia stereoscopică tradiţională constă în creearea unei iluzii 3D pornind de la o pereche de imagini bidimensionale. Cel mai simplu mod de a creea percepţia adâncimii în creier este de a furniza ochilor două imagini diferite, reprezentând două perspective ale aceluiaşi obiect, dar cu o uşoară diferenţă, similară faptului că ambii ochi primesc informaţia în mod natural prin vederea binoculară.

Caracteristici De obicei, nu este nevoie de o procesare adiţională a imaginii sau foarte puţină. În

anumite circumstanţe, cum ar fi o pereche de imagini prezentate unor ochi cu divergenţă sau cu probleme de privire încrucişată, nu este nevoie de vreun echipament optic special.

Avantajul principal este acela că luminozitatea nu este diminuată, astfel încât imaginile pot fi prezentate la rezoluţii foarte mari şi cu tot spectrul de culori. Astfel se elimină total dublarea imaginii asociată unei proiecţii polarizate sau situaţia în care se folosesc filtre colorate.

Cardurile stereografice şi stereoscopul Se imprimă una lângă cealaltă două imagini separate. Când imaginile se privesc fără un

observator stereoscopic, utilizatorul trebuie să îşi încrucişeze sau să devieze ochii, astfel încât cele două imagini să apară ca şi când ar fi trei. Apoi, pe măsură ce fiecare ochi vede o imagine diferită, se obţine efectul de adâncime în centrul celor trei imagini.

Stereoscopul oferă mai multe avantaje, şi anume: - utilizând lentile pozitive (de mărire), punctul de focalizare a imaginii se schimbă de la

distanţă mică (aproximativ 30-40 cm) la o distanţă virtuală la infinit. Aceasta permite ca

focalizarea ochilor să fie în concordanţă cu liniile paralele ale vederii, reducând mult solicitarea ochilor.

- imaginea de pe card este mărită, oferind un câmp mai larg de vedere precum şi capacitatea de a examina detaliile fotografiei.

- observatorul furnizează o divizare între imagini, evitând astfel o potenţială distragere a atenţiei utilizatorului.

Cardurile stereografice sunt frecvent folosite în tratarea multor probleme ale vederii binoculare şi probleme de acomodare. Vederea convergentă încrucişată, cu noii ochelari „mască” Prin schimbarea imaginii drepte cu cea stângă, se poate obţine un efect 3D color fără ochelari, însă cu ceva efort. Recent, ochelarii ieftini au devenit accesibili, pentru a ajuta privitorul în vederea convergentă încrucişată. Un efect neobişnuit al acestor ochelari este acela de a lărgi câmpul de vedere pentru a include o parte a zonei periferice, care nu este vizibilă ambilor ochi. Se produce astfel un efect de învăluire, fără dublarea imaginii, iar perspectiva spaţiului este mult adâncită. Aceşti ochelari nou-apăruţi au lentile acrilice, rame de plastic şi cuprind un set de elemente ajustabile, care face să se vadă doar o imagine per ochi. Acest lucru permite utilizarea la maxim a lăţimii ecranului. Mai multe site-uri non-comerciale au demonstraţii cu imagini 3D extinse, în culori şi cu sunet. Ele pot fi vizionate cu ochelari sau fără, prin acoperirea fiecărui ochi, pe rând. Tehnica este uşor de aplicat şi mişcării video. Vederea încrucişată fără ajutorul ochelarilor Este o metodă populară de a prezenta imagini pe calculator, însă pentru mulţi privitori metoda produce o mare solicitare a ochilor şi nu este suficient de comodă pentru vederea extinsă. Un alt dezavantaj ar fi acela că, după o vizionare prelungită, ochii se pot obişnui cu o „convergenţă strânsă”, deoarece necesită a avea capacitatea de a direcţiona ochii ca şi cînd ar vedea un obiect foarte aproape. Acest unghi foarte strâns poate duce la dublarea vederii pe moment. Fără a folosi un echipament adecvat de vedere, mărimea imaginii stereoscopice vizibile este mult limitată de spaţiul unui singur ochi şi incapacitatea ochilor de a diverge fără a provoca durere. Cel mai mare avantaj al vederii încrucişate este acela că imaginile pot avea dimensiuni aproape duble faţă de aria iniţială şi nu sunt necesari nici un fel de ochelari pentru cei cu abilităţi de vedere. Dispozitive transparente de vedere În anii ’40 a fost introdusă o variantă modificată şi miniaturizată a stereoscopului, numită „View Master”. Acest dispozitiv constă în nişte perechi de imagini stereo imprimate pe un film transparent, care sunt montate pe marginea unui disc de carton, imaginile fiecărei perechi fiind diametral opuse. Pentru a mişca discul se foloseşte un mâner şi se poate astfel vedea fiecare pereche de imagini în parte. Se pot viziona în acest mod o serie de şapte imagini, odată inserate în aparat. Aceste dispozitive erau disponibile în multe forme, atât neluminate, cât şi auto-luminate şi se mai pot găsi şi în prezent. O altă dezvoltare importantă, spre finalul anilor ’40, a reprezentat-o introducerea camerei “Stereo Realist”. Utilizând film color, acest echipament a făcut accesibilă maselor fotografia stereo şi a avut astfel o mare popularitate. Şi în zilele noastre se mai pot găsi şi utiliza asemenea dispozitive. Avantajul pe care îl oferă dispozitivele transparente de vedere este acela că pot avea un câmp de vedere mai larg, iar imaginile (fiind luminate din spate) pot fi plasate mult mai aproape de lentile. De notat că la observatoarele simple, imaginile sunt limitate ca mărime deoarece

trebuie să fie adiacente şi astfel, câmpul de vedere este limitat de distanţa dintre fiecare lentilă şi imaginea ei corespondentă.

Dispozitive montate pe cap Utilizatorul poartă, în mod normal, o cască sau nişte ochelari cu două mici afişaje, care au lentile de mărire, căte una pentru fiecare ochi. Tehnologia poate fi folosită pentru a expune filme stereo, imagini sau jocuri, dar şi pentru a crea un afişaj virtual. Dispozitivele montate pe cap pot fi, de asemenea, cuplate cu alte dispozitive de urmărire, permiţând utilizatorului să se uite „de jur împrejurul” lumii virtuale doar prin mişcarea capului şi eliminând necesitatea unui alt aparat de comandă separat. Este însă nevoie de o mare cantitate de imagini de procesat pentru a face acest lucru suficient de repede astfel încât să nu provoace senzaţie de greaţă utilizatorului. Dacă se folosesc şase axe de poziţionare, atunci purtătorul se poate mişca fără limitări. Datorită dezvoltării foarte rapide a graficii computerizate şi continuei miniaturizări ale aparatelor video şi a altor echipamente, astfel de dispozitive încep să devină disponibile la un cost mai redus.

Dispozitivele montate pe cap pot fi folosite şi pentru a vedea imagini „prin”, creând ceea ce se numeşte „realitate mărită”. Acest lucru se poate realiza reflectând imaginile video prin nişte oglinzi parţial reflectoare. Lumea reală este văzută prin suprafaţa reflectoare a oglinzilor. Sisteme experimentale au fost făcute pentru jocurile video. Un astfel de sistem va avea aplicaţie largă în menţinerea unor sisteme complexe deoarece îi oferă tehnicianului o vedere reală de tipul razelor X, prin combinarea graficii computerizate cu vederea naturală a tehnicianului.

Vederea stereoscopică lărgită se aşteaptă să aibă aplicaţii practice şi în domeniul chirurgiei, deoarece permite combinarea datelor radiografice cu vederea chirurgului. Ochelarii tridimensionali

1. Ochelari cu cristale lichide – sunt acei ochelari care conţin cristale lichide ce permit trecerea luminii în sincronizare cu imaginile de pe un monitor al unui computer.

2. Ochelari polarizaţi linear – pentru a putea prezenta o imagine stereoscopică în mişcare, se proiectează două imagini suprapuse pe acelaşi ecran prin nişte filtre ortogonale polarizate. Este indicat să se folosească un ecran argintiu pentru a se păstra polarizarea. Proiectoarele primesc datele necesare de la un calculator. Privitorul poartă nişte ochelari care conţin, de asemenea, o pereche de filtre ortogonale polarizate. Fiecare filtru permite să treacă lumina care este polarizată similar şi blochează lumina ortogonală polarizată şi astfel, fiecare ochi vede doar una dintre imagini. Ochelarii polarizaţi linear solicită privitorului să îşi menţină poziţia capului ridicată, deoarece înclinarea filtrelor de vedere va face ca imaginile de la canalele stâng şi drept să se schimbe pe canalul opus. În plus, nefiind vorba de o anumită traiectorie a capului, imaginile stereoscopice pot fi văzute de mai multe persoane în acelaşi timp.

3. Ochelari polarizaţi circular – pentru a putea prezenta o imagine stereoscopică în mişcare, se proiectează două imagini suprapuse pe acelaşi ecran prin nişte filtre circulare polarizate aflate în poziţii opuse. Privitorul poartă nişte ochelari care conţin o pereche de filtre analizoare (polarizate circular) aflate în poziţii opuse. Lumina din stânga care este polarizată circular este stinsă de către analizorul din dreapta, în timp ce lumina din dreapta polarizată circular este stinsă de către analizorul din stânga. Rezultatul este acleaşi cu cel obţinut de la un observator stereoscopic ce foloseşte ochelari polarizaţi linear, cu o singură excepţie: privitorul îşi poate înclina capul, păstrându-şi separaţia dreapta-stânga.

4. Anagliful cu două culori – imaginile anaglifice au cunoscut o dezvoltare mare în ultimul timp datorită prezentării lor pe internet. Tradiţional, acestea erau de fapt de format mare alb-negru, însă camerele digitale actuale au furnizat imagini color destul de bune direct pe internet. Domeniul este în creştere datorită disponibilităţii ochelarilor din hârtie speciali cu filtre roşu-cyan îmbunătăţite şi chiar a ochelarilor cu rame de plastic. Imaginile ştiinţifice, unde este necesară şi utilă percepţia adâncimii, includ prezentarea unui set de date complexe multidimensionale şi a unor imagini stereografice (de pe suprafaţa planetei Marte, de exemplu), iar datorită lansării recente a DVD-urilor tridimensionale, au început să se folosească din ce în ce mai mult în industria de divertisment. Imaginile anaglifice sunt mai uşor de vazut decât alte imagini paralele sau stereograme încrucişate, deşi ultimele oferă o redare a culorilor foarte luminoasă şi exactă, ceea ce nu se poate obţine nici chiar cu un bun anaglif color.

5. Ochelari anaglifici compensatori – cu ochelari simpli, imaginea văzută prin filtrul roşu poate fi înceţoşată atunci când se priveşte un monitor de aproape sau imagini imprimate, deoarece focalizarea retinei diferă de imaginea filtrată prin filtrul cyan, filtrul dominant al focalizării ochilor. Ochelarii modelaţi în plastic de o calitate mai bună utilizează o dioptrie diferenţială compensatoare pentru a egaliza focalizarea prin filtrul roşu faţă de cel cyan. Vederea directă pe monitor a fost îmbunătăţită recent prin furnizarea unei a doua perechi de lentile ataşateînăuntrul filtrelor primare roşu-cyan al unor ochelari anaglifici de mare rezoluţie. Aceştia se folosesc atunci când este necesară o rezoluţie înaltă (ştiinţă, aplicaţii animate în studio).

6. Ochelarii şi metoda adâncimii cromatice – procedura adâncimii cromatice se bazează pe faptul că culorile pot fi separate prin diverse grade cu ajutorul unei prisme. Ochelarii de vedere care folosesc această metodă conţin foiţe speciale de vedere, ce constau în prisme de dimensiuni microscopice. Aceasta duce la translatarea imaginii cu o anumită cantitate, care depinde de culoarea ei. Dacă se foloseşte o foiţă prismatică la unul dintre ochi, dar nu şi la celălalt ochi, cele două imagini sunt mai mult sau mai puţin separate, în funcţie de culoare. Creierul este cel care produce impresia de spaţiu de la această diferenţă. Avantajul acestei tehnologii constă, înainte de toate, în faptul că se poate privi o imagine cu adâncime cromatică şi fără ochelari (însă bidimensional). Cu toate acestea, culorile sunt limitate fiindcă ele conţin informaţia despre adâncime a imaginii respective. Dacă se schimbă culoarea unui obiect, atunci se va schimba şi distanţa sa observabilă.

7. Metoda anaglifului color compatibil anacromului – o variaţie recentă a tehnicii anaglifice este “metoda anacromă”. Această abordare reprezintă, de fapt, o încercare de a furniza imagini care arată normal fără ochelari ca şi imagini bidimensionale, pentru a fi compatibile de a fi puse pe website-uri sau în reviste. Efectul 3D este mult mai subtil, deoarece imaginile sunt filmate având o bază stereo mai îngustă (distanţa dintre lentilele camerei). Este nevoie de mult effort pentru ajustarea celor două imagini, care sunt stratificate, una peste cealaltă. Numai câţiva pixeli de imagine neînregistrată dau percepţia de adâncime. Gama de culori este de trei ori mai mare în metoda anacromă, datorită trecerii deliberate a unei mici cantităţi de informaţie roşie prin filtrul cyan.

Alte metode de prezentare 1. Autostereogramele – recent au fost create autostereograme cu puncte aleatorii, folosind

calculatorul pentru a ascunde diverse imagini într-un câmp de zgomot aparent aleatoriu, astfel încât, până va putea fi văzut cu ochi divergenţi, subiectul imaginii va rămâne un mister. Un exemplu popular este seria “Ochiul Magic”, o colecţie de stereograme bazate pe modele denaturate, colorate şi interesante, în locul zgomotului aleatoriu.

2. Efectul Pulfrich – este o consecinţă a faptului că, la un nivel redus de luminozitate,

răspunsul vizual ochi-creier este încetinit. Aplicarea unui filtru de reducere a luminii la unul din ochi va face ca obiectele aflate în mişcare transversală să apară mai în faţă decât porţiunile statice din imagine. Efectul final, folosind o compoziţie scenică adecvată, este iluzia adâncimii.

3. Tipărituri biconvexe – imprimarea biconvexă este tehnica prin care se plasează un şir de lentile, cu o textură apropiată de cea a catifelei, peste o tipăritură special făcută şi aşezată, în aşa fel încât diverse unghiuri de vizualizare vor releva porţiuni diferite de imagine fiecărui ochi, producând astfel iluzia tridimensională. Metoda este destul de ieftină şi se foloseşte uneori la etichete, coperte, etc. Este tehnica clasică folosită pentru cardurile 3D.

4. Afişaje cu şiruri de filtre – monitorul LCD este acoperit cu un şir de prisme care deviază lumina de la coloanele de pixeli pare şi impare către ochiul stâng, respectiv ochiul drept. Această tehnologie a început să fie folosită la monitoarele calculatoarelor şi chiar laptop-uri din anul 2004. O altă tehnică constă în acoperirea LCD-ului cu două straturi, primul fiind mai aproape cu câţiva milimetri de LCD decât cel de-al doilea. Cele două straturi sunt transparente şi au benzi negre de aproximativ 1 mm lăţime fiecare. Un strat are benzile 10° spre stânga, celalaltă bandă 10° spre dreapta. Acest lucru permite vederea pixelilor în funcţie de poziţia privitorului.

5. Stereoscopia „mişcătoare” – această metodă, probabil cea mai simplă tehnică de vizualizare a stereogramelor, constă pur şi simplu în alternarea imaginilor unei stereograme între ochiul stâng şi cel drept. Într-un browser de căutare, aceasta se poate obţine foarte uşor cu o imagine animată de tip .gif, .flash sau un program realizat în java. Marea majoritate a oamenilor pot obţine din asemenea imagini un sens al dimensionalităţii neprelucrat, brut datorită rezistenţei vederii şi a paralaxei. Dacă se inchide un ochi şi se mişcă capul dintr-o parte în alta, se poate înţelege de ce funcţionează această tehnică. Obiectele aflate mai aproape par a se mişca mai mult decât cele aflate mai departe. Acelaşi efect poate fi observat, de asemenea, şi de către un pasager aflat într-un vehicul în mişcare, atunci când dealurile mai îndepărtate sau clădirile înalte apar ca într-un relief tridimensional; aceeaşi vedere însă nu poate fi observată de către un privitor static, deoarece distanţa este dincolo de raza efectivă de vedere binoculară. Avantajele metodei vederii „în mişcare” includ:

- nu este nevoie de ochelari speciali sau un hardware specific; - marea majoritate a oamenilor pot percepe efectul mult mai repede decât tehnicile de

vedere paralelă sau ochi-încrucişaţi; - este singura metodă de vizualizare stereoscopică pentru oameni, cu vedere limitată într-

un singur ochi, sau chiar deloc. Dezavantajele metodei sunt:

- nu furnizează o reală percepţie a adâncimii stereoscopică binoculară; - nu este adecvată pentru imprimare, este limitată la afişaje care se pot “mişca” între cele

două imagini; - dificil de apreciat detaliile în imagini care sunt constant “în mişcare”.

Marea majoritate a imaginilor mişcate utilizează doar două imagini, ceea ce duce la o imagine intermitentă supărătoare. O imagine mai fină, mai aproape de una în mişcare în care camera video este mişcată în faţă şi în spate, se poate compune folosind mai multe secvenţe intermediare şi o păstrare mai lungă a imaginii la final, pentru a permite examinarea detaliilor. Deşi metoda “în mişcare” este un mod foarte bun de a pre-viziona imagini stereoscopice, nu poate fi totuşi considerată ca fiind un format real stereoscopic tridimensional. Un individ care priveşte o imagine în mişcare nu experimentează, de fapt, o vedere stereoscopică, ci vede tot o imagine bidimensională plată care se mişcă. Pentru a experimenta percepţia adâncimii binoculară, aşa cum este posibilă cu ajutorul formatelor stereoscopice reale, fiecare ochi ar trebui să privească o imagine diferită în acelaşi timp. Efectul “mişcător” este similar cu o plimbare într-un anumit cadru dat, timp în care se clipeşte dintr-un ochi. Capturarea imaginilor Prin anii ’50, fotografia stereoscopică şi-a recâştigat popularitatea atunci când câţiva producători au început să introducă camerele stereoscopice marelui public. Noile camere erau dezvoltate să folosească film de 135, câştigându-şi popularitatea după terminarea celui de-al doilea război mondial. Camerele convenţionale foloseau film de 35mm. Camera „Stereo Realist” a fost cea mai cunoscută, iar formatul de poză de 35mm a devenit standard, după care a fost create şi alte camere. Camerele stereoscopice erau vândute cu vizualizatori speciali care permiteau vizionarea unor asemenea imagini; erau similare cu bobinele „View Master”, dar ofereau o imagine mai vastă. Cu aceste camere, publicul îşi putea crea foarte uşor propriile imagini stereoscopice. Anii ’80 au cunoscut o uşoară revenire a fotografiilor stereoscopice atunci când s-au introdus camerele automate. Aceste camere aveau partea optică foarte slabă, iar carcasa era din plastic, aşa că nu au avut parte de popularitatea camerelor stereo din anii ’50. Începutul secolului XXI a marcat începerea erei fotografiei digitale. Au fost introduse lentilele stereo, care puteau schimba o cameră foto obişnuită într-una stereo, folosind două lentile speciale pentru a captura două imagini şi a le direcţiona printr-o singură lentilă, expunându-le apoi una lângă cealaltă pe film.

http://artsci.shu.edu/biology/Student%20Pages/Kyle%20Keenan/eye/labelingmovieoptic

nrve.html http://webeye.ophth.uiowa.edu/eyeforum/tutorials/Bhola-BinocularVision.htm