Auf dem Titelbild ist ein vierblättriges Kleeblatt zu sehen. Können Sie es finden?

Im Bild unten ist ein dreidimensionales vierblättriges Kleeblatt versteckt. Kannst du es sehen?

Das im Bild versteckte dreidimensionale Muster

Weitere ähnliche Bilder gibt es hier. Versuchen Sie doch herauszufinden, welche dreidimensionalen Muster sich in den Bildern verbergen. (Bitte teilen Sie die Muster, die Sie sehen, gerne im Kommentarbereich mit~)

Dies ist das 3D-Stereogramm, das einst der letzte Schrei war. Manche Menschen erkennen das Geheimnis auf den ersten Blick, während andere es nicht herausfinden können, egal wie genau sie hinschauen (ja, das bin ich). Um das Prinzip dahinter zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, wie unsere Augen dreidimensionale Objekte sehen.

01 Wie sieht der Mensch dreidimensionale Objekte?

Stereoskopisches Sehen ist eine fortgeschrittene Fähigkeit unserer Augen, Dinge zu sehen. Die Schatten von Objekten fallen auf die Netzhaut unseres linken und rechten Auges, genau wie zwei kleine Freunde, die dem Gehirn jeweils getrennt Bericht erstatten. Sobald das Gehirn sie integriert, können wir die dreidimensionale Welt fühlen. Da die beiden Augen durch eine gewisse Distanz voneinander getrennt sind, kommt es beim Betrachten desselben Objekts zu einem leichten Unterschied in den Bildern auf den beiden Netzhäuten. Dies wird als Parallaxe bezeichnet. Aufgrund dieses Unterschieds können wir die Entfernung von Dingen erkennen und ein Gefühl für die Dreidimensionalität entwickeln.

Binokulare Disparitätskarte

Bildquelle: Referenz [1]

Ärzte verwenden normalerweise ein Instrument namens Synoptophor, um unsere drei Sehfähigkeiten zu überprüfen: Simultansehen, Fusionssehen und stereoskopisches Sehen. Mithilfe dieses Instruments können Ärzte feststellen, ob ein Problem mit unserer Sehfunktion vorliegt.

Synopter Bildquelle: Fotografiert vom Autor

Um die Qualität unseres stereoskopischen Sehens zu testen, gibt es im Synoptophor speziell gestaltete Bilder. Das Testergebnis wird als stereoskopische Sehschärfe bezeichnet. Die stereoskopische Schärfe ist der kleinste Tiefenunterschied, den wir wahrnehmen können. Die von beiden Augen wahrgenommenen Bilder sind nahezu gleich groß, was die Grundlage für normales Sehen bildet.

Quelle des Synoptophor-Testbildes: vom Autor aufgenommen

02 Wie erzielen dreidimensionale Gemälde eine dreidimensionale Wirkung?

Dreidimensionale stereoskopische Gemälde beherrschen das Parallaxenprinzip und simulieren dreidimensionale visuelle Effekte durch zweidimensionale Bilder. Es wird normalerweise mithilfe eines Computers erstellt und erzeugt eine Reihe wiederholter Muster in horizontaler Richtung, die auf den ersten Blick bedeutungslos erscheinen. In den 1990er Jahren verbreiteten sich dreidimensionale stereoskopische Bilder mit der Entwicklung der Computergrafik und der Neurowissenschaften rasant. Wenn wir dreidimensionale stereoskopische Bilder betrachten, müssen wir die Beobachtungslinien des linken und rechten Auges gleichzeitig anpassen und die Position des Konvergenzpunkts der beiden Sichtlinien entsprechend anpassen. Erst wenn der Konvergenzpunkt an die entsprechende Position gebracht wird, können wir den verborgenen dreidimensionalen Effekt entdecken.

Magic Eye, ein in den 90er Jahren beliebtes 3D-Magazin

Bildquelle: Xiaohongshu-Benutzer

Aufgrund der Parallaxe kann das Gehirn die räumliche Dreidimensionalität des Bildes wahrnehmen. Die dreidimensionalen Bilder im Bild scheinen manchmal aus dem Bild herauszuspringen und sich vor den Augen abzuheben, und manchmal scheinen sie tief im Bild verborgen zu sein, was dem Bild ein Gefühl von Raum und Tiefe verleiht und einen mehrstufigen, mehrdimensionalen visuellen Effekt erzeugt.

Schematische Darstellung des dreidimensionalen Bildes, das vor dem Bildschirm hervorsteht

Schematische Darstellung eines dreidimensionalen Bildes, das tief im Bild verborgen ist

Bildquelle: Zhihu

03 Warum können manche Leute den 3D-Effekt nicht sehen?

Um ein Objekt dreidimensional zu sehen, muss die Sehkraft beider Augen ausgewogen sein und die gesehenen Bilder müssen ungefähr gleich sein. Nur so kann das Gehirn die von beiden Augen gesehenen Bilder integrieren und dem Menschen Tiefe wahrnehmen. Wenn das binokulare Sehen unausgewogen ist, beispielsweise ein Auge verschwommen sieht oder die von beiden Augen wahrgenommenen Objekte unterschiedlich groß sind, hat das Gehirn Schwierigkeiten, die Bilder zu verschmelzen und der Eindruck der Dreidimensionalität geht verloren.

Es gibt viele Gründe für ungleichmäßiges Sehen, einer der häufigsten ist die Anisometropie, was bedeutet, dass die Sehstärke der beiden Augen zu unterschiedlich ist. Anisometropie führt nicht nur zu einer Ermüdung der Augen, sondern kann in schweren Fällen auch zu Doppelbildern oder sogar zum „Streik“ eines Auges führen. In diesem Fall wird die Entwicklung der stereoskopischen Wahrnehmung beider Augen stark beeinträchtigt. Amblyopie hingegen wird durch ein Problem in dem Bereich des Gehirns verursacht, der visuelle Informationen verarbeitet. Auch wenn das Auge selbst in Ordnung sein kann, funktioniert die Sehkraft dennoch nicht normal. Patienten mit Amblyopie leiden nicht nur unter verschwommenem Sehen, sondern auch unter einer verringerten Auflösungsfähigkeit. Die Zusammenarbeit beider Augen ist schwierig und von dreidimensionaler Wahrnehmung kann naturgemäß keine Rede sein. Jeder Mensch hat eine andere Toleranz gegenüber binokularen Sehunterschieden, daher ist auch der stereoskopische Effekt von Person zu Person unterschiedlich: Manche sehen klar, andere verschwommen.

Bildquelle: Photo Network

Manchmal sehen verschiedene Personen unterschiedliche Bilder desselben dreidimensionalen Gemäldes. Jeder von uns hat unterschiedliche Augenprobleme. Manche von uns sind kurzsichtig, manche weitsichtig und manche haben einen Astigmatismus. Diese Unterschiede beeinträchtigen nicht nur die Klarheit unseres Sehens, sondern wirken sich auch auf die stereoskopische Wahrnehmung und die Farbwahrnehmung aus. Darüber hinaus haben wir alle ein unterschiedliches Farbbewusstsein, sodass unsere Farbwahrnehmung beim Betrachten desselben Gemäldes unterschiedlich sein kann. Farbe selbst hat eine Art magischen „Zauber“ – sie kann uns helfen, die Entfernung von Objekten einzuschätzen. Im Allgemeinen erscheinen uns warme Farben (wie Rot, Orange) näher, während kalte Farben (wie Blau, Grün) weiter entfernt erscheinen. Darüber hinaus altern unsere Augen mit zunehmendem Alter allmählich, die Entwicklung des dreidimensionalen Sinnes wird immer langsamer und die Sehschärfe wird deutlich schlechter als zuvor.

Autor:

Zheng Xiaohong, Doktorand in Biologie und Medizin, Master of Optometrie, Chef-Augenarzt am Optometriezentrum des angeschlossenen Hals-Nasen-Ohren-Krankenhauses der Universität Fudan;

Zheng Ke, stellvertretender Direktor der Bildungsabteilung des angeschlossenen Augen-, Ohren-, Nasen- und Halskrankenhauses der Universität Fudan, stellvertretender Chefarzt

Planung & Bearbeitung: Regen

Bildquelle: Die dreidimensionalen Gemälde in diesem Artikel stammen aus der App [Sight がみるみる上がる3D Vision Reply アプリ]