Campo visivo: cos’è, estensione del mondo osservabile

Il campo visivo ( FoV ) è l’estensione del mondo osservabile che si vede in un dato momento. Nel caso di strumenti ottici o sensori è un angolo solido attraverso il quale un rivelatore è sensibile alla radiazione elettromagnetica .

FOV entrambi gli occhi

Campo visivo verticale

L’angolo di campo può essere misurato orizzontalmente, verticalmente o diagonalmente.

Un panorama a 360 gradi della Via Lattea al Very Large Telescope . Nell’immagine, la Via Lattea appare come un arco di stelle che si estende da un orizzonte all’altro con due flussi di stelle che sembrano precipitare come cascate.

 

Umani e animali

Nel contesto della visione umana e dei primati, il termine “campo visivo” è usato solo nel senso di una restrizione a ciò che è visibile da un apparato esterno, come quando si indossano occhiali o occhiali per la realtà virtuale . Si noti che i movimenti oculari sono consentiti nella definizione ma non modificano il campo visivo se compresi in questo modo.

Se si attinge all’analogia della retina dell’occhio che funziona come un sensore, il concetto corrispondente nella visione umana (e in gran parte della visione animale) è il campo visivo È definito come “il numero di gradi dell’angolo visivo durante la fissazione stabile degli occhi”. Si noti che i movimenti oculari sono esclusi dalla definizione del campo visivo. Gli esseri umani hanno un arco orizzontale del loro campo visivo rivolto in avanti di poco più di 210 gradi (cioè senza movimenti oculari), (con i movimenti oculari inclusi è leggermente più grande, come puoi provare tu stesso muovendo un dito sul lato), mentre alcuni uccelli hanno un campo visivo completo o quasi completo a 360 gradi.La gamma verticale del campo visivo negli esseri umani è di circa 150 gradi.

La gamma di abilità visive non è uniforme in tutto il campo visivo, e di conseguenza il FoV, e varia tra le specie . Ad esempio, la visione binoculare , che è la base della stereopsi ed è importante per la percezione della profondità , copre 114 gradi (orizzontalmente) del campo visivo nell’uomo; i restanti 40 gradi periferici su ciascun lato non hanno visione binoculare (perché solo un occhio può vedere quelle parti del campo visivo). Alcuni uccelli hanno una scarsa visione binoculare da 10 a 20 gradi.

Allo stesso modo, la visione dei colori e la capacità di percepire forma e movimento variano nel campo visivo; negli esseri umani la visione dei colori e la percezione della forma sono concentrate al centro del campo visivo, mentre la percezione del movimento è solo leggermente ridotta alla periferia e quindi ha un relativo vantaggio lì. La base fisiologica di ciò è la concentrazione molto più elevata di cellule coniche sensibili al colore e di cellule gangliari retiniche parvocellulari sensibili al colore nella fovea – la regione centrale della retina, insieme a una rappresentazione più ampia nella corteccia visiva – rispetto alla più alta concentrazione di bastoncelli insensibili al colore e sensibili al movimento cellule gangliari retiniche magnocellulari nella periferia visiva e una rappresentazione corticale più piccola. Poiché i bastoncelli richiedono molta meno luce per essere attivati, il risultato di questa distribuzione è inoltre che la visione periferica è molto più sensibile di notte rispetto alla visione foveale (la sensibilità è massima a circa 20 gradi di eccentricità).

Conversioni

Molti strumenti ottici, in particolare binocoli o cannocchiali, sono pubblicizzati con il loro campo visivo specificato in due modi: campo visivo angolare e campo visivo lineare. Il campo visivo angolare è tipicamente specificato in gradi, mentre il campo visivo lineare è un rapporto di lunghezze. Ad esempio, un binocolo con un campo visivo (angolare) di 5,8 gradi potrebbe essere pubblicizzato come avente un campo visivo (lineare) di 102 mm per metro. Finché il FOV è inferiore a circa 10 gradi circa, le seguenti formule di approssimazione consentono di convertire tra campo visivo lineare e angolare. Permettere{\displaystyle A}essere il campo visivo angolare in gradi. Permettere{\displaystyle M}essere il campo visivo lineare in millimetri per metro. Quindi, usando l’ approssimazione del piccolo angolo :

{\ Displaystyle A \ circa {360 ^ {\ circ} \ oltre 2 \ pi} \ cdot {M \ oltre 1000} \ circa 0,0573 \ volte M}
{\ Displaystyle M \ circa {2 \ pi \ cdot 1000 \ oltre 360 ​​^ {\ circ}} \ cdot A \ circa 17,45 \ volte A}

Visione artificiale

Nella visione artificiale la lunghezza focale dell’obiettivo e le dimensioni del sensore di immagine stabiliscono la relazione fissa tra il campo visivo e la distanza di lavoro. Il campo visivo è l’area dell’ispezione catturata dall’imager della telecamera. Le dimensioni del campo visivo e le dimensioni dell’imager della telecamera influiscono direttamente sulla risoluzione dell’immagine (un fattore determinante per la precisione). La distanza di lavoro è la distanza tra la parte posteriore dell’obiettivo e l’oggetto target.

Tomografia

Nella tomografia computerizzata ( TC addominale nella foto), il campo visivo (FOV) moltiplicato per l’ intervallo di scansione crea un volume di voxel .

Nella tomografia , il campo visivo è l’area di ciascun tomogramma. Ad esempio , nella tomografia computerizzata , è possibile creare un volume di voxel da tali tomogrammi unendo più sezioni lungo l’intervallo di scansione.

Telerilevamento

Nel telerilevamento , l’ angolo solido attraverso il quale un elemento rivelatore (un sensore di pixel) è sensibile alla radiazione elettromagnetica in qualsiasi momento, è chiamato campo visivo istantaneo o IFOV. Una misura della risoluzione spaziale di un sistema di imaging di telerilevamento, è spesso espressa come dimensioni dell’area del suolo visibile, per un’altitudine nota del sensore . L’IFOV a pixel singolo è strettamente correlato al concetto di dimensione dei pixel risolti , distanza risolta dal suolo , distanza del campione dal suolo e funzione di trasferimento della modulazione .

Astronomia

In astronomia , il campo visivo è solitamente espresso come un’area angolare vista dallo strumento, in gradi quadrati , o per strumenti a maggior ingrandimento, in minuti d’arco quadrati . Per riferimento, il Wide Field Channel sulla Advanced Camera for Surveys sul telescopio spaziale Hubble ha un campo visivo di 10 minuti d’arco quadrati e il canale ad alta risoluzione dello stesso strumento ha un campo visivo di 0,15 sq. minuti. I telescopi per survey terrestri hanno campi visivi molto più ampi. Le lastre fotografiche utilizzate dal telescopio Schmidt del Regno Unito avevano un campo visivo di 30 gradi quadrati. Il Pan-STARRS da 1,8 m (71 pollici) .telescopio, con la fotocamera digitale più avanzata fino ad oggi ha un campo visivo di 7 gradi quadrati. Nel vicino infrarosso WFCAM su UKIRT ha un campo visivo di 0,2 gradi quadrati e il telescopio VISTA ha un campo visivo di 0,6 gradi quadrati. Fino a poco tempo fa le fotocamere digitali potevano coprire solo un piccolo campo visivo rispetto alle lastre fotografiche , sebbene superino le lastre fotografiche in termini di efficienza quantica , linearità e gamma dinamica, oltre ad essere molto più facili da elaborare.

Fotografia

In fotografia, il campo visivo è quella parte del mondo che è visibile attraverso la fotocamera in una particolare posizione e orientamento nello spazio; gli oggetti al di fuori del FOV quando viene scattata la foto non vengono registrati nella fotografia. È più spesso espresso come la dimensione angolare del cono di vista, come un angolo di vista . Per un obiettivo normale, il campo visivo diagonale (o orizzontale o verticale) può essere calcolato come:

{\displaystyle \mathrm {FOV} =2\times \arctan \left({\frac {\text{dimensione sensore}}{2f}}\right)}

dove{\displaystyle f}è la lunghezza focale , qui la dimensione del sensore e{\displaystyle f}sono nella stessa unità di lunghezza, FOV è in radianti.

Microscopia

Diametro del campo visivo in microscopia

In microscopia, il campo visivo ad alta potenza (di solito un ingrandimento di 400 volte se citato in articoli scientifici) è chiamato campo ad alta potenza e viene utilizzato come punto di riferimento per vari schemi di classificazione.

Per un obiettivo con ingrandimento{\displaystyle m}, il FOV è correlato al numero di campo (FN) di

{\displaystyle \mathrm {FOV} ={\frac {\mathrm {FN} }{m}},}

se nel sistema sono utilizzate altre lenti di ingrandimento (oltre all’obiettivo), il totale{\displaystyle m}per la proiezione viene utilizzato.

Videogiochi

Il campo visivo nei videogiochi si riferisce al campo visivo della telecamera che guarda il mondo di gioco, che dipende dal metodo di ridimensionamento utilizzato.


https://en.wikipedia.org/wiki/Field_of_view

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