Сквозной и нацеленный режимы зрения.

В мертвых оптических устройствах, вроде фото- и кинокамер, для формирования статического изображения с наилучшим качеством - разумеется, требуется наилучшая фокусировка. Большой опыт работы с такого рода устройствами породил предрассудок о том, что и глаза людей работают по тому же принципу: сравнение глаза с фотоаппаратом вошло во все учебники. Однако, мы видим не глазами, а с помощью глаз. Неотъемлемая часть процесса видения заключается в обработке той картины, которая имеется на сетчатке. Пусть глаз фокусирует свет от далекого точечного объекта в точку на сетчатке; тогда свет от все более близких объектов будет фокусироваться все дальше за сетчаткой, так что их изображения будут круглыми пятнышками все большего радиуса. Визуальная настройка на далекие или близкие объекты может, в принципе, осуществляться на стадии обработки - при достаточных быстродействии и мощности зрительного процессора потребность в резкой фокусировке изображений отпадает.

О зрительном процессоре мы говорим потому, что визуальные образы формируются не на сетчатке, а в нашем сознании, т.е. они формируются программными средствами. Визуальный образ может очень сильно отличаться от изображения на сетчатке, если это обусловлено действующим алгоритмом обработки. Процессор, работающий по алгоритму "Формировать точечный визуальный образ из пятнышка-изображения такого-то радиуса", создаст адекватный образ точечного объекта. Из всех таких, даже перекрывающихся, пятнышек-изображений будет сформирована резкая визуальная картинка.

В реальности дело обстоит сложнее, поскольку на сетчатке имеются изображения с различными радиусами - от точечных объектов, находящихся на различных расстояниях. В статическом нагромождении этих изображений очень сложно, если вообще возможно, распознать изображения какого-то одного радиуса. Задача этого распознавания решается при помощи искусственно вносимой динамики - микросдвигами картины на сетчатке из-за микроповоротов глазного яблока прямыми мышцами. Хотя картина на сетчатке сдвигается при этом как целое, разница для изображений различных радиусов обнаруживается, если отслеживать их сдвиги в относительном исчислении - в пересчете на радиус изображения. Информация о том, куда и насколько должна сдвинуться картина на сетчатке из-за работы прямых мышц, постоянно поступает в зрительный процессор. На основе этой информации делаются предвычисления: на сколько своих радиусов должны сдвинуться те или иные изображения, а затем наблюдаются реально происходящие сдвиги. Таким образом удается разделять картинки, которые сдвигаются на различные числа радиусов тех изображений, из которых они составлены.

Описанный способ разделения картинок позволяет избирательно формировать резкие визуальные образы либо далеких, либо близких объектов, т.е. осуществлять аккомодацию чисто программными средствами - акцентируя восприятие картинки, составленной из изображений того или иного радиуса.

Быстродействие и мощность зрительного процессора достаточны для одновременного анализа картинок сразу во всем рабочем диапазоне обрабатываемых радиусов изображений. Так, при беглом осматривании местности рассеянным взглядом, производится обработка изображений всех объектов, попадающих в поле зрения по всей его глубине. Параллельно осуществляется идентификация, соответственно, огромного числа формируемых образов - как правило, бессознательно, поскольку обычное состояние сознания не справляется с этим колоссальным потоком информации. При таком, сквозном, режиме зрения внимание рассредоточено - пока какой-либо предмет в поле зрения не привлечет к себе внимание, и включится нацеленный режим зрения, для рассматривания предмета. В этом режиме резкая визуальная картинка в сознании создается только из изображений выбранного радиуса - для чего, в принципе, достаточно той динамики картины на сетчатке, которая обеспечивается прямыми мышцами. Но у людей - для реализации нацеленного режима - ключевая роль отведена дополнительным, косым мышцам.

Циклическими усилиями косых мышц варьируется ориентация хрусталика относительно оптической оси глаза, в результате чего изображения совершают круговые перемещения по сетчатке. Радиус этих круговых перемещений может перестраиваться - изменением амплитуды усилий косых мышц. Поправки на эти круговые перемещения изображений не поступают в зрительный процессор; визуальные же образы формируются прямым считыванием статической составляющей картины на сетчатке, с игнорированием ее динамической составляющей. Каждое изображение с радиусом, равным радиусу круговых перемещений, вращается вокруг одной из точек своего периметра - эти точки и образуют резкую статическую составляющую. Чем больше расхождение между радиусом круговых перемещений и радиусом изображений, тем менее резкой является статическая составляющая. Таким образом, при нацеленном режиме зрения резкие визуальные образы либо далеких, либо близких объектов формируются при подходящем выборе амплитуды усилий косых мышц.

По сравнению со сквозным режимом зрения, нацеленный режим является более "медленным", он предназначен для тщательного разглядывания незнакомых предметов. Для нацеленного режима зрения приспособлена не вся площадь сетчатки, а лишь т.н. центральная ямка, чем и определяется центральное поле наиболее острого зрения. Особая роль центральной ямки обусловлена следующим. При вариациях ориентации хрусталика, производимых косыми мышцами, микроперемещения изображения на сетчатке, даваемые каждой из этих мышц по отдельности, одинаковы по величине - при одинаковых усилиях мышц - лишь в околоцентральной области сетчатки. Чем периферичнее область сетчатки, тем больше искажается картина круговых перемещений, становясь все более астигматичной. Поэтому периферические области сетчатки и не приспособлены для острого зрения. Вмешательства в этот естественный порядок вещей чреваты неприятностями. Известно, например, что зрение ухудшается при попытках увидеть одинаково резко всю площадку, изображение которой больше, чем центральная ямка. Упорные же попытки увидеть резко объект, изображение которого находится за пределами центральной ямки - т.е. попытки резко видеть боковым зрением - приводят к стойкому астигматизму глаз.

В норме косые мышцы обеспечивают довольно большой диапазон перестройки радиуса круговых перемещений - от некоторого максимального радиуса, требуемого для острого зрения вблизи, до практически нулевого радиуса. Этот "нулевой" режим используется для работы на пределе углового разрешения с далекими точечными объектами, каковыми являются, например, звезды. При успокоении косых мышц, статическая картина звездного неба напрямую считывается зрительным процессором. Впрочем, глаза не бывают абсолютно неподвижными, так что изображения звезд, соответственно, "плавают" по сетчатке. Свет от слабых звездочек при этом то попадает в светочувствительные клеточки, то нет - чем и обусловлено знаменитое "мерцание" звезд.