תפיסת עומק

תפיסת עומק או ראיית עומק, היא היכולת לראות את הנפח התלת-ממדי של עצמים, את הפריסה שלהם במרחב ואת המיקום שלהם ביחס לצופה ולעצמים אחרים.

היא מתאפשרת בעקבות מנגנון העיבוד של מערכת הראייה במוח, אשר יכול להפוך את התמונה הדו-ממדית המתקבלת על הרשתית לתמונה תלת-ממדית.

מיומנות זו של המוח מאפשרת לו גם למצוא את ממד העומק בתצלומים ובאיורים.

מידע מתוך מערכת הראייה

אחד מתפקידיה המשמעותיים ביותר של הראייה היא מיפוי מערך העצמים בעולם התלת-ממדי.

מערכת הראייה מתבססת על המידע הדו ממדי המתקבל מהרשתית כדי לגבש את התפיסה התלת ממדית של העולם. דבר זה מתאפשר משום שניתן לקבוע מרחק על ידי השוואה בין שתי קרני אור היוצאות מאותה הנקודה ונקלטות בשני אזורים שונים. מערכת הראייה האנושית מסוגלת לעשות זאת במספר דרכים: תנועת השרירים לצורך מיקוד, סטריאואופסיס, היסט ועוד.

פגיעה במנגנונים הפיזיולוגיים והעצביים הקשורים למערכת הראייה יכולה להוביל לפגיעה בתפיסת העומק.

תנועת השרירים לצורך התמקדות

עצמים שנמצאים מחוץ לאזור הממוקד נראים מטושטשים, על כן מידת הטשטוש מהווה רמז עומק. בצילום ובאופטיקה אפקט זה מכונה עומק שדה. ככל שחפץ מסוים קרוב יותר אל הצופה, כך עיניו מתאמצות יותר כדי להתמקד בו. מיקוד הראייה בעצם רחוק מאוד (מעל שלושה מטרים) לא דורש כמעט מאמץ כזה.

ישנן שתי דרכים בהן מערכת הראיה יכולה להתמקד בעצם מסוים:

• שינוי העדשה - האישונים האנושיים הם בעלי גודל מינימלי של כ- 2 מ"מ. דבר המאפשר את כניסתן של מספר קרני אור לגלגל העין. כדי לקלוט את התמונה של הסביבה באופן חד וברור, על העדשה למקד את קרני האור באופן מדויק על הרשתית.
• תנועות עיניים - המאמץ השרירי לקרב את האישונים של העיניים זה לזה.

סטריאואופסיס (Stereopsis)

סטריאוסקופ הוא מתקן המורכב משתי עדשות צפייה, מולן מוצב הדימוי הסטריאוסקופי, כך שכל עין רואה דימוי אחד מבין השניים שצלמה המצלמה. כאשר המראות הסטריאוגראפיים נצפים דרך הסטריאוסקופ, המוח האנושי מאחד את שני הדימויים לאחד, והן נראות כתמונות תלת-ממדיות בעלות עומק אשלייתי.

העיניים האנושיות ממוקמות במרחק של כ- 6 ס"מ אחת מהשנייה. דבר זה מאפשר לאדם להתרשם מהפער בין מיקומם של עצמים כפי שהם נקלטים בכל עין. פער זה משמש כרמז חשוב לתפיסת העומק.

סטריאואופסיס היא פעולה של השוואת זווית הראייה בין התמונות המתקבלות מכל עין. ככל שחפץ רחוק יותר מהצופה, כך תמונותיו המתקבלות בכל עין דומות יותר זו לזו. כאשר שתי העיניים פקוחות, המוח מפרש בין שתי התמונות המתקבלות מהן, ומההבדל הוא מסיק מסקנות לגבי המרחק מהעין שבו מצוי העצם הנצפה. המנגנונים העצביים האחראיים על יכולת זו נמצאים בקליפת המוח.

ניתן להטעות את מנגנון חישוב המרחק במוח על ידי שידור תמונה שונה במעט לכל אחת מהעיניים. על אפקט זה מתבססת הסטריאוסקופיה וסרטים תלת ממדיים, אשר מעוררים בצופה אשליה אופטית של תחושת עומק בזמן שהוא מביט במשטח דו ממדי.

היסט

דוגמה לאופן שבו היסט יכול לשמש כרמז למיקומם של עצמים במרחב

ערך מורחב – היסט

היסט ("פרלקס" או "פרלקסה") הוא שינוי מיקומן של שתי נקודות, האחת ביחס לאחרת מנקודת מבטו של צופה, החל כתוצאה מתנועתו של הצופה עצמו.

ההיסט יכול להפיק רמזי עומק אשר יסייעו למיפוי מערך העצמים בסביבה. בהתאם לכך, דרך נוספת להשוואה בין קרני אור היוצאות מנקודה מסוימת היא להזיז את הראש כדי לדגום את המערך האופטי של הסביבה במיקומים שונים לאורך זמן.

באופן זה אדם שאיבד עין יכול לגבש תפיסת עומק על ידי כך שהוא מניע את ראשו ומשווה את התמונות המתקבלות מזוויות ראייה שונות. עם זאת, פעולה זו היא איטית ביחס להשוואת התמונות המתקבלות משתי העיניים או מפעולת מיקוד השרירים משום שבניגוד אליהן היא לא יכולה להתבצע באופן סימולטני.

תנועת הבבואה על הרישתית בעת רטט העין

העין רוטטת קלות כ-250 פעמים בשנייה. ככל שעצם רחוק יותר, כך בבואתו על הרישתית נעה פחות בעת הרטט.

היבטים התפתחותיים והשפעת הניסיון

הניסיון תורם להתפתחות המוח, הודות לפלסטיות של מערכת העצבים. בהתאם לכך, הניסיון שהפעוט צובר במהלך התפתחותו משפיעה על תפיסת העומק שלו בהמשך חייו.

ילדים שלומדים לזחול (בגיל 6 חודשים לערך) יודעים שלא לעבור משטח זכוכית, שמתחתיו נצפית "תהום". דבר זה מעיד שכבר בגיל מוקדם מאוד קיימת תפיסת עומק מפותחת. מעריכים שראיות העמוק למיניהן אינן מולדות, אך מתפתחות כבר אחרי חמישה חודשים מהלידה משום שניסויים דומים שנעשו עם תינוקות שעדיין אינם זוחלים מעידים על נכונות לחצות את מה שבגיל מאוחר יותר נתפס כתהום. ניסויים אלה נעשו על ידי אלינור גיבסון.

ישנה תקופה קריטית שבה הפעוט חייב להתנסות בראייה דו עיינית כדי לפתח את יכולת הסטריאואופסיס להסקה על מרחקים מתוך ההבדלים בין התמונות שנקלטות בשתי העיניים.

ניסוי מעניין אחר להוכחת השפעת הניסיון על הבנת המרחב הוא ניסוי החדר של איימס. כשמציבים בפינות בחדר זה שני אנשים שגובהם דומה, הצופה שמציץ אל חדר זה דרך חור הצצה מיוחד, תופס אחד מהם כגמד ואת השני כענק. הצופה תופס אותם כך רק בתנאי שהאנשים זרים לו וזאת משום שהוא סבור שהוא מציץ אל חדר רגיל. אם מציבים בחדר אנשים המוכרים לצופה הוא תופס את החדר כמעוות ומוזר.

• חוקי קביעות תפיסתית כגון חוק קביעות הגודל - עצם שגודלו מוכר יראה רחוק או קרוב בהתאם לגודל בבואתו ברשתית.
• חציצה - עצם, שחלקו מוסתר על ידי עצם אחר, יתפס כרחוק יותר מהעצם המסתיר. שימוש ברמז זה מצריך הכרות עם צורת העצמים השלמים.
• גובה ביחס לאופק - ככל שעצם גבוה יותר הוא נראה קרוב יותר.

רמזי עומק

האדם מצליח להשיג תפיסת עומק על ידי שימוש ברמזים שונים.

חלק מהרמזים הללו מאפשרים להסיק על עומק מתוך תמונה או ציור דו ממדיים. רמזים אל מצריכים הישענות על הנחות שונות אודות העולם. על כן, הנחות שגויות יכולות להוביל למסקנות מטעות. בהתבסס על כך, אמנים רבים למדו כיצד לחקות רמזים אלו כדי ליצור אשליה של תלת ממד ממשטח שטוח.

דוגמאות לרמזי עומק

• מרקם - כשאנו מתבוננים במשטח מכוסה דשא, אנו מבינים שהעלים הם בעלי צפיפות זהה ואם הם נראים צפופים יותר באזור מסוים, זה בגלל שאותו אזור רחוק יותר.

• פרספקטיבה - קווים מקבילים מתקרבים זה לזה ככל שהם רחוקים יותר. (לדוגמה - נדמה שקווי מסילת רכבת מתחברים בקצה שלה, למרות שאין זה כך). אשליית פונזו ממחישה את ההשפעה של הפרספקטיבה הקווית על תפיסת העומק.

• הצללה - המוח מסיק מראיית צל על קיומו של ממד עומק.

• תנועה - הנוסע ברכבת רואה את העצים שבצד הדרך כאילו הם נוסעים בכיוון ההפוך במהירות רבה, עצמים רחוקים יותר נסוגים במהירות פחותה.

• תפיסת גשטלט - תפיסת הגשטלט יכולה לסייע בתפיסת עומק. לדוגמה: על פי חוק השטחים הסגורים, שטח סגור נתפס כעצם שלם. מנגנון ארגון מידע זה יכול לסייע בראיית המרחב.

על פי חוק השטחים הסגורים שטח סגור נתפס כעצם שלם. בתמונה - הוספת הקווים הסוגרים את הצורות הגאומטריות מבטלת את אשליית העומק.

ראו גם

• תפיסה מרחבית
• תיאום עין-יד