معلومة

ما هي القيود المفروضة على عدد الأشياء التي تحددها العين في لمح البصر؟

ما هي القيود المفروضة على عدد الأشياء التي تحددها العين في لمح البصر؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

خذ شخصين سام (إنسان عادي) وجاك.

يقول جاك لسام: "سأريكم بعض لعبة البولنج (أو أي شيء آخر) وأريدك أن تخبرني بأسرع ما يمكن عن عدد الأشياء التي أحملها." يفتح يديه ويوجد ثلاثة. يمكن لسام أن يقول على الفور أن هناك ثلاثة. ثم يعرض جاك خمسة لسام ، الذي يستغرق وقتًا أطول قليلاً ، لأنه يعلم أن هناك حوالي 4/5 ولكن لا يمكنه معرفة ذلك عليه أن يحسب.

مع ازدياد عدد ألعاب البولنج ، يستغرق Sam وقتًا أطول وأطول للإجابة على النقطة التي يحتاج فيها إلى عدّ لعبة البولنج واحدة تلو الأخرى للتأكد ، وأحيانًا حتى يعيد فرزها.

لماذا يمكننا ذلك على الفور إذا نظرنا إلى ثلاثة ربما أربعة أشياء ولكننا لا نستطيع أكثر من ذلك؟ يصبح التقدير أصعب وأصعب؟


الإجابة على هذا السؤال معقدة ، لكن افترض أنها ليست في الوقت الحالي. الإجابة السهلة هي أن أعيننا يمكنها اكتشاف الأنماط المألوفة لدينا و "إنتاج" إجابة في شكل رقم. الأنماط غير المألوفة لا تنتج هذا "الرقم".

تموت. نحن ندرك على الفور عدد النقاط في الترتيب النموذجي من واحد إلى ستة. نحن بحاجة إلى عدم بذل أي جهد للقيام بذلك. إذا تم ترتيب البولينج في نمط القالب المألوف ، فلن نواجه مشكلة في معرفة ما إذا كان هناك 4 أو 6 قواطع.

بالنظر إلى زوج من النرد ، يمكن لأي مقامر أن يخبرك بأي عدد يصل إليه وجهان دون احتساب النقاط. افعلها لفترة كافية ، ودماغك في وضع التعرف التلقائي. في مثالك ، إذا كان Sam مقامرًا ، وتم ترتيب ألعاب البولنج مثل النقاط الموجودة على نردتين ، مرة أخرى ، لا توجد مشكلة في تحديد ما بين 2-12 لعبة البولنج.

إذا رتبت الأشياء بنمط مريح ، فيمكن أن يصل هذا إلى المئات.

لقد تعرفت على ما ورد أعلاه بسهولة على أنه تسعة ، أفترض.

شخص جيد في التعرف على الأنماط سيعرف أن اليسار أعلاه هو 25 نقطة. ومع ذلك ، لن يعرفوا أن هناك 25 نقطة في اليمين أعلاه.

لذا ، فإن الإجابة السهلة هي أن العين يمكنها استيعاب عدد كبير من الأشياء إذا تم تقديمها بنمط مألوف. ومع ذلك ، فإن العقل الطبيعي غير قادر على القيام بذلك بأعداد أكبر مرتبة في نمط عشوائي. والعشوائية هي الطريقة التي تقدم بها معظم الأشياء نفسها. لذا ، نحن بحاجة إلى العد.


يبدو أن هذا السؤال مرتبط ، وتسرد الإجابة العليا عددًا من المصادر:

https://psychology.stackexchange.com/questions/3475/what-is-the-maximum-number-of-objects-an-average-human-being-can-recognize-at-on

باختصار ، يمكن للإنسان العادي أن يتعرف على ما يبدو على العدد الدقيق لما يصل إلى 3-4 عناصر على الفور تقريبًا ، ولكن لأي شيء أعلى من ذلك يحتاج إما إلى آلية عد تنمو خطيًا إلى حد ما مع كمية العناصر (والتي يمكن أن تظل رائعة لمدة 4-8 أيام. سريع ، لذلك لن تلاحظ بالضرورة الفرق بنفسك) أو يجب أن يكون هناك نمط مألوف يساعدك في تحديد الرقم بسرعة أكبر.


ما هي القيود المفروضة على عدد الأشياء التي تحددها العين في لمح البصر؟ - مادة الاحياء

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على:

  • اشرح تشكيل الصورة بالعين.
  • اشرح سبب افتقار الصور المحيطية إلى التفاصيل والألوان.
  • تحديد مؤشرات الانكسار.
  • تحليل مواءمة العين للرؤية البعيدة والقريبة.

ربما تكون العين هي الأكثر إثارة للاهتمام من بين جميع الأدوات البصرية. تتميز العين بكيفية تشكيلها للصور وثراء التفاصيل والألوان التي يمكن اكتشافها. ومع ذلك ، عادة ما تحتاج أعيننا إلى بعض التصحيح ، للوصول إلى ما يسمى بالرؤية "الطبيعية" ، ولكن ينبغي تسميتها بالمثالية وليس العادية. من السهل تحليل تكوين الصورة بأعيننا وتصحيح الرؤية المشترك باستخدام البصريات التي تمت مناقشتها في البصريات الهندسية.

الشكل 1. تعمل القرنية وعدسة العين معًا لتشكيل صورة حقيقية على شبكية العين المستشعرة للضوء ، والتي تحتوي على أكبر تركيز للمستقبلات في النقرة ونقطة عمياء فوق العصب البصري. يمكن ضبط قوة عدسة العين لتوفير صورة على شبكية العين لمسافات متفاوتة. تظهر هنا طبقات من الأنسجة ذات مؤشرات متفاوتة للانكسار في العدسة. ومع ذلك ، فقد تم حذفها من الصور الأخرى للتوضيح.

يوضح الشكل 1 التشريح الأساسي للعين. تشكل القرنية والعدسة نظامًا ، لتقريب جيد ، يعمل كعدسة رقيقة واحدة. للحصول على رؤية واضحة ، يجب عرض صورة حقيقية على شبكية العين الحساسة للضوء ، والتي تقع على مسافة ثابتة من العدسة. تقوم عدسة العين بضبط قوتها لإنتاج صورة على شبكية العين لأجسام على مسافات مختلفة. يقع مركز الصورة على النقرة ، التي تحتوي على أكبر كثافة لمستقبلات الضوء وأكبر حدة (حدة) في المجال البصري. يسمح الفتح المتغير (أو التلميذ) للعين مع التكيف الكيميائي للعين باكتشاف شدة الضوء من أدنى مستوى يمكن ملاحظته إلى 10 مرات أكبر (بدون ضرر). هذا نطاق لا يصدق من الاكتشاف. تؤدي أعيننا عددًا كبيرًا من الوظائف ، مثل الاتجاه الحسي والحركة والألوان المتطورة والمسافة. تبدأ معالجة نبضات العصب البصري بالترابط في شبكية العين وتستمر في الدماغ. ينقل العصب البصري الإشارات التي تتلقاها العين إلى الدماغ.

تعتبر مؤشرات الانكسار ضرورية لتشكيل الصورة باستخدام العدسات. يوضح الجدول 1 مؤشرات الانكسار ذات الصلة بالعين. أكبر تغير في معامل الانكسار وانحناء الأشعة يحدث في القرنية وليس العدسة. يوضح الرسم التخطيطي الشعاعي في الشكل 2 تشكيل الصورة بواسطة القرنية وعدسة العين. تنحني الأشعة وفقًا لمؤشرات الانكسار الواردة في الجدول 1. توفر القرنية حوالي ثلثي قوة العين ، نظرًا لحقيقة أن سرعة الضوء تتغير بشكل كبير أثناء الانتقال من الهواء إلى القرنية. توفر العدسة الطاقة المتبقية اللازمة لإنتاج صورة على شبكية العين. يمكن التعامل مع القرنية والعدسة كعدسة واحدة رقيقة ، على الرغم من أن أشعة الضوء تمر عبر عدة طبقات من المواد (مثل القرنية ، والخلط المائي ، وعدة طبقات في العدسة ، والخلط الزجاجي) ، مع تغيير الاتجاه في كل واجهة. الصورة التي تم تكوينها تشبه إلى حد كبير تلك التي تنتجها عدسة واحدة محدبة. هذه صورة الحالة 1. الصور المتكونة في العين مقلوبة لكن الدماغ يقلبها مرة أخرى ليجعلها تبدو منتصبة.

الجدول 1. مؤشرات الانكسار ذات الصلة بالعين
مادة مؤشر الانكسار
ماء 1.33
هواء 1.0
القرنية 1.38
النكتة المائية 1.34
عدسة متوسط ​​1.41 (يختلف في جميع أنحاء العدسة ، والأكبر في المركز)
فكاهة زجاجي 1.34

الشكل 2. تتشكل صورة على شبكية العين مع تقارب أشعة الضوء في القرنية وعند دخول العدسة والخروج منها. يتم تتبع الأشعة من أعلى الجسم وأسفله وتنتج صورة حقيقية مقلوبة على شبكية العين. يتم رسم المسافة إلى الكائن أصغر من المقياس.

كما لوحظ ، يجب أن تقع الصورة بالضبط على الشبكية لإنتاج رؤية واضحة - أي مسافة الصورة دأنا يجب أن يساوي المسافة بين العدسة وشبكية العين. نظرًا لأن المسافة بين العدسة وشبكية العين لا تتغير ، فإن مسافة الصورة دأنا يجب أن تكون هي نفسها للأشياء في جميع المسافات. تدير العين هذا عن طريق تغيير قوة (والبعد البؤري) للعدسة لاستيعاب الأشياء على مسافات مختلفة. تسمى عملية ضبط البعد البؤري للعين الإقامة. يمكن لأي شخص يتمتع برؤية طبيعية (مثالية) أن يرى الأشياء بوضوح على مسافات تتراوح من 25 سم إلى ما لا نهاية بشكل أساسي. ومع ذلك ، على الرغم من أن النقطة القريبة (أقصر مسافة يمكن من خلالها الحصول على تركيز حاد) تزداد مع تقدم العمر (تصبح مترًا لبعض كبار السن) ، فإننا سنعتبرها 25 سم في علاجنا هنا.

يوضح الشكل 3 مكانة العين للرؤية البعيدة والقريبة. نظرًا لأن أشعة الضوء من جسم قريب يمكن أن تتباعد ولا تزال تدخل العين ، يجب أن تكون العدسة أكثر تقاربًا (أكثر قوة) للرؤية القريبة منها للرؤية البعيدة. ولكي تكون العدسة أكثر تقاربًا ، فإن العدسة تصبح أكثر سمكًا بفعل تأثير العضلة الهدبية المحيطة بها. تكون العين أكثر ارتياحًا عند مشاهدة الأشياء البعيدة ، وهذا أحد أسباب تصميم المجاهر والتلسكوبات لإنتاج صور بعيدة. يسمى رؤية الأشياء البعيدة جدا مرتاح تماما، بينما تسمى الرؤية القريبة استيعاب، مع رؤية أقرب استيعاب كامل.

الشكل 3. رؤية مريحة وملائمة للأشياء البعيدة والقريبة. (أ) يجب أن تكون أشعة الضوء من نفس النقطة على جسم بعيد متوازية تقريبًا أثناء دخولها العين وتتقارب بسهولة أكبر لإنتاج صورة على شبكية العين. (ب) يمكن أن تتباعد أشعة الضوء من جسم قريب أكثر ولا تزال تدخل العين. هناك حاجة إلى عدسة أقوى لتقاربها على شبكية العين مما لو كانت متوازية.

سنستخدم معادلات العدسة الرقيقة لفحص تكوين الصورة بالعين كمياً. أولاً ، لاحظ أن قوة العدسة تُعطى على النحو التالي [اللاتكس] p = frac <1> [/ latex] ، لذلك نعيد كتابة معادلات العدسة الرقيقة كـ [latex] P = frac <1><>>> + فارك <1><>>> [/ لاتكس] و [لاتكس] فارك<>>><>>> = - فارك<>>><>>> = م [/ لاتكس].

نحن نفهم ذلك دأنا يجب أن تساوي المسافة بين العدسة وشبكية العين للحصول على رؤية واضحة ، وأن الرؤية الطبيعية ممكنة للأشياء على مسافات دا = 25 سم إلى ما لا نهاية.

تجربة المنزل: التلميذ

انظر إلى المنطقة المركزية الشفافة لعين الشخص ، أي بؤبؤ العين ، في ضوء الغرفة العادي. تقدير قطر التلميذ. الآن قم بإطفاء الأنوار وتعتيم الغرفة. بعد بضع دقائق ، قم بتشغيل الأضواء وقم على الفور بتقدير قطر التلميذ. ماذا يحدث للتلميذ عندما تتكيف العين مع ضوء الغرفة؟ اشرح ملاحظاتك.

يمكن للعين أن تكتشف قدرًا مذهلاً من التفاصيل ، مع الأخذ في الاعتبار مدى صغر حجم الصورة على شبكية العين. للحصول على فكرة عن مدى صغر حجم الصورة ، ضع في اعتبارك المثال التالي.

مثال 1. حجم الصورة على شبكية العين

ما هو حجم الصورة على شبكية العين لشعر بشري قطره 1.20 × 10 2 سم ، مثبتة بطول ذراع (60.0 سم) بعيدًا؟ خذ مسافة العدسة إلى شبكية العين لتكون 2.00 سم.

إستراتيجية

نريد إيجاد ارتفاع الصورة حأنا، بالنظر إلى ارتفاع الجسم حا = 1.20 × 10 2 سم. نعلم أيضًا أن الجسم يبعد 60.0 سم ، لذلك دا= 60.0 سم. للحصول على رؤية واضحة ، يجب أن تكون مسافة الصورة مساوية للمسافة بين العدسة وشبكية العين ، وهكذا دأنا = 2.00 سم. المعادلة [اللاتكس] frac<>>><>>> = - فارك<>>><>يمكن استخدام >> = m [/ latex] للبحث حأنا بالمعلومات المعروفة.

حل

إعادة الترتيب للعزل حأنا عائدات

يعطي استبدال القيم المعروفة

مناقشة

هذه الصورة الصغيرة حقًا ليست أصغر ما يمكن تمييزه - أي أن حد حدة البصر أصغر من هذا. القيود المفروضة على حدة البصر لها علاقة بخصائص موجات الضوء وسيتم مناقشتها في الفصل التالي. ترجع بعض القيود أيضًا إلى التشريح المتأصل للعين والمعالجة التي تحدث في دماغنا.

مثال 2. مدى قوة العين

احسب قوة العين عند عرض الأشياء على أكبر وأصغر مسافات ممكنة بالرؤية العادية ، بافتراض أن مسافة العدسة إلى شبكية العين تبلغ 2.00 سم (قيمة نموذجية).

إستراتيجية

للرؤية الواضحة ، يجب أن تكون الصورة على الشبكية ، وهكذا دأنا = 2.00 سم هنا. للرؤية البعيدة ، دا ≈ ∞ ، وللرؤية القريبة ، دا = 25.0 سم ، كما تمت مناقشته سابقًا. المعادلة [اللاتكس] P = frac <1><>>> + فارك <1><>>> [/ latex] كما هو مكتوب أعلاه ، يمكن استخدامه مباشرة لحل المشكلة ص في كلتا الحالتين ، لأننا نعلم دأنا و دا. تحتوي الطاقة على وحدات ديوبتر ، حيث [لاتكس] 1 نص = فارك <1> < نص> [/ latex] ، ولذا يجب أن نعبر عن جميع المسافات بالأمتار.

حل

بما أن [latex] frac <1> < infty> = 0 [/ latex] ، فإن هذا يعطي [latex] P = 0 + frac <50.0> < text> = 50.0 نص [/ لاتكس] (رؤية بعيدة).

مناقشة

بالنسبة للعين بمسافة نموذجية 2.00 سم من العدسة إلى شبكية العين ، تتراوح قوة العين من 50.0 D (للرؤية البعيدة المريحة تمامًا) إلى 54.0 D (للرؤية القريبة الملائمة تمامًا) ، وهي زيادة بنسبة 8٪. تتوافق هذه الزيادة في قوة الرؤية القريبة مع المناقشة السابقة وتتبع الأشعة في الشكل 3. تعتبر قدرة 8٪ على التكيف أمرًا طبيعيًا ولكنها نموذجية للأشخاص الذين يبلغون من العمر 40 عامًا تقريبًا. يتمتع الأشخاص الأصغر سنًا بقدرة أكبر على التكيف ، بينما يفقد كبار السن تدريجياً القدرة على التكيف. عندما يحدد أخصائي البصريات الإقامة كمشكلة لدى كبار السن ، فمن المرجح أن يكون ذلك بسبب تصلب العدسة. تتغير عدسة العين مع تقدم العمر بطرق تميل إلى الحفاظ على القدرة على رؤية الأشياء البعيدة بوضوح ولكنها لا تسمح للعين باستيعاب الرؤية القريبة ، وهي حالة تسمى طول النظر الشيخوخي (حرفيا ، عين العجوز). لتصحيح عيب الرؤية هذا ، نضع عدسة قوة موجبة متقاربة أمام العين ، كما هو الحال في نظارات القراءة. يتم تصنيف نظارات القراءة المتوفرة بشكل شائع من خلال قوتها في الديوبتر ، والتي تتراوح عادةً من 1.0 إلى 3.5 درجة مئوية.


ما هي أعراض الغمش؟

قد يكون من الصعب ملاحظة أعراض الغمش. قد يعاني الأطفال المصابون بالغمش من ضعف إدراك العمق - فهم يجدون صعوبة في معرفة مدى قرب أو بعد شيء ما. قد يلاحظ الآباء أيضًا علامات على أن طفلهم يكافح للرؤية بوضوح ، مثل:

في كثير من الحالات ، لا يعرف الآباء أن طفلهم يعاني من الحول حتى يقوم الطبيب بتشخيصه أثناء فحص العين. هذا هو السبب في أنه من المهم لجميع الأطفال أن يخضعوا لفحص الرؤية مرة واحدة على الأقل بين سن 3 و 5 سنوات.


البصر والرؤية في مكان العمل

غالبًا ما تكون الرؤية الجيدة شرطًا للعديد من المهن. في الجزء الأول من هذه السلسلة المكونة من جزأين حول الرؤية ، يلقي البروفيسور ديفيد طومسون نظرة على معايير فحص الرؤية ومكانتها في الصحة المهنية.

قبل قراءة هذا المقال ، حاول إغلاق عينيك لبضع ثوان. تخيل مدى صعوبة الحياة بدون حاسة البصر. أصبحت المهام التي نأخذها كأمر مسلم به ، مثل ارتداء الملابس وتناول الطعام والسفر إلى العمل والقراءة فجأة صعبة للغاية.

في الجزء الثاني من هذه المقالة ، سيتم تحديد مبادئ فحص الرؤية ومناقشة أدوات فحص الرؤية. وسيختتم بمراجعة المشكلات المرتبطة باستخدام أجهزة شاشة العرض وكيفية استخدام فحص الرؤية لتحديد أولئك الذين يحتاجون إلى فحص العين.

في الجزء الأول من هذه السلسلة المكونة من جزأين ، نلخص العملية الكامنة وراء إنشاء معايير الرؤية القائمة على الأدلة ووصف أربعة من أهم جوانب الرؤية.

يعد النظام البصري البشري من روائع التصميم والهندسة. على الرغم من الكم الهائل من الوقت والمال المستثمر لمحاولة الحصول على أجهزة الكمبيوتر لـ & # 8220 See & # 8221 ، لا تقترب أي آلة من مطابقتها.

لا تكمن المشكلة في كيفية التقاط صورة & # 8211 يمكن للهاتف الموجود في جيبك القيام بذلك. يكمن التحدي في ترجمة تلك الصورة ثنائية الأبعاد إلى فهم كامل للعالم ثلاثي الأبعاد الذي تمثله. بعد كل شيء ، هذا ما يفعله النظام البصري البشري.

كل ما علينا فعله هو فتح أعيننا ولدينا فهم كامل لما يحيط بنا. نتعرف على الأشخاص والأشياء ويمكننا تحديد مواقعهم النسبية في العالم ثلاثي الأبعاد. يمكننا التنقل عبر البيئات المعقدة.

تعمل رؤيتنا في ضوء الشمس الساطع ومع ذلك لا يزال بإمكاننا الرؤية بضوء القمر ، عندما يكون الضوء أقل بمقدار 10000 مليون مرة. يمكننا الحكم على المسافات حتى جزء من المليمتر والتمييز بين ملايين الألوان والظلال الفريدة.

السهولة الظاهرة التي يعمل بها نظامنا البصري تكذب تعقيد المهمة. في حين أن المراحل القليلة الأولى من العملية & # 8211 تلك التي تتعلق بالعيون & # 8211 أصبحت الآن مفهومة جيدًا بشكل معقول ، إلا أننا ما زلنا بعيدين عن الفهم الكامل لكيفية تحويل الدماغ للنشاط في مليوني ألياف عصبية تأتي من عيون في التصور الغني للعالم الذي نتمتع به.

بالنسبة لآلة معقدة للغاية & # 8220 & # 8221 ، فإن النظام المرئي قوي بشكل ملحوظ ويستمتع معظم الناس برؤية جيدة & # 8211 بمساعدة عرضية من المساعدات البصرية مثل النظارات & # 8211 طوال حياتهم. ومع ذلك ، يمكن للنظام تطوير مجموعة واسعة من المشكلات التي تؤدي إلى مجموعة من حالات العجز البصري. يمكن التغلب على بعضها بالمساعدات البصرية ، بينما يتطلب البعض الآخر علاجًا طبيًا أو جراحة.

لا يزال هناك أيضًا عدد من الحالات التي لا يوجد علاج أو إدارة فعالة لها ، وينتج عن ذلك ضعف البصر أو العمى.

الرؤية الجيدة شرط أساسي للعديد من المهن. ومع ذلك ، فإن المتطلبات البصرية تختلف بشكل كبير بين المهن كما هو الحال مع عواقب العجز البصري.

يمكننا الحكم على المسافات حتى جزء من المليمتر والتمييز بين ملايين الألوان والظلال الفريدة. & # 8221

يجب أن يكون سائق HGV قادرًا على الرؤية بوضوح من مسافة بعيدة ، والحكم على المسافات بدقة وإدراك الأشياء في المجال المحيطي & # 8211 عواقب عدم القدرة على القيام بذلك يحتمل أن تكون كارثية.

يحتاج مستخدم الكمبيوتر إلى حدة بصرية جيدة على مسافة متوسطة ، لكن إدراك العمق قد يكون أقل أهمية. في حين أن عواقب ضعف الرؤية لمستخدم الكمبيوتر قد لا تكون كارثية مثل سائق السيارات الثقيلة ، فإن الرؤية دون المستوى الأمثل يمكن أن تؤدي إلى عدم الراحة وعدم الكفاءة والأخطاء. بالنسبة للطابعة ، قد تكون الرؤية الجيدة للألوان شرطًا أساسيًا للوظيفة ، بينما قد تكون الرؤية الليلية الجيدة سمة أساسية للطيار.

أدت أهمية سمات الرؤية المحددة للسماح بأداء آمن وفعال لمهام معينة إلى تطوير معايير الرؤية المهنية. هذه مجموعة من المتطلبات التي تساعد على ضمان أن أولئك الذين يبدأون وظيفة معينة لديهم رؤية كافية لأداء المهام بأمان (ما قبل التوظيف) وأن هذا المعيار يتم الحفاظ عليه بعد التوظيف.

معايير الرؤية المهنية لها تاريخ متقلب إلى حد ما. كانت العديد من المعايير أكثر قليلاً من مجرد أرقام تم انتزاعها من الهواء بواسطة لوحة مكونة من & # 8220experts & # 8221.

ومع ذلك ، نظرًا للمخاطر المحتملة لوضع معايير مخصصة ، فقد تم اعتماد نهج أكثر علمية إلى حد ما في السنوات الأخيرة في محاولة لجعل المعايير تستند إلى أدلة أكثر بقليل.

ومع ذلك ، لا تزال العملية محفوفة بالصعوبات ، لأن قدرة الفرد على أداء مهمة ما تعتمد على تفاعل عدد كبير من العوامل ، بما في ذلك الخبرة والكفاءة الطبيعية والتنسيق الحركي والشخصية. بينما تشكل الرؤية الجيدة جزءًا من المعادلة ، فإن مساهمتها ليست دائمًا مباشرة ويجب دائمًا استخدام درجة من الفطرة السليمة عند تقييم الرؤية.

يتضمن النهج الحديث لوضع معايير الرؤية عددًا من المراحل. المرحلة الأولى هي & # 8220 تحليل المهام المرئية & # 8221 حيث يتم تقييم المتطلبات المرئية الدقيقة بشكل منهجي. على سبيل المثال ، قد يتضمن تحليل المهمة المرئية للطيار تقييمًا لحجم وطبيعة المعلومات المقدمة في قمرة القيادة ، ونطاق مسافات الرؤية ، والألوان المستخدمة في شاشات العرض ومصابيح الهبوط وما إلى ذلك. يتم تقييم الأهمية النسبية لكل جانب من جوانب الرؤية هذه والنظر فيها جنبًا إلى جنب مع العواقب المحتملة للعجز البصري المحدد.

تتضمن المرحلة الثانية من العملية اتخاذ قرار بشأن جوانب الرؤية الحاسمة للمهمة ووضع المعايير المناسبة.على سبيل المثال ، إذا كانت الرؤية الجيدة عن بعد ضرورية ، فسيتم فرض معيار مطلوب من حدة البصر عن بعد. إذا كانت الرؤية الجيدة للألوان شرطًا أساسيًا ، فقد يتم تعيين معيار يستبعد أولئك الذين يعانون من أنواع معينة من عيوب رؤية الألوان.

تتمثل المرحلة الأخيرة من العملية في تحديد كيفية تقييم جوانب الرؤية هذه ، وعدد مرات تقييمها ومن قبل من. بالنسبة للمهن التي قد تكون فيها عواقب ضعف الرؤية كارثية ، فقد يتم إجراء عملية الفحص من قبل متخصص في العناية بالعيون مثل أخصائي البصريات أو طبيب العيون. في حالات أخرى ، قد يكون التقييم باستخدام أداة فحص الرؤية الذي يجريه فريق داخلي مناسبًا.

ربما يكون أفضل مثال معروف لمعيار الرؤية هو ذلك المحدد لسائقي المجموعة 1 (السيارات) ، والذي ينص على أن جميع السائقين يجب أن يكونوا قادرين & # 8220 على القراءة في ضوء جيد (بمساعدة العدسات التصحيحية إذا لزم الأمر) علامة تسجيل مثبتة على سيارة تحتوي على حروف وأرقام بارتفاع 79.4 ملم على مسافة 20.5 متر. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون حدة البصر (بمساعدة النظارات أو العدسات اللاصقة إذا تم ارتداؤها) على الأقل 6/12 (0.5 عشري) مع فتح كلتا العينين ، أو في العين الوحيدة إذا كانت أحادية العين. & # 8221

يقوم الفاحص بفحص ذلك أثناء اختبار القيادة ويمكن إعادة تقييمه من قبل ضابط شرطة إذا كان هناك سبب للاعتقاد بأن السائق لا يفي بهذا المعيار.

تم انتقاد المعيار بسبب طبيعته الغامضة وحقيقة أنه لا يوجد شرط لتأكيد أن السائق يستمر في الامتثال له. نتيجة لذلك ، من الممكن القيادة لعدة عقود دون إجراء أي شكل من أشكال اختبار الرؤية.

تم تطوير معايير الرؤية للعديد من المهن. في حين أن متطلبات المهن المختلفة تختلف على نطاق واسع ، فإن معظم المعايير تحدد معيار حدة البصر للرؤية البعيدة والقريبة ، بينما يفرض البعض متطلبات رؤية الألوان وإدراك العمق والرؤية المحيطية.

ربما تكون حدة البصر أكثر جوانب الرؤية التي يتم اختبارها بشكل متكرر. سريريًا ، يتم تقييم حدة البصر عن طريق قياس أصغر الحروف التي يمكن للمراقب قراءتها من a & # 8220distance & # 8221. تم تطوير مخطط الحروف الأول لاختبار الرؤية في عام 1862 من قبل هيرمان سنيلين ، طبيب عيون هولندي. ظل تصميم مخططه دون تغيير نسبيًا ولا يزال مستخدمًا في العديد من العيادات. عادة ما يتم وضع مخطط Snellen على مسافة قياسية ، والتي يتم تعيينها عند 6 أمتار في المملكة المتحدة.

وجد سنيلين أن الأفراد الذين لديهم & # 8220 رؤية طبيعية & # 8221 يمكنهم التعرف بشكل عام على الحروف التي تقابل خمس دقائق من القوس ، حيث دقيقة واحدة هي 1/60 من الدرجة. واقترح أن الأحرف بهذا الحجم يجب أن تكون 6/6 (20/20 في الولايات المتحدة) حيث يمثل البسط مسافة المشاهدة والمقام هو المسافة التي تقابل عندها الأحرف خمس دقائق من القوس. فوق هذا الصف وتحته ، تزداد الأحرف وتنقص في الحجم على التوالي ، بعد تقدم هندسي تقريبي. لكل صف ، المقام يعطي حجم الحروف. على سبيل المثال ، الحروف الموجودة في الصف 6/12 هي ضعف حجم تلك الموجودة في الصف 6/6 ، بينما الحرف 6/60 هو حجم 10 أضعاف.

تُقاس حدة البصر عمومًا بشكل أحادي & # 8211 عين واحدة في كل مرة & # 8211 ومن خلال مطالبة المريض بقراءة أصغر الحروف التي يمكنه قراءتها.

بينما يوفر مخطط Snellen مقياسًا مفيدًا لحدة البصر ، إلا أنه يحتوي على عدد من عيوب التصميم التي تؤثر على دقته. في السنوات الأخيرة ، تم اعتماد تصميم مخطط بديل يُعرف باسم مخطط Bailey-Lovie (LogMAR) من قبل عدد متزايد من العيادات.

سريريًا ، يتم تقييم حدة البصر عن طريق قياس أصغر الحروف التي يمكن للمراقب قراءتها من a & # 8216distance & # 8217. & # 8221

أصبحت مخططات الاختبار المعتمدة على الكمبيوتر شائعة جدًا أيضًا. تستخدم هذه الأجهزة كمبيوترًا قياسيًا وشاشة مسطحة لتوليد مجموعة كبيرة من مخططات الاختبار ومحفزات الاختبار المرئية. كما أنها تسمح بتدرج الحروف لتناسب مسافات المشاهدة المختلفة ولحروف عشوائية لكل اختبار لمنع حفظ الحروف.

الأخطاء الانكسارية ، ولا سيما قصر النظر والاستجماتيزم ، هي الأسباب الأكثر شيوعًا لتقليل حدة البصر للمسافات بين السكان العاملين. ومع ذلك ، فإن الحالات الأخرى مثل الغمش ، والتنكس البقعي ، وإعتام عدسة العين يمكن أن تسبب أيضًا انخفاض في حدة البصر ويجب استبعادها عن طريق فحص العين الكامل من قبل طبيب العيون.

تتطلب العديد من الوظائف رؤية قريبة جيدة ، وبالتالي يتم أحيانًا فرض مستوى قريب من حدة البصر. يمكن قياس حدة البصر القريبة باستخدام مخطط اختبار مصغر تم قياسه لمسافة قراءة نموذجية (40 سم) أو باستخدام بطاقة شبه اختبار. تحتوي هذه على فقرات نصية مطبوعة بأحجام خطوط مختلفة ويطلب من المريض قراءة أصغر نص ممكن من مسافة قراءة عادية. يتم تسجيل حجم الخط المقابل بالنقاط. يشير حجم النقطة إلى ارتفاع جسم الحرف بوحدات 1/72 من البوصة ولا يرتبط بمخطط حدة Snellen.

يتوفر أيضًا عدد من التطبيقات لتقييم الرؤية القريبة للأجهزة اللوحية ، والتي توفر مجموعة من اختبارات الرؤية القريبة وتعدد استخدامات أكبر من البطاقات المطبوعة.

رؤية اللون هي القدرة على تمييز الأشياء بناءً على الأطوال الموجية للضوء التي تعكسها أو ترسلها أو ترسلها. تضيف رؤية الألوان بُعدًا آخر وجودة جمالية للرؤية ، وهي مفيدة أيضًا في الكشف عن الأشياء والتمييز بينها.

تتطلب العديد من مهام مكان العمل درجة معينة من التمييز اللوني & # 8211 على سبيل المثال ، نطاقات الألوان على المكونات الإلكترونية ، وأضواء الإشارات والتحذير ، والترميز اللوني على الخرائط وشاشات الكمبيوتر.

رؤية الألوان هي عملية معقدة تتطلب مقارنة التحفيز النسبي لثلاثة أنواع من المستقبلات الضوئية المخروطية في شبكية العين ، والتي يشار إليها أحيانًا بالمخاريط الزرقاء والخضراء والحمراء.

يعاني حوالي 8٪ من الرجال و 0.5٪ من النساء من شذوذ في واحد أو أكثر من المخاريط ، والتي يمكن أن تتراوح من اختلاف طفيف في خصائص امتصاص الصبغة الضوئية في المخروط إلى الغياب التام لنوع مخروطي واحد أو أكثر. يتسبب هذا في مشكلة في التمييز بين الألوان ، بدءًا من عمى الألوان إلى اختلاف طفيف جدًا في إدراك ألوان معينة. يعد عمى الألوان الكامل نادرًا جدًا ، وكذلك العيوب المتعلقة بالأقماع الزرقاء.

في معظم الحالات ، يعتبر نقص رؤية الألوان حالة وراثية. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث تغيرات في إدراك اللون في عدد من الأمراض وكأحد الآثار الجانبية لبعض الأدوية. معظم الناس غير مدركين لنقص الألوان لديهم حتى يتم اختبارهم.

تعتمد الآثار العملية لنقص رؤية الألوان على شدتها. من غير المحتمل أن تسبب أوجه القصور الطفيفة أي مشاكل تتجاوز عدم القدرة على التمييز بين بعض التغييرات الطفيفة في اللون. ومع ذلك ، فإن أوجه القصور الأكثر أهمية مثل protanopia & # 8211 غياب المخروط الأحمر & # 8211 تؤدي إلى مشاكل كبيرة في التمييز بين مجموعة واسعة من الألوان ، وهذا له آثار في الحياة اليومية ومكان العمل.

تتوفر مجموعة كبيرة من اختبارات رؤية الألوان ، ولكن لأغراض الفحص ، تم العثور على اختبارات كاذبة اللون مثل لوحات إيشيهارا فعالة وحساسة ومحددة. يتطلب اختبار ايشيهارا من المريض تحديد الأرقام بين مجموعة من النقاط الملونة. يتم اختيار ألوان النقاط بعناية حتى لا يتمكن من يعانون من قصور في رؤية الألوان من اكتشاف الرقم أو رؤية رقم مختلف.

لا يوجد حاليًا علاج لنقص رؤية الألوان الموروث لأنه لا يمكن إصلاح أو استبدال الخلايا المخروطية في شبكية العين. يمكن أن تساعد المرشحات الملونة أحيانًا عند تنفيذ مهام محددة تتضمن تمييز اللون. أدت زيادة الوعي بالمشكلات التي يعاني منها الأشخاص الذين يعانون من قصور في الألوان إلى إرشادات أفضل للمصممين من خلال اختيار أكثر دقة للألوان واستخدام إشارات إضافية مثل الأنماط والأشكال. أصبحت المهام والمهن التي تتطلب & # 8220perfect & # 8221 رؤية الألوان نادرة.

تتمثل إحدى الخصائص العديدة الرائعة للنظام البصري البشري في قدرته على الحكم على المسافة والعمق. طور الدماغ سلسلة من الآليات المعقدة للغاية لاستخراج المعلومات حول العالم ثلاثي الأبعاد من الصور ثنائية الأبعاد التي تشكلت على شبكية العين لكل عين. باستخدام القرائن الموجودة في الصورة مثل الحجم النسبي للأشياء ، والخطوط المتقاربة (المنظور) ، والتدرجات التركيبية والتراكب ، فإن الدماغ قادر على فهم العالم جيدًا بمعلومات من عين واحدة فقط.

جرب تغطية إحدى عينيك ، والآن اكتشف عينك & # 8211 ما الذي تغير؟ يتمتع معظم الأشخاص بفائدة إضافية تتمثل في الرؤية ثلاثية الأبعاد & # 8211 يشار إليها باسم التجسيم & # 8211 عند استخدام عينين. يعطي هذا تصورًا للعمق والمسافة الحقيقيين ثلاثي الأبعاد ويسمح لنا بالحكم على مسافة الأشياء بدقة.

لتجربة هذا البعد الإضافي للإدراك يتطلب عينين جيدتين مع المحاذاة الصحيحة. الأفراد الذين يعانون من & # 8220 كسول العين & # 8221 (الحول) ، أو اختلال العين (الحول) أو أي حالة تقلل من الرؤية في إحدى العينين أو كلتيهما لن يتعرضوا للتجسيم الكامل. يعد التلفزيون والسينما ثلاثي الأبعاد أدوات فحص مفيدة لهذه الحالة ، حيث يميل أولئك الذين لا يعانون من التجسيم إلى الشكوى بمرارة من عدم وجود تقنية ثلاثية الأبعاد.

ما لا يقل عن 6 ٪ من السكان لا يصابون بالتجسيم. في معظم الحالات ، يتكيف هؤلاء الأفراد ويعيشون حياة طبيعية تمامًا. ومع ذلك ، فمن المحتمل أن يجدوا مهامًا معينة تتطلب حكمًا دقيقًا للمسافة & # 8211 مثل خيوط إبرة ، ولحام المكونات الإلكترونية ومهام الحركة المرئية السريعة مثل ألعاب الكرة & # 8211 أكثر صعوبة من أولئك الذين يحققون التجسيم. . تتضمن المهن التي تتطلب حكمًا دقيقًا للمسافة أحيانًا شرطًا لإظهار مستوى معين من التصوير المجسم.

يمكن تقييم التعقيم باستخدام النقوش الحمراء / الخضراء أو الصور المجسمة المستقطبة. تتوفر هذه الاختبارات كاختبارات قائمة بذاتها ، مثل اختبارات Frisby و Titmus ، ويتم تضمينها في عدد من التطبيقات لأجهزة iPhone و iPad.

حدق في الحرف التالي: X. كم عدد الكلمات على كلا الجانبين يمكنك قراءتها دون تحريك عينيك؟ الجواب هو على الأرجح: & # 8220One ، فقط. & # 8221 وهذا يوضح أننا جميعًا لدينا & # 8220tunnel vision & # 8221 إلى حد ما.

لا يوجد سوى جزء واحد من شبكية العين & # 8211 البقعة & # 8211 قادرة على توفير حدة بصرية جيدة ورؤية الألوان. & # 8221

لا يوجد سوى جزء واحد من شبكية العين & # 8211 البقعة & # 8211 قادرة على توفير حدة بصرية جيدة ورؤية الألوان. يوفر باقي الشبكية مستوى رؤية ضعيفًا بشكل مدهش. دور الشبكية المحيطية هو ببساطة اكتشاف وجود الأشياء. ثم تقوم العضلات ذات الكفاءة الرائعة حول العينين بتدوير العينين لوضع الشيء الذي يثير الاهتمام على البقعة حيث يمكن رؤيته بالتفصيل وتحليله. هذه العملية فعالة للغاية لدرجة أن معظم الناس لا يدركون بسعادة رؤية & # 8220tunnel & # 8221.

على الرغم من قيود الرؤية المحيطية ، إلا أنها حيوية للغاية من حيث الملاحة في العالم الحقيقي. حاول البحث في قطعة ورق ملفوفة لترى مدى أهمية الرؤية المحيطية. تعد الرؤية المحيطية الجيدة أمرًا حيويًا أيضًا في العديد من المهن ، ولهذا السبب يتم تضمين بعض أشكال اختبار الرؤية المحيطية في العديد من معايير الرؤية. يمكن أن تسبب حالات مثل الجلوكوما عيوبًا في المجال المحيطي كما يمكن أن تسبب مجموعة متنوعة من الحالات العصبية.

في حين أنه من الممكن إجراء اختبار تقريبي للغاية للرؤية المحيطية عن طريق التحقق من أن الفرد يمكنه اكتشاف أصابعه المتذبذبة أو الجزء العلوي من القلم في المجال المحيطي ، فإن مثل هذه الاختبارات غير حساسة.

يتطلب التحقيق الشامل للحقول المحيطية أداة تُعرف باسم محلل المجال البصري أو المحيط. لا تتوفر هذه الأدوات عادة في قسم OH ، ولكنها تستخدم بشكل روتيني كجزء من فحص كامل للعين من قبل أخصائي البصريات. يوصى بشدة أنه في حالة الاشتباه في وجود عيب في المجال المحيطي ، تتم إحالة الفرد إلى فحص كامل للعين.

الخبر السار هو أن الرؤية المحيطية المعيبة نادرة نسبيًا ، خاصة بين السكان العاملين.

البروفيسور ديفيد طومسون هو رئيس قسم علوم الرؤية في قسم البصريات والعلوم البصرية بجامعة سيتي في لندن

ألفانو بل ، ميشيل جي إف (1990). & # 8220 تقييد مجال الرؤية: التأثيرات الإدراكية والأداء & # 8221. المهارات الإدراكية والحركية المجلد 70 ، العدد 1 ، الصفحات 35-45.

دافيسون بنسلفانيا (1985). & # 8220 العلاقات المتبادلة بين السائقين البريطانيين & # 8217 القدرات البصرية والعمر وتاريخ حوادث الطرق & # 8221. البصريات العينية والفسيولوجية المجلد 5 ، العدد 2 ، ص 195 - 204.

Gegenfurtner KR ، Rieger J (2000). & # 8220 مساهمات الألوان الحسية والمعرفية في التعرف على المشاهد الطبيعية & # 8221. علم الأحياء الحالي المجلد 10 ، العدد 13 ، الصفحات 805-808.

Good GW ، Weaver JL ، Augsburger AR (1996). & # 8220 تحديد وتطبيق معايير الرؤية في الصناعة & # 8221. المجلة الأمريكية للطب الصناعي المجلد 30 ، العدد 5 ، الصفحات 633-640.

Haegerström-Portnoy G (1990). & # 8220 رؤية اللون & # 8221. في: Rosenbloom AA ، Morgan MW (محرران). مبادئ وممارسات قياس بصريات الأطفال ص 449-466. جي بي ليبينكوت فيلادلفيا.

هايمز سا ، جونستون إيه دبليو ، هايز ميلادي (2002). & # 8220 العلاقة بين ضعف البصر والقدرة على أداء أنشطة الحياة اليومية & # 8221. البصريات العينية والفسيولوجية المجلد 22 ، العدد 2 ، الصفحات 79-91.

هيغينز كي إي ، وود جي ، تايت أ (1998). & # 8220 الرؤية والقيادة: التأثير الانتقائي للتمويه البصري على مهام القيادة المختلفة & # 8221. العوامل البشرية المجلد 40 ، العدد 2 ، ص 224 - 232.

جونسون ، كاليفورنيا ، كيلتنر جي إل (1983). & # 8220 نسبة فقدان المجال البصري في 20000 عين وعلاقته بأداء القيادة & # 8221. محفوظات طب العيون المجلد 101 ، العدد 3 ، الصفحات من 371 إلى 375.

كينيدي أ (1989). & # 8220 اختبار الرؤية والإلكترونيات الدقيقة & # 8221. الصحة المهنية مجلد 41 ، العدد 8 ، ص 222 - 223.

لاثام ك ، ويتاكر د (1996). & # 8220A مقارنة بين التعرف على الكلمات وأداء القراءة في الرؤية النقية والطرفية & # 8221. بحث الرؤية المجلد 36 ، العدد 17 ، الصفحات 2665-2674.

شمال RV (1985). & # 8220 العلاقة بين مدى المجال البصري وأداء القيادة & # 8211 مراجعة & # 8221. البصريات العينية والفسيولوجية المجلد 5 ، العدد 2 ، الصفحات 205-210.

شمال RV (1993). العمل والعين. مطبعة جامعة أكسفورد نيويورك.

سكوت IU ، Feuer WJ ، Jacko JA (2002). & # 8220 تأثير الوظيفة البصرية على دقة مهام الكمبيوتر ووقت رد الفعل في مجموعة من المرضى الذين يعانون من الضمور البقعي المرتبط بالعمر & # 8221. المجلة الأمريكية لطب العيون المجلد 33 ، العدد 3 ، الصفحات 350-357.

تايلور WO (1975). & # 8220 مشاكل عملية لعيب رؤية الألوان & # 8221. ممارس المجلد 214 ، العدد 1283 ، الصفحات 654-660.

West SK ، Rubin GS ، Broman AT et al (2002). & # 8220 كيف تؤثر الإعاقة البصرية على أداء مهام الحياة اليومية؟ مشروع تقييم العين Salisbury & # 8221. محفوظات طب العيون المجلد 120 ، العدد 6 ، ص 774-780.

ويستهايمر جي (1987). & # 8220 حدة البصر & # 8221. في: Adler & # 8217s فسيولوجيا العين. التطبيق السريري (الطبعة الثامنة). السيرة الذاتية Mosby Co سانت لويس ، ميزوري ، الولايات المتحدة.

وولف م (1995). & # 8220 دور الرؤية المحيطية من حيث الإدراك النقدي & # 8211 علاقتها بالمكفوفين & # 8221. البصريات العينية والفسيولوجية المجلد 15 ، العدد 5 ، الصفحات من 471 إلى 474.


نين في المجتمع

نين هي قوة غير معروفة لعامة الناس ، مع وجود أقلية فقط من الأشخاص القادرين على استخدامها أو حتى الاطلاع على وجودها. غالبًا ما تكون التقارير عن الحوادث التي تنطوي على نين مضللة ، وربما يرجع السبب في ذلك إلى أن الجهل بوجودها يؤدي بالضرورة إلى افتراضات غير صحيحة.

يعتقد بعض غير المستخدمين الذين يسمعون عن Nen أنها ليست أكثر من تقنية عقلية لاكتساب دفعة صغيرة في القدرات البدنية من خلال الوصول إلى القوة الكامنة في الجسم. & # 9146 & # 93 من جانبهم ، يميل مستخدمو Nen إلى تجنب جذب الكثير من الاهتمام من أجل منع المجتمع من الانزلاق نحو الفوضى. & # 916 & # 93

نين والدولة

من غير المعروف ما إذا كان قادة الدول أو حتى الكيانات الدولية (مثل V6) يعرفون عن Nen. الأعضاء رفيعو المستوى في جيش إمبراطورية كاكين غير مدركين لها تمامًا ، & # 9150 & # 93 على الرغم من أن الأمير بنجامين هوي جو رو ، نائب المستشار العسكري ، يمكنه استخدام نين وقيادة فرقة من مستخدمي نين. & # 9151 & # 93 قد يكون الملك نفسه أحد مستخدمي Nen ، على الرغم من أن الوعي بوجود Nen يمكن أن يكون مرتبطًا بتاريخ العائلة بدلاً من كونه معرفة يتم مشاركتها مع رئيس الدولة بسبب مناصبه. في جمهورية شرق غورتو ، حرس القصر الملكي مجموعة صغيرة من الجنود الذين يستخدمون نين. & # 9142 & # 93

في الظروف العادية ، لا يمكن قبول نين كدليل في الإجراءات القضائية. & # 917 & # 93

نين وجمعية الصيادين

يعد الحصول على التحكم في تدفق الهالة هو الخطوة الأخيرة لتصبح صيادًا محترفًا ، & # 915 & # 93 وفقًا للائحة Hunter الداخلية الثانية. & # 9152 & # 93 وفقًا لـ Wing ، هذا لأن الصيادين بحاجة إلى أن يكونوا رادعًا للجريمة. ومع ذلك ، نظرًا لأن Nen يمكن أن يكون مزعجًا للغاية للمجتمع ، فقد اعتُبر غير آمن لإدراجه كمعيار معروف وجزء رسمي من اختبار الصياد ، وبالتالي يُعرف داخل جمعية الصيادين باسم "اختبار الصياد السري". & # 915 & # 93 وفقًا لذلك ، تم التعاقد مع العديد من الوظائف رفيعة المستوى إلى قائمة جمعية Hunter Association المعرفة بـ Nen كحد أدنى من المتطلبات. & # 9153 & # 93 الصياد المرخص قد لا يكشف عن وجود نين لمن لا يعرفون عنه ، على الرغم من أنه من الممكن نقل هذه المعلومات في أوقات الطوارئ. & # 9154 & # 93

العديد من الصيادين هم من مستخدمي نين المهرة ، مع إسحاق نيتيرو ، الرئيس الثاني عشر لجمعية الصيادين ، & # 9155 & # 93 الذي يحظى بالاحترام باعتباره أقوى سيد نين في العالم في أوج حياته. & # 9156 & # 93 بما أن إتقان Nen يؤدي إلى التناغم مع الطبيعة ، فقد أدى ذلك إلى المصداقية بأن الصيادين الجيدين يحبهم الحيوانات. & # 9139 & # 93

نين والترفيه

حلبة السماء

من الغريب أن قدرات Nen تُعرض بحرية وبشكل منتظم أمام الجمهور في Heavens Arena ، وليس فقط أنها معرفة مشتركة من الطابق 200 وما بعده ، فإن المقاتلين في هذا الطابق سوف "يبدأون" بوحشية أي شخص يصل إليها دون معرفة Nen. & # 918 & # 93 يبدو أن الصيادين الذين يشاركون في المباريات ويعرضون قدرات Nen لا يواجهون أي عواقب على الرغم من الحظر الذي فرضته جمعية الصيادين ، ولا يبدو أن هناك تداعيات لذكر النظام علانية. & # 9157 & # 93 & # 91note 3 & # 93 من ناحية أخرى ، يكون الجمهور في الغالبية العظمى من الحالات جاهلاً بنين ومربكًا من القوى الخارقة التي يرونها. يبدو أن المعلقين أنفسهم ليس لديهم معرفة بـ Nen ، & # 9158 & # 93 ولا حتى أولئك الذين يشرفون على مباريات Floor Master. & # 9159 & # 93

جزيرة الجشع

Greed Island هي لعبة فيديو تم إنشاؤها بواسطة Ging Freecss ومستخدمي 10 Nen الآخرين. & # 9160 & # 93 في عام 1987 ، أصدرت شركة Marilyn Inc. ما مجموعه 100 نسخة تم تسويقها في الأصل على أنها للصيادين فقط ، & # 9161 & # 93 يمكن أن يلعبها أي مستخدم لـ Nen. تنقل اللاعب & # 9162 & # 93 إلى جزيرة مملوكة ملكية خاصة لا تظهر على أي خريطة. & # 9163 & # 93 باستثناء اللاعبين ، فإن الجزيرة مأهولة بشكل حصري تقريبًا بالشخصيات غير القابلة للعب ، والتي ، مثل جميع العناصر المعجزة في اللعبة ، يتم إنشاؤها باستخدام Nen.& # 9162 & # 93 عند سماع البطاقات التي يمكن أن تعالج كل العلل وتعيد الشباب ، استخدم الملياردير باتيرا نفوذه وثروته لإخفاء تفاصيل اللعبة عن الجمهور واستأجر عشرات اللاعبين لمسحها في محاولة لإنقاذ امرأة كان يحبها. & # 9164 & # 93

اللعب بالنقطة

اللعب بالنقطة (イ ボ ク リ ، ايبوكوري) هو تحدٍ للبراعة باستخدام الهالة. يخلق المرء "نقطة" من الهالة على يده ويجعلها تتحرك بطريقة خطية. يمكن زيادة صعوبة اللعبة عن طريق إضافة يد ثانية ، وخلق المزيد من النقاط ، وتغيير حجمها وشكلها ، وجعلها تتحرك بسرعات مختلفة وفي اتجاهات مختلفة. يمكن اعتبار لعبة Pip-Play تحديًا لمهارة نين ، لكنها بشكل عام تعتبر موهبة عديمة الفائدة ولا تؤثر على القدرات. & # 9165 & # 93 نظرًا لأن اللعبة تتضمن تغيير شكل الهالة ، فمن الممكن أن تتأثر بمهارات التحويل لدى المستخدم.

عباقرة

تعلم بعض من أشهر الناس وتأثيرهم نين بشكل طبيعي

نين مثل أي مهارة أخرى ، من حيث أن هناك من يمكنه تعلمها بشكل أسرع من الآخرين. يستطيع البعض اكتشاف هالتهم وتعلم كيفية التلاعب بها من تلقاء أنفسهم دون تعلمها رسميًا. يُعرف هؤلاء الأفراد عادةً باسم "العباقرة" أو "الوسطاء" أو "البشر الخارقين" للجمهور. يمكن أن يكون هذا أي شيء من القدرة على استخدام التقنيات الأساسية لـ Nen & # 918 & # 93 عن غير قصد أو تطوير قدرة Nen الفريدة التي يمكن استخدامها دون فهم كيف أو لماذا يستطيع المرء فعل ذلك. عادةً ما يكون عباقرة نين حرفيين استثنائيين في مجالاتهم وقدراتهم مرتبطة بهم. & # 9166 & # 93

من بين العباقرة البارزين في السلسلة ما يلي:

    العراف. ، القاتل الجماعي والحدادة. & # 9166 & # 93 ، المصمم. & # 9167 & # 93 ، الفنان المزيف. & # 9168 & # 93 ، بطل العالم Gungi. & # 9169 & # 93

الملخص

سعت دراستان إلى تكرار العمل السابق حول الاختلافات الثقافية في التواجد المشترك لاستنتاجات السمات التلقائية (STI) والحالة (SSI) ، وفحص الوسطاء المحتملين على المستوى الفردي. كلتا الدراستين تكرار النتائج السابقة للاختلافات الثقافية. الأمريكيون الأوروبيون صنعوا المزيد من الأمراض المنقولة عن طريق الاتصال الجنسي مقارنة بمؤشر SSI أكثر من المشاركين الأمريكيين الآسيويين أو اليابانيين. ومع ذلك ، لم تجد التجربة 1 أي دليل من مقياس التحليل الشامل (AHS) على أن الأسلوب المعرفي المبلغ عنه ذاتيًا يتوسط في هذا التأثير ، على الرغم من حدوث الاختلافات الثقافية المتوقعة على AHS. وجدت التجربة 2 دليلًا قويًا على أن التحيز في الانتباه البصري الصريح للجهات الفاعلة بالنسبة إلى المواقف عند الترميز ، والذي تم قياسه باستخدام متتبع العين ، يتنبأ بوجود تحيز في الأمراض المنقولة بالاتصال الجنسي بالنسبة إلى SSIs. كما أظهر الاختلافات الثقافية المتوقعة في تحيز الانتباه البصري الصريح للجهات الفاعلة بالنسبة للمواقف. هذه النتائج المتباينة يجب أن تزيد من حدة المفاهيم الخاصة بدور الإدراك الشمولي مقابل الإدراك التحليلي في الأدب عبر الثقافات. كما أنها توفر الدليل الأول على الوسطاء المحتملين للعدوى المنقولة جنسيًا و SSI ضمن نموذج التعرف الخاطئ. تمت مناقشة دور الانتباه البصري في إنتاج الاستدلالات الإدراكية والمعرفية.


الدقة والتباين في الفحص المجهري متحد البؤر

جميع المجاهر الضوئية ، بما في ذلك الأدوات ذات المجال العريض ، والمتحد البؤر ، والفوتونين محدودة في الدقة التي يمكن أن تحققها من خلال سلسلة من العوامل الفيزيائية الأساسية. في نظام بصري مثالي ، يتم تقييد الدقة من خلال الفتحة العددية للمكونات البصرية وطول موجة الضوء ، سواء الحادث (الإثارة) أو المكتشف (الانبعاث). لا يمكن فصل مفهوم الدقة عن التباين ، ويتم تعريفه على أنه الحد الأدنى للفصل بين نقطتين ينتج عنه مستوى معين من التباين بينهما. في مجهر مضان نموذجي ، يتم تحديد التباين من خلال عدد الفوتونات التي تم جمعها من العينة ، والنطاق الديناميكي للإشارة ، والزيغ البصري لنظام التصوير ، وعدد عناصر الصورة (بكسل) لكل وحدة مساحة في الصورة النهائية.

إن تأثير الضوضاء على صورة جسمين صغيرين متقاربين مرتبط بشكل أكبر بالعوامل ذات الصلة المذكورة أعلاه ، ويمكن أن يؤثر بسهولة على جودة الصور الناتجة. في حين أن تأثيرات العديد من المتغيرات الآلية والتجريبية على تباين الصورة ، وبالتالي على الدقة ، مألوفة وواضحة إلى حد ما ، فإن القيود على الدقة الفعالة الناتجة عن تقسيم الصورة إلى عدد محدود من عناصر الصورة (وحدات البكسل) قد تكون غير مألوفة بالنسبة أولئك الجدد على المجهر الرقمي. نظرًا لأن جميع الصور الرقمية متحد البؤر التي تستخدم الماسحات الضوئية الليزرية و / أو أنظمة الكاميرا يتم تسجيلها ومعالجتها من حيث القياسات التي تم إجراؤها داخل وحدات البكسل المنفصلة ، يلزم إجراء بعض المناقشة حول مفاهيم نظرية أخذ العينات. هذا مناسب لموضوع التباين والدقة لأنه له تأثير مباشر على القدرة على تسجيل كائنين متقاربين على أنهما متميزان.

بالإضافة إلى الجوانب النظرية المباشرة للقرار ، بغض النظر عن كيفية تعريفه ، فإن العلاقة المتبادلة بين التباين والقرار لها أهمية عملية لأن المسألة التي تهم معظم علماء الميكروسكوب ليست الدقة ، بل الرؤية. تعتمد القدرة على التعرف على ميزتين متقاربتين على أنهما منفصلتان على الوظائف المتقدمة للنظام البصري البشري لتفسير أنماط الكثافة ، وهي مفهوم أكثر ذاتية من حساب قيم الدقة على أساس نظرية الانعراج. القيود التجريبية وخصائص العينة نفسها ، والتي تختلف على نطاق واسع ، تملي أنه لا يمكن إجراء التصوير بأقصى دقة نظرية للميكروسكوب.

تشير العلاقة بين التباين والقرار فيما يتعلق بالقدرة على التمييز بين سمتين متقاربتين في العينة إلى أنه لا يمكن تحديد الدقة دون الرجوع إلى التباين ، وهذا الترابط هو الذي أدى إلى غموض كبير يتعلق بمصطلح الدقة والعوامل التي تؤثر عليه في المجهر. أدت التطورات الحديثة في تكنولوجيا البروتين الفلوريسنت إلى زيادة هائلة في دراسات العمليات الديناميكية في الخلايا والأنسجة الحية. هذه العينات سميكة بصريًا وغير متجانسة ، مما يؤدي إلى حالة تصوير بعيدة عن المثالية في المجهر. عوامل أخرى ، مثل قابلية الخلية للحياة وحساسيتها للضرر الحراري والتبييض الضوئي ، تضع قيودًا على شدة الضوء ومدة التعرض ، وبالتالي تحد من الدقة التي يمكن تحقيقها. بالنظر إلى أن الجدول الزمني المتاح قد تمليه هذه العوامل وبضرورة تسجيل الأحداث الديناميكية السريعة في الخلايا الحية ، يجب قبول أن جودة الصور لن تكون عالية مثل تلك التي تم الحصول عليها من العينات الثابتة والملطخة. الهدف الأكثر دقة للتصوير في حالة تجريبية معينة هو أن يوفر المجهر أفضل دقة ممكنة ضمن القيود التي تفرضها التجربة.

القرص الهوائي والقرار الجانبي

ينتج عن تصوير مصدر ضوء شبيه بالنقطة في المجهر مجال كهرومغناطيسي في مستوى الصورة يمكن اعتبار تقلبات اتساعها بمثابة مظهر من مظاهر استجابة النظام البصري للعينة. يتم تمثيل هذا المجال بشكل شائع من خلال وظيفة انتشار نقطة السعة، ويسمح بتقييم خصائص النقل البصري لمكونات النظام المدمجة. على الرغم من أن الاختلافات في اتساع المجال لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر ، فإن الصورة المرئية لمصدر النقطة المتكونة في المجهر والمسجلة بواسطة نظام التصوير الخاص به هي وظيفة انتشار نقطة الشدة، الذي يصف استجابة النظام في الفضاء الحقيقي. العينات الفعلية ليست مصادر نقطية ، ولكن يمكن اعتبارها تراكبًا لعدد لا حصر له من الكائنات التي لها أبعاد أقل من دقة النظام. خصائص وظيفة انتشار نقطة الكثافة (PSF انظر الشكل 1) في مستوى الصورة وكذلك في الاتجاه المحوري (الشكل 3) عوامل رئيسية في تحديد دقة المجهر.

من الممكن قياس دالة انتشار نقطة الشدة بشكل تجريبي في المجهر عن طريق تسجيل صورة حبة كروية ذات حل فرعي أثناء مسحها ضوئيًا من خلال التركيز (يمكن العثور على عدد من الأمثلة في الأدبيات). نظرًا للصعوبة التقنية المطروحة في القياس المباشر لوظيفة انتشار نقطة الكثافة ، تُستخدم وظائف انتشار النقطة المحسوبة بشكل شائع لتقييم أداء الدقة للأنظمة الضوئية المختلفة ، بالإضافة إلى قدرات التقسيم البصري للبؤر البؤري ، والفوتونين ، والتقليدي. مجاهر ويديفيلد. على الرغم من أن دالة انتشار نقطة الشدة تمتد في جميع الأبعاد الثلاثة ، فيما يتعلق بالعلاقة بين الدقة والتباين ، فمن المفيد مراعاة المكونات الجانبية لتوزيع الكثافة ، مع الإشارة إلى العناصر المألوفة. قرص متجدد الهواء.

يتم وصف توزيع كثافة وظيفة انتشار النقطة في مستوى التركيز بواسطة التناظر الدوراني نمط متجدد الهواء. بسبب التناظر الأسطواني لعدسات المجهر ، فإن المكونين الجانبيين (x و ذ) من نمط Airy متكافئ ، ويمثل النمط توزيع الكثافة الجانبي كدالة للمسافة من المحور البصري. يتم تطبيع المسافة الجانبية من خلال الفتحة العددية للنظام والطول الموجي للضوء ، وبالتالي فهي بلا أبعاد. يوضح الشكل 1 (قرص متجدد الهواء ووظيفة الكثافة) بشكل تخطيطي تكوين وخصائص قرص Airy ، ووظيفة انتشار النقطة ثلاثية الأبعاد ذات الصلة ، وأنماط Airy في مجهر التألق. بعد إثارة الفلوروفور في منطقة عينة تشبه النقطة ، يحدث انبعاث مضان في جميع الاتجاهات ، يتم تحديد جزء صغير منه وتركيزه بواسطة المكونات الضوئية في مستوى الصورة حيث يشكل قرصًا متجدد الهواء محاطًا بحلقات متحدة المركز من التناقص المتتالي الحد الأقصى والحد الأدنى من الشدة (نمط Airy).

توزيع كثافة نمط Airy هو نتيجة حيود Fraunhofer للضوء الذي يمر عبر فتحة دائرية ، وفي نظام بصري مثالي يُظهر حدًا أقصى للشدة المركزية وأقصى حد أعلى مرتبة مفصولة بمناطق ذات كثافة صفرية. مسافة المعابر الصفرية من المحور البصري (يمثلها المتغير ν في الشكل 1) ، عندما يتم تطبيع المسافة بواسطة الفتحة العددية وطول الموجة ، تحدث عند قيم ν من 3.8 ، 7.0 ، 10.2 ، 13.3. الخ. عندما يتم ضبط الكثافة على المحور البصري إلى واحد (100 بالمائة) ، تكون الارتفاعات المتناسبة لأول أربع درجات أعلى من الدرجة الأولى 1.7 ، و 0.4 ، و 0.2 ، و 0.08 بالمائة ، على التوالي.

الدقة والتباين

يعتمد النهج المفيد لمفهوم الدقة على النظر في صورة مكونة من كائنين يشبهان النقطة (ميزات العينة) ، على افتراض أن عملية تكوين الصورة غير متماسكة ، وأن تفاعل صور الكائن المنفصلة يمكن أن يكون وصفها باستخدام وظائف انتشار نقطة الكثافة. تتكون الصورة الناتجة بعد ذلك من مجموع قرصي Airy ، وتعتمد خصائصهما على المسافة الفاصلة بين النقطتين. يقدم الشكل 2 تمثيلًا للتفاعل الجانبي بين وظائف انتشار نقطة الكثافة (وهي وظائف Airy) لكائنات نقطية على مسافات فصل مختلفة. عندما يتم فصل الكائنين على نطاق واسع ، يمكن تمييز صورهما بسهولة على أساس التباين في شدة الصورة.

كما هو واضح في الشكل 2 ، عند الفصل بشكل كافٍ ، يكون تغير الكثافة في المنطقة بين الكائنات هو أقصى حد ممكن ، حيث يتم التدوير من ذروة الشدة (عند النقطة الأولى) إلى الصفر والعودة إلى القيمة القصوى في مركز الثانية نقطة. عند انخفاض المسافة في مساحة الكائن ، تبدأ وظائف توزيع الكثافة للنقطتين ، في مستوى الصورة ، في التداخل وقد تظهر الصورة الناتجة ككائن أو ميزة واحدة أكبر أو أكثر إشراقًا بدلاً من التعرف عليها ككائنين. إذا تم تعريف الدقة ، بشكل عام ، على أنها مسافة الفصل الدنيا التي يمكن عندها تمييز الكائنين بشكل كافٍ ، فمن الواضح أن هذه الخاصية مرتبطة بعرض قمم الكثافة (وظيفة انتشار النقطة). يرتبط دقة المجهر ارتباطًا مباشرًا ، لذلك ، بالعرض الكامل بنصف الحد الأقصى (FWHM) لوظيفة انتشار نقطة شدة الأداة في اتجاهات المكونات.

بعض الغموض في استخدام المصطلح الدقة ينتج عن التباين في تحديد درجة الفصل بين الميزات ووظائف انتشار النقاط الخاصة بها والتي تكون "كافية" للسماح بتمييزها ككائنين بدلاً من كائن واحد. بشكل عام ، تُنتج السمات الدقيقة للاهتمام في عينات الفحص المجهري صورًا نقطية تتداخل إلى حد ما ، وتعرض قمتين مفصولتين بفجوة. كلما زاد عمق الفجوة بين القمم ، كان من الأسهل تمييز أو حل الكائنين. من خلال تحديد عمق الانحدار في الشدة بين وظيفتين متداخلتين في انتشار النقاط ، يمكن إزالة الغموض في تقييم الدقة ، وإدخال جانب كمي.

من أجل تحديد القرار ، مفهوم التباين يتم استخدامه ، والذي يتم تعريفه لكائنين متساويين في الكثافة على أنهما الفرق بين الحد الأقصى من شدتهما والحد الأدنى من الشدة التي تحدث في الفراغ بينهما. نظرًا لأن الحد الأقصى لشدة قرص Airy يتم ضبطه على واحد ، فإن أعلى تباين يمكن تحقيقه يكون واحدًا أيضًا ، ويحدث فقط عندما تكون التباعد بين الجسمين كبيرًا نسبيًا ، مع وجود فاصل كافٍ للسماح بحدوث أول عبور صفري في شدتهما المجمعة توزيع. عند انخفاض المسافة ، عندما تبدأ وظائف الانتشار ذات النقطتين في التداخل ، يتم تقليل الانخفاض في الشدة بين الحد الأقصى (والتباين) بشكل متزايد. يُشار إلى المسافة التي لا يمكن عندها تمييز ذروتين قصوى ، ويصبح التباين صفرًا ، باسم على النقيض من مسافة القطع. يسمح تباين التباين مع المسافة بتعريف الدقة ، من حيث الفصل بين نقطتين ، كدالة للتباين.

يشار إلى العلاقة بين التباين والمسافة الفاصلة لكائنين يشبهان النقطة باسم دالة التباين / المسافة أو وظيفة نقل التباين. يمكن تعريف الدقة على أنها مسافة الفصل التي يتم عندها تصوير كائنين بقيمة تباين معينة. من الواضح أنه في حالة وجود تباين صفري (الشكل 2 (ب)) ، لا يتم حل النقاط كما يسمى عصفور يعرّف المعيار دقة نظام بصري على أنه مكافئ لمسافة قطع التباين. ومع ذلك ، من الشائع تحديد أن زيادة التباين ضرورية للتمييز بشكل مناسب بين نقطتين متقاربتين بصريًا ، والنقاط المعروفة جيدًا رايلي ينص معيار الدقة على أنه يتم حل نقطتين عندما يتم محاذاة الحد الأدنى الأول (صفر عبور) لقرص Airy واحد مع الحد الأقصى المركزي لقرص Airy الثاني. في ظل ظروف التصوير المثلى ، تقابل مسافة الفصل وفقًا لمعيار رايلي قيمة تباين تبلغ 26.4 بالمائة. على الرغم من أنه يمكن تحديد أي قيمة تباين أكبر من الصفر في تحديد الدقة ، فإن التباين البالغ 26 بالمائة لمعيار رايلي يعتبر معقولًا في تطبيقات الفحص المجهري الفلوري النموذجي ، وهو الأساس للتعبير الشائع الذي يحدد الدقة الجانبية وفقًا للمعادلة التالية ، في التي نقطة الفصل (ص) في مستوى الصورة هي المسافة بين الحد الأقصى المركزي والحد الأدنى الأول في قرص Airy:

أين λ هو الطول الموجي للضوء المنبعث و غير متوفر هي الفتحة العددية للهدف.

يرتبط الدقة في المجهر ارتباطًا مباشرًا بأبعاد FWHM لوظيفة انتشار نقطة المجهر ، ومن الشائع قياس هذه القيمة بشكل تجريبي لتجنب صعوبة محاولة تحديد الحد الأقصى للشدة في قرص Airy. تكون قياسات الاستبانة التي تستخدم قيم FWHM لوظيفة تمديد النقطة أصغر إلى حد ما من تلك المحسوبة باستخدام معيار رايلي. علاوة على ذلك ، في تكوينات مضان متحد البؤر ، يتم استخدام مسح الإضاءة النقطي والكشف النقطي ، بحيث لا يمكن اكتشاف سوى الفلوروفورات في الحجم المشترك للإضاءة ووظائف انتشار نقطة الكشف. وبالتالي ، فإن وظيفة انتشار نقطة الشدة في الحالة البؤرية هي نتاج كثافة الإضاءة المستقلة ووظائف انتشار نقطة شدة الكشف. بالنسبة إلى التألق المتحد البؤر ، يتم تقليل المدى الجانبي (والمحوري) لوظيفة انتشار النقطة بحوالي 30 بالمائة مقارنةً بالمجهر ذي المجال العريض. بسبب وظيفة انتشار نقطة الشدة الأضيق ، يتم تقليل فصل النقاط المطلوبة لإنتاج تباين مقبول في المجهر متحد البؤر إلى مسافة قريبة من خلال:

إذا كانت أطوال موجات الإضاءة والانبعاثات الفلورية متماثلة تقريبًا ، فإن حجم قرص مجهر مضان متحد البؤر هو مربع قرص مجهر واسع المجال Airy. وبالتالي ، يتم تقليل مسافة قطع التباين في الترتيب البؤري ، ويمكن تحقيق تباين مكافئ على مسافة أقصر مقارنة بتكوين إضاءة المجال الواسع. بغض النظر عن تكوين الأداة ، تعرض الدقة الجانبية علاقة تناسبية مع الطول الموجي ، وتتناسب عكسيًا مع الفتحة العددية للعدسة الموضوعية.

كما لوحظ سابقًا ، فإن الدقة الجانبية لها أهمية أساسية في مناقشة الدقة والتباين ، على الرغم من أن المدى المحوري لوظيفة انتشار نقطة شدة المجهر يتم تقليله بالمثل في الترتيب البؤري مقارنةً بتكوين مضان واسع النطاق. يحدث التباين المعقول بين الأجسام الشبيهة بالنقطة الواقعة على المحور البصري عندما يتم فصلها عن طريق المسافة بين الحد الأقصى المركزي والحد الأدنى الأول لمكون وظيفة انتشار النقطة المحورية. المقدمة في الشكل 3 هي توزيعات الكثافة المحورية لمجهر مضان نموذجي (الشكل 3 (أ)) ومتحد البؤر (الشكل 3 (ب)). لاحظ الانخفاض الكبير في شدة "الأجنحة" في التوزيع البؤري كدالة للمسافة من الحد الأقصى المركزي.

يتم تقديم مجموعة متنوعة من المعادلات في الأدبيات التي تتعلق بنماذج مختلفة لحساب الدقة المحورية لمختلف تكوينات المجهر. أكثرها قابلية للتطبيق على انبعاث التألق متشابهة في الشكل مع التعبيرات التي تقيم عمق المجال ، وتوضح أن الدقة المحورية تتناسب مع الطول الموجي ومعامل الانكسار لوسط العينة ، وتتناسب عكسيًا مع مربع الفتحة العددية. وبالتالي ، فإن الفتحة العددية لهدف المجهر لها تأثير أكبر على الاستبانة المحورية أكثر من تأثير الطول الموجي للانبعاث. معادلة واحدة شائعة الاستخدام لوصف الدقة المحورية للتكوين البؤري مذكورة أدناه ، مع η تمثل مؤشر الانكسار والمتغيرات الأخرى كما تم تحديدها سابقًا:

على الرغم من أن تكوين المجهر متحد البؤر لا يُظهر سوى تحسنًا طفيفًا في الدقة المحورية المقاسة مقارنةً بالمجهر ذي المجال العريض ، فإن الميزة الحقيقية للنهج المتحد البؤر هي في قدرة التقسيم البصري في العينات السميكة ، مما يؤدي إلى تحسن كبير في الدقة المحورية الفعالة على التقليدية التقنيات. تنتج خصائص التقسيم البصري لمجهر متحد البؤر عن خصائص وظيفة انتشار نقطة الشدة المتكاملة ، والتي لها حد أقصى في المستوى البؤري عند تقييمها كدالة للعمق. إن التكامل المكافئ لوظيفة انتشار نقطة الشدة لمجهر المجال العريض التقليدي ثابت كدالة للعمق ، ولا ينتج عنه إمكانات تقسيم بصرية.

العوامل العملية التي تؤثر على التباين

تنتج أهمية الفحص المجهري متحد البؤر في الأبحاث البيولوجية والطبية الحيوية الحالية إلى حد كبير من قدرة التقسيم البصري التي تتيح التحليل ثلاثي الأبعاد للعينات السميكة مثل تلك التي تمت مواجهتها في الدراسات التي تشمل الخلايا والأنسجة الحية. تنتج خصائص التقسيم البصري عن استخدام تكوينات الإضاءة والكشف الشبيهة بالنقطة التي تقصر حجم المراقبة البؤري ذي الصلة على منطقة التداخل في وحدات تخزين الإضاءة والكشف. يتم استخدام استراتيجيات مختلفة لتقليل هذا الحجم في محاولة لزيادة دقة الميزات المثيرة للاهتمام. تصف نظرية Abbe التقليدية تفاعل المعلمات التي يمكن تعديلها لتحسين الدقة الجانبية ، بما في ذلك تقليل الطول الموجي للضوء الساقط ، وزيادة معامل الانكسار لوسط العينة ، وزيادة زاوية القبول (الفتحة العددية) للنظام البصري. غالبًا ما يتم تقييد أول اثنين من هذه بمتطلبات تجربة معينة فيما يتعلق بالفلور الذي يمكن استخدامه والحاجة إلى الحفاظ على صلاحية العينة.

حتى مع أهداف الفتحة الرقمية الأعلى ، فإن استخدام الثقوب متحد البؤر يقيد الإضاءة وكشف مسارات الضوء إلى جزء أصغر بكثير من أقصى زاوية صلبة للنظام البصري ، مما يؤدي إلى استطالة وظيفة انتشار النقطة على طول المحور البصري. أدت الجهود البحثية الإضافية إلى عدد من التقنيات التجريبية لتقليل هذا التقييد على الاستبانة المحورية ، بالإضافة إلى تأثيرات العوامل الأخرى المختلفة ، مثل عدم تطابق معامل الانكسار ، والتي تؤدي إلى حدوث انحرافات بصرية. من بين الأساليب المستخدمة لتقليل هذه المشكلة استخدام أهداف الغمر في الماء ذات الفتحة الرقمية العالية.

تكمن أهمية مجموعة القيود العملية لتحقيق الأداء البصري المثالي في أنه لا ينبغي إساءة فهم حسابات دقة Abbe الكلاسيكية لوصف دقة المجهر. تتعلق الدقة التي تنبأ بها حد الانعراج بالظروف المثلى ، بما في ذلك نسبة إشارة إلى ضوضاء غير محدودة. إن الفحص المجهري الفلوري محدود عمليًا بسبب انخفاض إنتاجية الفوتون ، ويتطلب نسبة من الإثارة إلى الفوتونات المنبعثة والتي تتراوح عادةً بالملايين. نظرًا لأن الدقة ، حتى في ظل مستويات الإضاءة العالية ، تتطلب مستوى تباينًا معينًا ، ويتأثر التباين بنسبة الإشارة إلى الضوضاء ، فإن مستوى التباين الذي تم تحقيقه عمليًا يعتمد في النهاية على عدد الفوتونات المكتشفة. لا يتم تحقيق الدقة التي تنبأت بها حدود الانعراج أبدًا في ملاحظات الفلورة للمواد البيولوجية ، ولتعظيم الأداء ، يجب تحسين عدد الفوتونات المكتشفة في كل مرحلة من مراحل عملية التصوير.

بالإضافة إلى عدد الفوتونات التي تم جمعها والانحرافات الضوئية المختلفة ، تلعب عملية أخذ العينات نفسها ، والتي تعد سمة أساسية للفحص المجهري الرقمي ، دورًا في تحديد التباين ، وبالتالي الدقة ، في المجهر متحد البؤر الفلوري. كما ذكرنا سابقًا ، فإن حقيقة أن الصور الرقمية البؤرية يجب ألا يتم تسجيلها فحسب ، بل تتم معالجتها وعرضها ضمن عناصر الصورة المنفصلة ، وهي تقدم متغيرات التصوير التي قد تكون غير مألوفة لدى علماء الميكروسكوب الجدد في التصوير الرقمي. علاوة على ذلك ، فإن بكسل، أو تقسيم الصورة إلى عناصر صور محدودة ، يحدث في عدة مراحل من عملية التصوير ، ويجب أن تتفاعل هذه مع بعضها البعض لنقل معلومات الصورة من العينة إلى عرض الصورة المرئية النهائية. إن احتمال عدم التطابق بين هذه العناصر المنفصلة في المراحل المختلفة هو عامل آخر يحتمل أن يحد من تباين الصورة ودقتها.

يتم وصف الدقة التي يفرضها النظام البصري المجهر على مستوى العينة أحيانًا على أساس إعادة، وهو أصغر عنصر يمكن حله بصريًا. اعتمادًا على المعيار المستخدم لتحديد فرق شدة يمكن اكتشافه بين عنصرين ، يمكن أن يتوافق حجم إعادة البيع مع حد Rayleigh أو حد Sparrow أو أي تعريف تعسفي آخر. يتجلى تأثير البكسل ، أو الرقمنة ، في البداية في تسلسل التصوير على مستوى الدقة البصرية ، من خلال أخذ عينات من أنماط Airy التي تتوافق مع ميزات تشبه النقاط في العينة. يحدث التقسيم أو البكسل أيضًا في مرحلة العرض من عملية التصوير ، ويمكن أن تؤدي الاختلافات في استخدام المصطلحات في الأدبيات المنشورة إلى الارتباك في مناقشة عملية الرقمنة التي تحدث في مراحل مختلفة خلال تسلسل التصوير. المصطلح إعادة يشير تحديدًا إلى أصغر مساحة للعينة (الكائن) يمكن تمييزها عن المناطق المجاورة ، بغض النظر عن اكتشافها أو معالجتها أو عرضها لاحقًا. في التصوير البؤري ثلاثي الأبعاد ، يُشار أحيانًا إلى عنصر دقة الحجم باسم a فوكسل، على الرغم من عدم وجود سبب لتقييد مفهوم إعادة الإرسال إلى بعدين ، ويمكن استخدام المصطلح لوصف الحد الأدنى من العناصر التي تم حلها مكانيًا (في بعدين أو ثلاثة أبعاد) في العينة ، والتي تحددها بصريات نظام المجهر .

يوضح الشكل 4 الآلية التي من خلالها تقلل عملية أخذ العينات من شدة أنماط Airy المتقاربة تباين الصورة. يُفترض عمومًا أن نمط Airy هو وظيفة مستمرة سلسة موصوفة بعدد لا حصر له من العينات (أو نقاط البيانات) ، كما هو موضح في التمثيل التناظري النموذجي لتغير الكثافة عبر النمط. عند اعتبارها وظائف مستمرة ، تظهر أنماط Airy اختلافات شدتها الكاملة وتنتج أقصى تباين نظري لمسافة فصل معينة. إذا تم تقسيمها إلى عدد محدود من نقاط أو مناطق القياس ، بواسطة ماسح ضوئي أو جهاز تصوير رقمي ، على سبيل المثال ، يتم تحويل المنحنيات الملساء إلى سلسلة من قيم الشدة ، يمكن تخزين كل منها في موقع ذاكرة الكمبيوتر. من خلال أخذ العينات على فترات منفصلة ، يتم تقديم إمكانية التغاضي عن المواضع التي تتضمن الحد الأدنى والحد الأقصى للوظيفة.

يقوم كل بكسل بحساب متوسط ​​أو تلخيص استجابة شدة النظام البصري داخل منطقة محددة. نظرًا لأن وظيفة Airy صفر تقاطعات تحدث في نقاط وليس في مناطق ، فلا يمكن أن تكون قيمة البكسل صفرًا لأي حجم بكسل محدد. وبالمثل ، يتم تقليل القيمة القصوى المقاسة لقمم الشدة من خلال متوسط ​​المساحة ، ويكون التأثير المشترك لزيادة الحد الأدنى وتقليل الحد الأقصى هو تقليل التباين. وبالتالي ، يتم زيادة مسافة القطع وتقليل الدقة (لأي معيار تباين) من خلال عملية البكسل. علاوة على ذلك ، إذا كان حجم البكسل بالنسبة لحجم إعادة الإرسال كبيرًا جدًا ، فسيتم إدخال الغموض في مواضع الحد الأدنى والحد الأقصى لاستجابة الكثافة في مستوى الصورة. تعتمد شدة تأثير تقسيم الكثافة إلى وحدات بكسل بشكل مباشر على حجم البكسل فيما يتعلق بقطر قرص Airy ، والذي يرتبط بدوره بحجم إعادة الإرسال الذي تفرضه بصريات النظام عند الطول الموجي لضوء تشكيل الصورة .

لا مفر من فقدان أي دقة متأصلة في النظام البصري ، والتي لا يتم أخذ عينات منها بشكل كافٍ بواسطة الكاشف. يتم تقليل تأثير البكسل مع استخدام المزيد من وحدات البكسل لوصف اختلافات الكثافة. تكتسب العديد من تصميمات الكاشف بيانات منقطة كخاصية جوهرية للكاشف (كاميرات CCD ، على سبيل المثال) ، بينما تتطلب تصميمات أخرى إشارة تناظرية مستمرة ليتم رقمنتها بواسطة محول تناظري إلى رقمي أو محول رقمي مماثل ، بعد الكشف. يعمل المسح الخطي لأنظمة المسح بالليزر المتحد البؤر باستخدام قناة كشف واحدة بهذه الطريقة. تحدد علاقة حجم البكسل بقطر قرص Airy عدد وحدات البكسل المطلوبة لأخذ عينات من قرصين متجاورين Airy لتحقيق تباين معين. يتمثل التحدي في الفحص المجهري الرقمي في إدارة العلاقة بين الدقة الضوئية ، والفاصل الزمني لأخذ العينات في المجال المكاني ، وأبعاد البكسل لجهاز العرض من أجل تعظيم التقاط وعرض معلومات العينة الحقيقية ، مع تقليل الآثار المرئية التي قد يتم تقديمها من خلال التفاعلات بين مختلف مراحل أخذ العينات (التجزئة).

هناك عامل إضافي ذو أهمية عملية في تحديد التباين ودقة وضوح الصور الملتقطة وهو دقة الشدة ، التي تتحكم في قيمة السطوع التي يتم تعيينها لكل بكسل صورة. بالقياس إلى إعادة الإرسال ، التي يتم تحديد حجمها من خلال الخصائص البصرية للنظام ، يعتمد الحد الأدنى للاختلاف القابل للاكتشاف في الكثافة والذي يمكن حله على الخصائص الإلكترونية للكاشف ، ولا سيما نسبة الإشارة إلى الضوضاء. عند النقل إلى مرحلة إخراج الصورة ، يتم وصف سطوع كل بكسل بواسطة a المستوى الرمادي، وتعتمد الدقة التي يتم بها تمثيل السطوع على العلاقة بين عدد المستويات الرمادية المستخدمة وأصغر فرق شدة يمكن اكتشافه يقاس بواسطة الكاشف. عند تخزينها بواسطة الكمبيوتر ، يكون لكل بكسل مطابق لموقع مكاني في الصورة قيمة كثافة مرتبطة تتراوح من 0 إلى 255 لتخزين 8 بت (256 مستوى رمادي). في الفحص المجهري متحد البؤر ، نادرًا ما يتم تبرير استخدام أكثر من 256 مستوى رمادي من خلال دقة الكشف ، على الرغم من أنه قد يكون هناك بعض القيمة في التمييز بين مستويات كثافة أكبر لبعض خوارزميات معالجة البيانات.

من المهم أن ندرك أن البيكسل في مرحلة عرض الصورة ليس فريدًا بالنسبة للتصوير الرقمي. بعض أشكال "التفصيل" متأصل في كل نوع من أنواع عرض الصور ، ويتم استخدام التلاعب في حجم الحبيبات وتنظيمها لتمثيل النطاق المطلوب من المستويات الرمادية. يحتوي فيلم التصوير الفوتوغرافي على حبيبات فضية بأحجام مختلفة ، وشاشات العرض التلفزيونية عبارة عن صفيفات من الخطوط الأفقية المنفصلة ، يعرض كل منها اختلافات في الكثافة بناءً على عرض النطاق الترددي الإلكتروني ، وتجمع تقنيات الطباعة ذات الألوان النصفية النقاط السوداء والبيضاء في وحدات البكسل ذات الأحجام المختلفة لمحاكاة الاختلافات اللونية المستمرة . يمكن لشاشات الفيديو تغيير شدة كل نقطة معروضة وتحقيق بعض الاختلاف في الدرجة اللونية حتى أثناء استخدام نقطة واحدة لكل بكسل. ومع ذلك ، من أجل تمثيل عدد كافٍ من المستويات الرمادية لإنتاج التأثير المرئي للصور ذات الدرجة اللونية المستمرة ، أو لعرض اختلافات اللون ، يجب تعيين عدد من النقاط لتمثيل كل بكسل. تقوم طرق التصوير الفوتوغرافي المستندة إلى الأفلام بتعيين حبيبات فضية متعددة لكل صورة يتم إعادة إنتاجها من أجل توفير نطاق مناسب من الشدة اللازمة لإعطاء مظهر تباين الدرجة اللونية المستمر. في كل هذه الطرق ، كلما تم تجميع المزيد من النقاط الأساسية أو عناصر الصورة لتحقيق نطاق لوني أكبر ، يصبح مظهر الصورة أكثر "محببًا" ، مع تأثير تقليل الدقة الظاهرية. يجب مراعاة العلاقة العكسية بين حجم البكسل والقدرة على عرض نطاق أكبر للمقياس الرمادي وفقًا لمتطلبات التصوير.

حقيقة أن جميع صور الفحص المجهري الرقمي متحد البؤر يتم الحصول عليها ومعالجتها وعرضها في عالم الأقسام المنفصلة أو وحدات البكسل ، بدلاً من التعامل معها على أنها تمثيل مستمر لبيانات العينة ليست مشكلة ذات أهمية أساسية ، بل هي بالأحرى مشكلة مسألة عملية لتقنية التصوير. طالما يتم تشغيل المجهر وفقًا لنظرية أخذ العينات المطبقة ، والتي تحكم الفاصل الزمني لأخذ العينات في المكان أو الوقت المطلوب لإعادة إنتاج الميزات ذات الأهمية مع تباين كافٍ ، فلا توجد قيود كبيرة. يعتمد معيار أخذ العينات الأكثر شيوعًا على المعيار المعروف جيدًا نظرية نيكويست، والتي تحدد الفاصل الزمني لأخذ العينات المطلوب لإعادة بناء موجة جيبية نقية بأمانة كدالة لترددها. تكمن المشكلة في الممارسة العملية في أن استخدام التحكم في تكبير التكبير / التصغير على المجاهر البؤرية النموذجية يمكن بسهولة إساءة استخدامه بطريقة تنتهك معيار Nyquist.

عادة ما يتم شرح تطبيق نظرية أخذ العينات Nyquist من خلال النظر في ميزات العينة في مجال تردد المكاني بدلا من حجم الكائن. في الواقع ، فإن عدد الكائنات لكل وحدة مكانية (التردد) هو معكوس حجم الكائن ويؤكد على أهمية التباعد بين ميزات العينة في تكوين الصورة. يتوافق استخدام مجال التردد المكاني مع ممارسة تقييم أداء الأنظمة البصرية على أساس قدرتها على الحفاظ على التباين (والرؤية) عند نقل معلومات الصورة من ترددات مختلفة. تعمل جميع الأنظمة الضوئية على تقليل التباين في عملية التصوير ، ويكون هذا التأثير أكثر حدة بالنسبة للترددات المكانية الأعلى (تباعد صغير) مقارنة بالترددات المنخفضة (تباعد أكبر). وظيفة نقل التباين (CTF) لنظام بصري عن طريق رسم التباين المقاس في صورة أنماط اختبار تتكون من مصفوفات دورية بها أشرطة داكنة وخفيفة متناوبة في نطاق من الترددات ، أو فترات مسافات. يوضح الشكل 5 افتراضيًا CTF لنظام بصري ، ويتضمن منحنيات لاستجابة النظام لهدف اختبار به أشرطة سوداء وبيضاء (تباين بنسبة 100 بالمائة) ، ولهدف مكون من أشرطة رمادية وبيضاء تعطي تباينًا بنسبة 30 بالمائة فقط.

يوضح فحص منحنيات نقل التباين في الشكل 5 بوضوح الترابط بين الدقة والتباين ، ومشكلة بعض الافتراضات الشائعة التي يتم إجراؤها ، والتي تتعامل مع الدقة على أنها ثابتة في أداء الأداة. القرار هو متغير اعتباطي إلى حد ما لا يكون ذا مغزى إلا عند النظر إليه في إطار العوامل الأخرى ذات الصلة. عند تعريفها على أنها أعلى تردد مكاني ينتج عنه تباين معين ، فمن السهل افتراض أن أي ميزات لها ترددات ضمن حد الدقة المحدد تكون مرئية بشكل متساوٍ ، في حين أن ميزات العينة التي تكون في الأصل ذات تباين عالٍ ستكون مرئية بشكل أكثر وضوحًا من تلك الموجودة في تباين أقل عند كل تردد حتى تردد قطع التباين. توضح المنحنيات (الشكل 5) أن ميزات العينة التي تحتوي في البداية على تباين بنسبة 30 في المائة فقط بسبب خصائص التلوين أو عوامل أخرى ، لن تحافظ على مستوى التباين المحدد من قبل رايلي بنسبة 26 في المائة عند الترددات المكانية في أي مكان بالقرب من الحد النظري ، والذي يفترض تباينًا متساويًا في جميع الترددات حتى حد الدقة. ينتج عن تباين الميزات الصغيرة التي تقع ضمن حد الدقة قليلاً تباينًا أقل بكثير من الميزات الأكبر بعد أن يتم تدهور كل منها بواسطة وظيفة النقل لنظام التصوير.

تعتمد رؤية ميزات العينة في صورة المجهر على تباين الميزات فيما يتعلق بمحيطها ، وأداء النظام البصري كما ينعكس في وظيفة نقل التباين ، وإحصاءات الإشارة إلى الضوضاء ، والطريقة التي يتم بها الإشارة يتم أخذ عينات من أجل الرقمنة. وجد نيكويست أنه من أجل إعادة بناء موجة جيبية نقية بأمانة ، يجب أخذ عينات منها مرتين على الأقل خلال كل دورة من الموجة ، أو مرتين في التردد الزمني. ترددات الاهتمام في التصوير ذات طبيعة مكانية ، لكن نظرية نيكويست قابلة للتطبيق بنفس القدر على هذا النوع من البيانات. عادةً ما يكون الحد الأدنى لتكرار أخذ العينات المستخدم في تطبيقات التصوير المجهري 2.3 ضعف الحد الأقصى لتكرار إعادة البناء. يتم استخدام قيمة 2.3 (بدلاً من 2 ، كما اقترح نيكويست) كمسألة عملية للتعويض عن الترشيح المنخفض التمرير المطلوب لإعادة بناء الصورة بشكل مثالي في الأنظمة البصرية الحقيقية.

يشبه الترشيح منخفض التمرير الذي يتم تطبيقه على البيانات التي تم أخذ عينات منها قبل إعادة بناء الصورة "الترشيح" الذي تقوم به العين والدماغ لتنعيم البيانات المنقطة مثل الصور ذات الألوان النصفية ، أو للانتقال بعيدًا عن الشاشة مثل تلفزيون بشاشة كبيرة للتخلص من خطوط المسح المرئية. يقوم الترشيح منخفض التمرير بإزالة عيوب العينات الغريبة عن البيانات ، ويساعد على جعل الصورة تبدو متصلة. سيسمح المرشح المثالي بأخذ العينات بمعدل ضعفين أعلى تردد ، ولكن نظرًا لعدم وجود مثل هذه الأجهزة ، أدت التجربة إلى التعميم بأن أخذ العينات بمعدل 2.3 مرة أعلى تردد كافٍ لاستيعاب أداء المرشحات الحقيقية (غالبًا ما يكون عامل تكامل في المحولات الرقمية إلى التناظرية).

في التشغيل العملي للمجهر ، غالبًا ما يكون هناك بعض عدم اليقين في تقدير أعلى تردد يجب أن يكون مصدر قلق في العينة. العديد من العينات لها حواف محددة بشكل حاد ، والعديد من الميزات الدقيقة التي تساهم في مكونات عالية التردد للغاية للإشارة. تعمل وظيفة توزيع كثافة الهواء أو التوزيع الغاوسي الذي تفرضه العناصر البصرية على تشويش هذه المكونات إلى الحد الذي تظهر فيه التفاصيل فقط ضمن حدود الدقة البصرية. يمكن أن يؤدي الفشل في أخذ عينات من جميع مكونات التردد الأقل من الحد إلى حدوث أخطاء في الصورة ، على الرغم من أنه من غير الضروري أخذ العينات عند الترددات الأعلى ، والتي لن تحمل معلومات العينة بعد النقل البصري (انظر الشكل 6). في بعض الحالات ، يجب أخذ عينات من العينات بأكثر من 2.3 ضعف أعلى تردد للمعلومات للسماح باحتمال سوء تقدير أعلى تردد. في مجهر المسح بالليزر متحد البؤر ، أعلى تردد يتم أخذ عينات منه (F) مفروض من قبل النظام البصري ، ولمواصفات دقة معينة:

من أجل الحفاظ على جميع المعلومات المنقولة بواسطة النظام البصري إلى مرحلة أخذ العينات (التحويل الرقمي) من المجهر ، مع وجود وظيفة نقل تباين مثل تلك الموضحة في الشكل 5 ، يجب أن يكون حجم البكسل أصغر من معكوس 2.3 مرة تردد القطع (Fقطع):

يتطلب التمثيل الدقيق لميزات العينة ، ضمن الحدود التي تفرضها التجربة ، استخدام تردد أخذ العينات المكاني والخصائص الإلكترونية ، مثل ممر النطاق ، والتي تتوافق مع الدقة البصرية للنظام. في المجهر متحد البؤر ، يتم تحديد الدقة البصرية (حجم إعادة الإرسال) بشكل أساسي من خلال الطول الموجي للضوء والفتحة العددية للهدف. يوفر التحكم في التكبير / التصغير على المجهر القدرة على مطابقة حجم البكسل مع الخصائص البصرية ، وتلبية معيار Nyquist للحصول على عينات بحد أدنى ضعف أعلى تردد مكاني لإشارة العينة. بشكل عام ، يعمل عنصر التحكم في التكبير / التصغير على تغيير حجم المنطقة الممسوحة ضوئيًا على العينة ، ولكنه لا يغير عدد وحدات البكسل التي تم أخذ عينات منها.وبالتالي ، فإن حجم البكسل يختلف عكسيًا مع عامل الزوم. لا يوجد سوى إعداد تكبير أمثل واحد لمجموعة معينة من الطول الموجي والفتحة العددية والتكبير الموضوعي: الذي يوفر حجم بكسل يطابق معيار Nyquist عند الرجوع إلى مساحة العينة. بخلاف إعداد التكبير / التصغير الأمثل ، يتم إنشاء مشكلتين مختلفتين في التصوير ، اعتمادًا على ما إذا كان حجم البكسل سينتج عنه أم لا الإفراط في أخذ العينات أو النقص (الشكل 6) من البيانات.

عند التشغيل في إعدادات التكبير / التصغير الخاصة بالمجهر التي تكون أعلى من تلك المقابلة لحالة Nyquist ، يتم إنشاء وحدات بكسل أصغر في العينة ، مما يؤدي إلى زيادة عينات البيانات داخل منطقة المسح المصغرة. أخذ العينات بحجم بكسل أصغر من ذلك الذي تتطلبه الدقة البصرية لا يعرض العينة لتبييض ضوئي أكثر شدة مما هو ضروري ، ولكنه يقلل أيضًا من المساحة التي يمكن مسحها ضوئيًا في فترة زمنية معينة. من المفيد أحيانًا أخذ عينة من ميزة العينة بترددات أعلى بكثير من تلك المقابلة لحد نيكويست ، من أجل الحصول على معلومات حول موضع الميزة. ينتج عن التشغيل بهذه الطريقة حالة يشار إليها باسم أخذ العينات المفرطة، حيث يمكن تحديد موضع الجسم الذي لم يتم حله بدقة أكبر مما يوفره الاستبانة الضوئية للميكروسكوب. على الرغم من عدم تقديم تفاصيل حول ميزة العينة بخلاف تلك المسموح بها في أبعاد إعادة البيع ، يمكن تحديد موقعها من توزيع كثافة الصورة الباهتة. شريطة أن يتم أخذ العينات من خلال عدد كبير من وحدات البكسل ، وأنها مستقرة بالنسبة لتدفق الفوتون العالي الذي يشير إليه هذا الإفراط في أخذ العينات ، فإن النقطه الوسطى من البقعة تحدد موقعها ضمن الحدود التي تفرضها ضوضاء الإشارة.

ينتج نوع مختلف من المشكلات عن نقص عينات بيانات العينة. يحدث هذا الموقف ، كما هو الحال بالنسبة للإفراط في أخذ العينات ، بسبب عدم تطابق آليات التقسيم لتسلسل التصوير. يحدث عدم التطابق بين تردد أخذ العينات وحجم إعادة الإرسال (الدقة) ، وينطوي على ترددات مكانية في البيانات أعلى مما يمكن تمثيله بدقة بواسطة معدل أخذ العينات. يحدث الاختزال عادةً في إعدادات تكبير / تصغير مجهر منخفضة يكون حجم البكسل فيها أكبر من المحدد بواسطة معيار Nyquist. بالإضافة إلى الميزات الأصغر التي يتم إغفالها تمامًا من خلال أخذ العينات ، قد تظهر ميزات أخرى في الصورة غير موجودة في العينة. هذه الظاهرة ممكنة بسبب عملية تعرف باسم اسم مستعار، حيث تأخذ ميزات العينة طابعًا مختلفًا تمامًا في الصورة عما هو عليه بالفعل في العينة. في الواقع ، تظهر تحت "اسم مستعار" ، أو هوية مزيفة وغالبًا ما يتم تنكرها على أنها ترددات مكانية غير موجودة في العينة.

العملية موضحة في الشكل 7 حيث يتم أخذ عينات من ميزات العينة بتردد 3 لكل ميكرومتر بتردد 2 لكل ميكرومتر. يفقد تقسيم العينة الدورات الكاملة لبيانات العينة ، ويخرج إشارة 1 لكل ميكرومتر غير موجودة في العينة. تنتج الصورة ذات الأسماء المستعارة عن عدم تطابق العينة المنخفضة بين البيانات التي تم حلها وخصائص الكاشف. عندما يتم تجاهل الميزات الفعلية من خلال ما يسمى بـ "النقاط العمياء" الناتجة عن حجم البكسل الكبير جدًا ، فقد يتسبب التعرّف في ظهور ميزات أكبر أو أصغر أو في مواقع مختلفة عن تلك الموجودة في العينة. بمجرد حدوث أخذ العينات ، لا توجد طريقة لتحديد ميزات الصورة الحقيقية وأيها القطع الأثرية.

في حالة مثل تلك الموضحة في الشكل 7 ، نظرًا لأنه لا يمكن تقديم ميزات العينة بهذا الحجم بدقة عند معدل أخذ العينات المختار ، يجب إما زيادة معدل أخذ العينات أو استخدام شكل من أشكال الترشيح لإزالة الترددات التي تتجاوز تلك التي يمكن أن يتعامل معها النظام (تلك التي تتجاوز حد نيكويست). سيؤدي أخذ العينات بأكثر من 6 دورات لكل ميكرومتر إلى تلبية معيار Nyquist ، وإعادة إنتاج ميزات العينة بدقة ، ولكن إذا لم يكن ذلك ممكنًا ، فإن الحل الأكثر عملية في معظم الحالات هو ضبط إعداد تكبير المجهر لتوفير تطابق بين أخذ العينات و آليات القرار. إذا لم يكن من الممكن تحقيق عدد كافٍ من البكسلات للتمثيل المناسب لميزات العينة ، فيجب أن تكون الدقة محدودة ، أو متدهورة ، بصريًا و / أو إلكترونيًا قبل تقسيم البيانات عن طريق أخذ العينات.

تتمثل إحدى الطرق الشائعة للحد من الدقة الضوئية في استخدام مكونات بصرية ذات فتحة رقمية أصغر ، أو ملء المستوى البؤري الخلفي للهدف لتقليل الفتحة العددية الفعالة. العيب الرئيسي لهذا النهج هو أنه يقلل من كفاءة جمع الضوء ، وما يترتب على ذلك من زيادة في وقت التعرض للعينة (للحصول على الصورة) يخاطر بإلحاق ضرر أكبر بالعينات الحساسة. هناك آلية أخرى لتحطيم الدقة لمطابقة خصائص أخذ العينات وهي استخدام أقطار ذات ثقوب أكبر (أو طرق بصرية أخرى) لزيادة الحجم الفعال للقرص المصدر بما يتجاوز حجم البقعة المحدود الانعراج. تتمتع هذه التقنية بميزة تدهور كل من الدقة الجانبية والمحورية بطريقة خطية ، بينما تؤثر تغييرات الفتحة العددية على الدقة المحورية من الدرجة الثانية. في كلتا الحالتين ، يحتفظ المجهر متحد البؤر بقدرات التقسيم البصري ومرونة أخذ العينات المميزة. بالإضافة إلى ذلك ، يُقترح عمومًا أنه عند استخدام أنظمة الكشف ، مثل أنابيب المضاعفة الضوئية أحادية القناة (حيث لا تكون البكسلة للإشارة متأصلة في الكاشف) ، يجب أن تتدهور دقة أخذ العينات إلكترونيًا أيضًا. بالنسبة لمعدل أخذ العينات المحدد ، يمكن استخدام عامل تكامل قبل المحول التناظري إلى الرقمي للحد من أخذ عينات جهد الإشارة إلى معدل Nyquist المحدد.

من المهم أن تكون قادرًا على تشغيل المجهر بأحجام موضعية متوافقة مع خصائص العينة وخصائص الفلوروفور ، ومناسبة لمتطلبات التجربة. من الناحية المثالية ، يجب أن تتيح الأداة التشغيل في كل من التكوين المحدود للحيود ، وفي أحجام البقعة الأكبر. هناك عدد من المواقف التجريبية التي من المستحسن فيها تشغيل المجهر عن قصد بأقل من الدقة المحدودة للحيود عن طريق كسر القواعد المتعلقة بحجم البؤرة البؤرية وقطر الثقب وتردد أخذ العينات ، ولكن يجب أن يكون المشغل دائمًا على دراية الظروف التي تبرر هذه الانحرافات.

المؤلفون المساهمون

كينيث ر. سبرينغ - مستشار علمي ، لوسبي ، ماريلاند ، 20657.

توماس جيه فيلرز و مايكل دبليو ديفيدسون - مختبر المجال المغناطيسي الوطني العالي ، 1800 East Paul Dirac Dr. ، جامعة ولاية فلوريدا ، تالاهاسي ، فلوريدا ، 32310.


حدود Elven Vision

وصلت إعادة قراءة تولكين لكيت إلى روهان ، وتتضمن آخر مقالتها المعاد قراءتها إشارة إلى تعليق أدليت به حول حدة البصر غير المحتملة ليجولاس:

رد: ليجولاس وهو يرى الفرسان: لقد تم إخباري منذ ذلك الحين من قبل الفيزيائي المقيم أن حجم التلميذ هو عامل مقيد للدقة الممكنة - إذا فهمت بشكل صحيح ، فإنه يتلخص في مقدار الضوء الذي يمكن أن يدخل - وبموجب قوانين الفيزياء كما نعرفها ، ليس من الممكن فعليًا ماديًا أن يتمكن ليجولاس من حل هذا المستوى من التفاصيل في 5 بطولات ، بغض النظر عن مدى جودة دماغه في فك تشفير الصور أو غير ذلك.

المقطع المعني هو هذا ، من The Two Towers:

"فرسان!" صرخ أراجورن ، وقفز على قدميه. "العديد من الفرسان على الجياد السريع يأتون نحونا!"

قال ليجولاس: "نعم ، هناك مائة وخمسة. الأصفر شعرهم ، وحرابهم مشرقة. قائدهم طويل جدًا."

ابتسم أراجورن. قال: "عيون الجان حريصة".

قال ليجولاس: "لا! الفرسان على بعد أكثر من خمس بطولات بقليل."

إذن ، ما مدى معقولية هذا ، من الناحية الفيزيائية؟

الفكرة الأساسية هنا هي مفهوم الدقة ، أي إلى أي مدى يمكنك التمييز بين كائنين مفصولين ببعض المسافة. العامل المحدد هنا هو الطبيعة الموجية للضوء - الضوء الذي يمر عبر أي فتحة سيتداخل مع نفسه ، وينتج نمطًا من البقع الساطعة والمظلمة. هذا يعني أنه حتى مصدر نقطة صغير جدًا للضوء سيظهر منتشرًا قليلاً ، وسيبدأ مصدران نقطيان متقاربان بالتصادم مع بعضهما البعض.

المعيار المعتاد لتحديد ما إذا كان يمكن تمييز مصدرين قريبين عن بعضهما البعض هو معيار رايلي ، الذي يأخذ الشكل الرياضي:

أي أن جيب الفصل الزاوي بين جسمين يساوي 1.22 مضروبًا في نسبة الطول الموجي للضوء الذي يتم اعتباره إلى قطر الفتحة (الدائرية) التي يمر الضوء من خلالها. للحصول على دقة أفضل ، تحتاج إما إلى طول موجي أصغر أو فتحة أكبر.

يمكننا عمل تقدير تقريبي لما قد تحتاجه عيون ليجولاس لتبدو ، مع الأخذ في الاعتبار بقية البيانات من المقطع. يقول إن الدراجين "على بعد أكثر من خمس بطولات بقليل". الدوري يشبه ثلاثة أميال ، أي حوالي 5000 متر ، لذلك دعونا نسميها 25000 متر من Legolas إلى The Riders (هذا منخفض قليلاً ، لكننا سنفترض أنه يتفاخر). يبلغ متوسط ​​الطول الموجي للضوء المرئي حوالي 500 نانومتر ، وهو أكثر خضرة قليلاً من الشعر الأشقر للفرسان ، ولكنه قريب بما يكفي لأغراضنا.

يمكن تقريب جيب الزاوية الصغيرة بالزاوية نفسها ، والتي تُعطى بدورها ، في هذه الحالة ، بحجم الفاصل بين الكائنات مقسومًا على المسافة من الكائنات إلى العارض. بجمعها جميعًا ، تشير هذه الأرقام إلى أنه من أجل التمييز بين نقطتين مفصولتين بمتر واحد ، يجب أن يكون قطر تلاميذ ليجولاس 0.015 متر. هذا سنتيمتر ونصف ، وهو أمر معقول ، بشرط أن يكون شخصية أنيمي. لا أعتقد أن إلف تولكين موصوف على أنه لديه عيون بحجم فناجين الشاي.

لقد وضعنا بعض الافتراضات المبسطة للحصول على هذه الإجابة ، لكن استرخاءها يزيد الأمور سوءًا. إن وضع الفرسان بعيدًا ، واستخدام الضوء الأصفر سيتطلب عيون ليجولاس أن تكون أكبر. ومن شبه المؤكد أن التفاصيل التي يدعي أنه يراها تكون بمقاييس أصغر من متر واحد ، مما قد يؤدي إلى رفع الأشياء بشكل أكبر.

لذلك ، يمكننا القول ببعض الثقة أن تولكين لم يكن فيزيائيًا ولا عالم فلك.

(يتم استخدام هذا في الواقع كأساس لمشكلة في أحد كتب الأفكار الست التي شكلت الكتب المدرسية في الفيزياء - حجم الكم ، على ما أعتقد ، لكن ليس لدي الكتب هنا - وهو المكان الذي صادفته لأول مرة.)


الاستنتاجات

لقد قدمنا ​​مقدمة موجزة لتتبع العين كأسلوب وأظهرنا كيف يمكن دمج الأنواع المختلفة من متتبعات العين في الإعدادات المستخدمة للتحقيق في التفاعل البشري. بعد ذلك ، تم تقديم لمحة عامة عن نطاق أدبيات تتبع العين في التفاعل البشري وتمت مراجعة العديد من الدراسات وتصنيفها اعتمادًا على كمية ونوع أجهزة تتبع العين المستخدمة. لقد درسنا أيضًا كيف تم استخدام الإعدادات الفردية والمزدوجة بشكل مختلف في البحث السابق وكيف تختلف ثلاثة أنواع من إعدادات تتبع العين في حرية الحركة التي تسمح بها ، وجودة بيانات تتبع العين التي تم الحصول عليها ، وسهولة تحليل البيانات. مع وضع هذه الخصائص في الاعتبار ، أظهرنا كيف تضع مكونات وتصميم الإعداد قيودًا على أسئلة البحث التي يمكن الإجابة عنها حول التفاعل البشري. لإنهاء الورقة ، قدمنا ​​مخطط قرار لتوضيح عملية اختيار الإعداد الصحيح ، والمقصود للباحثين الذين يخططون للتحقيق في النظرة في سياق التفاعل البشري. نأمل أن تستفيد الأبحاث المستقبلية حول هذا الموضوع من إرشاداتنا بشكل جيد.


ما هي القيود المفروضة على عدد الأشياء التي تحددها العين في لمح البصر؟ - مادة الاحياء

هناك نوعان من المستقبلات الضوئية في شبكية العين البشرية: العصي والمخاريط.

قضبان مسؤولة عن الرؤية عند مستويات الإضاءة المنخفضة (الرؤية العكسية). فهي لا تتوسط في رؤية الألوان ولديها حدة مكانية منخفضة.

المخاريط تكون نشطة في مستويات إضاءة أعلى (رؤية ضوئية) ، وقادرة على رؤية الألوان ومسؤولة عن الحدة المكانية العالية. النقرة المركزية مأهولة بشكل حصري بالأقماع. هناك 3 أنواع من المخاريط التي سنشير إليها على أنها المخاريط الحساسة ذات الطول الموجي القصير ، والمخاريط الحساسة ذات الطول الموجي المتوسط ​​والمخاريط الحساسة ذات الطول الموجي الطويل أو المخروط S ، والمخاريط M ، والمخاريط L للاختصار.

تسمى مستويات الضوء حيث يعمل كلاهما mesopic.

يوضح الشكل السفلي توزيع العصي والمخاريط في شبكية العين. تم تحضير هذه البيانات من أقسام نسيجية تم إجراؤها على عيون الإنسان.

في الشكل العلوي ، يمكنك ربط الزاوية المرئية بالموضع على شبكية العين في العين.

لاحظ أن النقرة خالية من العصي ولها كثافة عالية جدًا من الأقماع. تنخفض كثافة الأقماع بسرعة إلى مستوى ثابت عند حوالي 10-15 درجة من النقرة. لاحظ النقطة العمياء التي لا تحتوي على مستقبلات.

عند حوالي 15 درجة و 20 درجة من النقرة ، تصل كثافة القضبان إلى الحد الأقصى. (تذكر المكان الذي قدم فيه كل من Hecht و Schlaer و Pirenne منبهاتهم.) سيظهر المقطع الطولي مشابهًا ، ولكن لن تكون هناك نقطة عمياء. تذكر هذا إذا كنت تريد تقديم محفزات محيطية وتريد تجنب النقطة العمياء.

هذا شكل من الكتاب المدرسي يوضح التغيرات في حجم المستقبلات الضوئية ذات اللامركزية. يوضح الرسم البياني السفلي الاختلافات الفردية في كثافة الأقماع.

فيما يلي مخططات تخطيطية لهيكل العصي والأقماع:

يوضح هذا الشكل التنوع في أشكال وأحجام المستقبلات عبر الأنواع وداخلها.

فيما يلي ملخص للخصائص والاختلافات في الخصائص بين القضبان والأقماع:

إذا نظرت أعلاه إلى الرسم التخطيطي للقضبان والمخاريط ، فسترى أنه في الأجزاء الخارجية للقضبان ، ينثني غشاء الخلية للداخل ويخلق أقراصًا. في المخاريط ، تظل الطيات مكونة طبقات متعددة. توجد جزيئات الصبغ الضوئي في أغشية هذه الأقراص والطيات. يتم تضمينها في الأغشية كما هو موضح في الرسم البياني أدناه حيث يمثل الخطان الأفقيان غشاء قرص قضيب (إما الغشاء الموجود أعلى أو أسفل القرص) وتمثل الدوائر سلسلة الأحماض الأمينية التي تشكل جزيء رودوبسين . رودوبسين هو الصبغ الضوئي في قضبان.

يتم ترميز كل حمض أميني وتسلسل الأحماض الأمينية في الحمض النووي. يمتلك كل شخص 23 زوجًا من الكروموسومات التي تشفر تكوين البروتينات في تسلسل الحمض النووي. تسلسل بروتين معين يسمى الجين. في السنوات الأخيرة ، حدد الباحثون الموقع والتسلسل الكيميائي للجينات التي تكوِّد الصبغات الضوئية في العصي والمخاريط.

يوضح هذا الشكل بنية جزيء رودوبسين. يشكل الجزيء 7 أعمدة مدمجة في غشاء القرص. على الرغم من عدم ظهور هذه الأعمدة في هذا المخطط ، فقد تم ترتيب الأعمدة في دائرة مثل ألواح البرميل. (يرتبط جزيء آخر يسمى chromophore داخل هذا البرميل).

كل دائرة عبارة عن حمض أميني وهو اللبنات الأساسية للبروتينات. يتم ترميز كل حمض أميني بواسطة سلسلة من ثلاثة أحماض نووية في الحمض النووي.

قبل تحديد التسلسل الجيني للرودوبسين البشري ، كان هناك تسلسل في حيوانات أخرى. يظهر هنا المقارنة بين تسلسل الأبقار (البقر) والتسلسل البشري. إنها متشابهة جدًا مع عدد قليل من الاختلافات (الدوائر المظلمة). حتى في حالة وجود اختلاف ، فقد لا يكون مهمًا من الناحية الوظيفية.

يقع جين رودوبسين البشري في الكروموسوم 3.

يوضح هذا الشكل تسلسل صبغة S-cone مقارنةً بصبغة رودوبسين. يقع الجين الصبغي S-cone على الكروموسوم 7. لاحظ مدى اختلافهما.

يوضح هذا الشكل تسلسل أصباغ L- و M-cone مقارنة ببعضها البعض. هذه الأصباغ متشابهة جدًا. فقط تلك الاختلافات داخل غشاء الخلية يمكن أن تسهم في الاختلافات في حساسيتها الطيفية.

يتم ترميز كل من أصباغ M- و L- المخروطية على الكروموسوم X بالترادف. يحدد الزوج الثالث والعشرون من الكروموسومات الجنس. بالنسبة للإناث ، يكون هذا الزوج XX وبالنسبة للذكور هذا الزوج هو XY.

سنعود إلى هذا لاحقًا عندما نناقش رؤية الألوان وعمى الألوان.

يوضح هذا الشكل كيف يتم ترتيب أنواع المخروط الثلاثة في النقرة. يوجد حاليًا قدر كبير من الأبحاث التي تتضمن تحديد نسب أنواع المخروط وترتيبها في شبكية العين.

تم إنتاج هذا الرسم البياني بناءً على أقسام نسيجية من عين بشرية لتحديد كثافة المخاريط. يمثل الرسم البياني مساحة تبلغ حوالي 1 درجة زاوية بصرية. تم ضبط عدد المخاريط S على 7٪ بناءً على تقديرات الدراسات السابقة. تم ضبط نسبة L-cone: M-cone على 1.5. هذا رقم معقول بالنظر إلى أن الدراسات الحديثة أظهرت نطاقات واسعة من النسب المخروطية في الأشخاص ذوي الرؤية اللونية الطبيعية. في النقرة المركزية ، تكون مساحة 0.34 درجة تقريبًا خالية من S-cone. يتم توزيع المخاريط S بشكل شبه منتظم ويتم توزيع المخاريط M و L بشكل عشوائي.

في جميع أنحاء شبكية العين ، تبلغ نسبة المخاريط L و M إلى الأقماع S حوالي 100: 1.

تقدير البراعة المكانية من الفسيفساء

من الفسيفساء المخروطية يمكننا تقدير الحدة المكانية أو القدرة على رؤية التفاصيل الدقيقة.

يوجد في النقرة الوسطى ما يقرب من 150000 مخروط / مم مربع. تبلغ المسافة بين مراكز المخروط في التعبئة السداسية للأقماع حوالي 0.003 مم. لتحويل هذا إلى درجات زاوية بصرية ، عليك أن تعرف أن هناك 0.29 مم / درجة بحيث يكون التباعد 0.003 / 0.29 = 0.013 درجة بين مراكز المخروط.

تردد نيكويست ، F، هو التكرار الذي يبدأ عنده التعرّف. هذا نمط محزوز لجيب التمام (2 * بي (N / 2 +F)) فوق تردد Nyquist لا يمكن تمييزه عن إشارة cos (2 * pi (N / 2-F)) أقل من تردد Nyquist حيث N هو عدد نقاط العينة لكل وحدة مسافة. تردد نيكويست هو F = 1 / ن. قيمة N = 1 / 0.0102 = 97. لذلك F = 48 دورة لكل درجة.

في الواقع ، فإن حد نقري Nyquist يشبه إلى حد كبير 60 دورة لكل درجة. قد يكون هذا نتيجة للتعبئة السداسية بدلاً من التعبئة المستطيلة للفسيفساء المخروطية. تعمل بصريات العين على تعتيم صورة الشبكية بحيث لا يتم إنتاج هذا التعرج. باستخدام قياس التداخل بالليزر ، يمكن تجاوز بصريات العين حتى نتمكن من الكشف عن هذا الاسم المستعار. سنناقش هذا بمزيد من التفصيل في الفصل الخاص بحدة البصر.

تنتج فسيفساء شبكية العين بالإضافة إلى المعالجة في النظام البصري قدرة أخرى على رؤية الدقة الدقيقة والتأكد من محاذاة الكائن المسمى hyperacuity. يتمتع الأشخاص بالقدرة على رؤية اختلال محاذاة الكائنات لمدة 5 ثوانٍ من القوس (وهو 1/5 من عرض المخروط). هذا يتوافق مع رؤية الاختلال في المصابيح الأمامية على بعد 39 ميلاً. ربما يمكنك محاولة حل هذا لمعرفة ما إذا كنت أبالغ.


شاهد الفيديو: #خذهاقاعدة: أولى مراحل التشافي وقف المقاومة والتسليم - صلاح الراشد (أغسطس 2022).