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視覚的な正確さに関する誤解と思い込み

By6月 26, 2020記事

視覚精度とは

視覚の正確さと誤解について話を進める前に、この用語の意味を理解する必要があります。 「視覚の正確さ」ですが、こちらは「目が見ているものを正しく解釈して理解する能力」 という意味になります。

実際に目で見たものは脳によって解釈されますが、その際に視覚の正確性に関するさまざまな

カメラは嘘をつかない vs カメラが真実を語ることは滅多にない

「カメラは決して嘘をつかない」という一般的な通説がありますが、
実際のところカメラが真実を伝えることは滅多にありません。 私たちが最もカメラに期待できることは、撮影するその瞬間その視点にのみにおける真実に 近似した画像を取得できる点です。

なぜ「カメラが真実を語ることが滅多にない」のか

画像は、画像として切り取られた範囲、画像撮影のタイミング、撮影フレームに よって見え方が異なり、その理解も変わってきます。ほかにも画像内の色、明るさ、 影に真実が隠れている場合があります。

「見ることは信じること」 vs 「見ることは知覚」

 

英語には「seeing is believing / 見ることは信じること」という諺がありますが、 これは「見えることは知覚すること」と再解釈されるべきです。

私たちは実際に目で捉えていても真実と異なる理解をしてしまう場合があります。 目からの情報により脳が知覚した内容は過去の経験・訓練の結果であることを 理解する必要があります。

「見ることは知覚すること」の背後にある論理

私たちの目と脳は、毎日何千、何十万、さらには何百万もの「物体」を視認します。脳は、さまざまな形や色を、私たちの周りの世界を理解するためすばやく変換しなければなりません。
目で見た情報をすばやく変換する必要があるため、脳はすべての情報を積極的に処理する わけではありません。

l目で見た情報は誕生してから学んだショートカットや合図により、
目に見えるものの部分的にのみに基づいたイメージとして理解します。

このように私たちの目と脳は相互作用し、視覚オブジェクトをすばやく スムーズに解釈し、お茶を淹れたり、新聞の記事を読んだり、車を運転したりといった 日常の行動をすべて迅速かつ効率的に行うことができます。

「見ることは知覚」の裏にある証拠

検証:
丸いコインを手前の机の上に平らに置きます。
片目を閉じます。
もう片方の目でコインを見てください。どんな形が見えますか?
円ですか?

硬貨を真上から見ない限り、目で捉えた形状は円ではなく楕円として見えます。しかし、長年の「コインは円形である」との経験から、私たちの目と脳はこの形状を 円として理解するように事前にプログラムされています。

この単純な例は、「実際の現実」と「私たちが知覚したもの」との間に違いがあることを示しています。 したがって、対象を適切に認識する必要があります。

2Dモニターは現実と事実を表示しているとの思い込み
私たちが真実を正しく知覚するだけの情報は単一の視点では十分ではない

最初に取り上げた「カメラは嘘をつかない」との思い込みの通り、本質的にカメラが 必ずしも完全な真実を伝えるとは限りません。3Dを例に挙げるとこの現象はさらに当てはまります。

「見ることは知覚」の裏にある証拠

検証:
丸いコインを手前の机の上に平らに置きます。
片目を閉じます。
もう片方の目でコインを見てください。どんな形が見えますか?
円ですか?

硬貨を真上から見ない限り、目で捉えた形状は円ではなく楕円として見えます。
しかし、長年の「コインは円形である」との経験から、私たちの目と脳はこの形状を 円として理解するように事前にプログラムされています。

この単純な例は、「実際の現実」と「私たちが知覚したもの」との間に違いがあることを示しています。 したがって、対象を適切に認識する必要があります。

単一視点からの物の見え方

2Dディスプレイで物を見るとき、必ず一方向からの視点となります。 その結果ありえない形が可能になり、錯覚を起こすような状況を 作り出すことができます。 対象の本質を理解するのは、視点を変えるときだけです。

ペンローズの三角形は、私たちの目がいかに簡単に騙されるかを示す好例です。

この三角形は一見正しいようにも見えますが実際にはありえない形状となっており、 別視点から観察すればそれは明らかです。

– その他の一般的な光学的誤解 変色と凹凸の混同。 変色の領域は、凹凸によってできる影と間違われる 可能性があります。
– 歪みと遠近感の混同。 歪んでいるように見える被写体は実は斜めから  見た結果、またはその逆の可能性がある。
– 凹面と凸面の混同。物体表面から飛び出した部分であるか 奥に引っ込んでいる部分なのか間違われる可能性があります。

なぜ別の視点からも観察する必要があるのか

単一の視点から生じる誤解を克服する簡単な方法は、3D表示システムにより 別方向の視点を追加することです。

以前のコインの例をもう一度見てみましょう。3D表示システムを利用しても 斜めから見る歪みをなくすことはできませんが、さらに3D表示により、両目間のわずかな異なる 視点からコインを見ることができ、脳が左右の目からの情報のズレを組み合わせることにより 人は被写体の形状を明確に認識することができます。

3D表示システムが検査プロセスを改善する方法

3D表示システムは物体の形状の理解に役立つ様々な視覚的情報を得ることができます。 立体の物体を2Dの画面に表示する場合、対象を正しく認識する視覚的情報は限られていますが、 立体の物体を3Dで表示すると、前後の奥行だけではなく高さ、長さの情報も大幅に向上します。

この奥行が知覚できることにより、顕微鏡ユーザは被写体の影や凹凸を簡単に理解でき、 観察対象にあるめねじの外観検査などの目視検査ルーチンの速度と精度が向上します。 さらに電子部品のはんだ付けやリワークなどの加工工程にも役立ちます。

3D表示システムは被写体の表面状態の情報も優れています。観察対象の表面状態を知る能力は、表面仕上げを検査する部品に特に価値があります。

Vision EngineeringのDRV-Z1は、ズーム機能を備えた革新的なデジタルステレオ3Dビューアであり、強力な奥行き感、鮮明なディテール、豊かな色とコントラストを備えた3Dビューを実現します。 DRV-Z1は、優れた3D画像を提供するだけでなく、3D画像をリアルタイムでキャプチャして共有する機能も提供します。 DRV-Z1は、「目に見えるものを信じる」ことが重要な場合、優れた視覚的精度を提供し、迅速かつ正確な品質管理を保証します。