Když jsem blbnul s jednopixelovými kamerami v IR oblasti tak mi Tomáš Krajník říkal, jestli náhodou hardware pro jednopixelovou kameru není složitejší než koupit webkameru v Lídlu. No dneska díky Webovým kamerám si robotici myslí, že vidění je zlaté tele robotiky takže začínáme zrakem.
Oko kupodivu není nějaký orgán, který se jen tak vzal, ale je to jediný kus mozku, který je vidět zvenku (i bez použítí nože a násilí) oko se vyvíji tak ze u embrya zrakové nervy vrazí ze spodiny mozku a opřou se o místa na kůži pak se prohnou do tvaru poháru na víno v místě hrdla poháru z kožní tkáně vyroste čočka.
Nevím do jaké míry mám opakovat prvouku ale v oku je sítnice která obsahuje 140 miliónů světlocitlivých buněk. převážná většina jsou citlivější ale černobílé tyčinky. Menšinu tvoří barvocitlivé čípky, které jsou trojího druhu citlivé na červenou, zelenou a modou část světelného spektra. O barevném vidění jsem už jednou psal tak si to prosím přečtěte ať to nemusím opakovat. Celá sítnice i ostatní části mozku zabývající se zrakem mají své somatotopické uspořádání - tedy dvě sousedící části sítnice mají sobě odpovídající - sousedící - části mozkové kůry, což nám jednou asi usnadní výrobu zrakových implantátů.
Na konstrukci lidské sítnice je pozoruhodné, že ačkoliv má 140 miliónů světlocitlivých buněk tak ven z oka jde zrakovým nervem jenom asi milión nervových vláken. sítnice tedy musí zajisit kompresi dat v poměru 1: 140
Další věc zajímavá pro techniky je že sítnice je tvořena vrstvou světlocitlivýc buněk, pak vrstvou neuronů, které obraz zpracovávají a pak vrstvou neuronů, které vysílají axony do mozku. Podivuhodné je že světlo musí projít všemi neurony, a tyčinky a čípky jsou úplně vespod - tedy stejné uspořádání vrstev, jako u starších CMOS čipů digitálních foťáků.
Za šera se pohybující zvířata mají ještě tapetum lucidum - odraznou vrstvu, která světlo prošlé sítnící vrací zpět - to zvyšuje citlivost, ale zhoršuje ostrost vidění, proto lidi mají tapetum jenom naznačeno (viz červené oči na fotkách ) psi a kočky mají daleko silnější modrozelený odraz - "svítící oči".
Poslední zajímavost - člověk má zorné pole skoro 180 stupňů jako objektiv "rybí oko" zraková ostrost na periferii je ale nepatrná zcela dokonale ostře vidíme jenom v místě žluté skrvny (asi 3 úhlové stupně) to odpovídá kapacitě mozku "procesovat" data z oka.
I u oka platí obecné pravidlo, že levá polovina mozku reaguje na zrakové podněty z pravé poloviny prostoru. Aby to fungovalo je zrakový nerv veden do mozku podivuhodným způsobem Hluboko za kořenem nosu je tzv chiasma opticum - místo překřížení zrakových nervů - část z vnitřní oblasti sítnice (v blízkosti nosu) se kříží a jde na druhou stranu druhá část jde přímo - proč tomu tak je ukazuje obrázek, který je snad pochopitelný.
Poslední věc než pro dnešek skončíme a přítě se budeme zabývat zrakovou kůrou - je pozoruhodné, že zrak je daleko citlivější na změnu a na pohyb než na ustálený signál (viz cyklistické blikačky). Tomáš Krajník by nám lehce vysvětlil proč - vidění změny je vývojové straší a na datový procesing méně náročný způsob - současný snímek z kamery odečtete od minulého - tím vám 90% dat vypadne a řešíte jenom rozdíl. Savci vyspělejší než hlodavci + někteří ptáci jsou jediní tvorové, kteží vidí i stojící objekty - žába zdechne hladem v teráriu plném mrtvých much, protože nehybnou mouchu nevídí - příště proberem proč tomu tak je.
Předposlední poznámka k vidění - dynamický rozsah oka je neuvěřitelný - jas temné krajiny osvětlené hvězdami bez měsíce je k jasu slunečního kotouče v poměru 1 : 10^27. Díky duhovce, změnám koncentrací světlocitlivých pigmentů v sítnici a změnám způsobu zpracování oko tento rozsah zvládne. Celé věci pomáhá i malé centrální zrakové pole, protože ač si to neuvědomujeme nevidíme skoro žádný předmět v celku ale postupně jej "ohmatáváme" zrakem a přitom se naše oko adaptuje na osvětlení viděného místa. Kam se hrabou fotoaparáty mají dynamický rozsah tak maximálně 1 : 10^8 - čas 1 : 2000 clona 1 : 500 citlivost 1 : 100 znásobeno 1: 100 miliónů.
Poslední poznámka - všechny vnímané informace mají velký dynamický rozsah, proto je pravidlem, že živí tvorové skoro vše vnímají v logaritmické škále. Proto když jsem psal o trávoměrech a ostatních robotických čidlech byly logaritmické zesilovače mým problémem č. 1 - aniž by si to robotici uvědomovali - dokud se roboti nevyrovnají s velkým dynamickým rozsahem vstupních dat - problémy s čidly budou na denním pořádku - týmy z Robotur jistě ví o čem mluvím - kamera nakalibrovaná na zataženo a minutu před startem vyleze sluníčko ....