อ่าน 4 นาที
ขอบเขตการมองเห็น
ขอบเขตการมองเห็น ( FOV ) คือ ขอบเขต เชิงมุมของโลกที่สามารถมองเห็นได้ในแต่ละช่วงเวลา ในกรณีของเครื่องมือหรือเซ็นเซอร์ทางแสง
ขอบเขตการมองเห็น



ขอบเขตการมองเห็น ( FOV ) คือ ขอบเขต เชิงมุมของโลกที่สามารถมองเห็นได้ในแต่ละช่วงเวลา ในกรณีของเครื่องมือหรือเซ็นเซอร์ทางแสง ขอบเขตการมองเห็นคือมุมตันที่ตัวตรวจจับไวต่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้านอกจากนี้ยังมีความเกี่ยวข้องกับการถ่ายภาพด้วย
มนุษย์และสัตว์
ในบริบทของการมองเห็นของมนุษย์และไพรเมต คำว่า "ขอบเขตการมองเห็น" มักใช้ในความหมายของการจำกัดสิ่งที่มองเห็นได้ด้วยอุปกรณ์ภายนอก เช่น เมื่อสวมแว่นตา[ 1 ]หรือ แว่นตา เสมือนจริงโปรดทราบว่าการเคลื่อนไหวของดวงตาได้รับอนุญาตในคำจำกัดความ แต่จะไม่เปลี่ยนแปลงขอบเขตการมองเห็นเมื่อเข้าใจในลักษณะนี้
หากนำเอาการเปรียบเทียบระหว่างเรตินาของดวงตาที่ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์มาใช้ แนวคิดที่สอดคล้องกันในระบบการมองเห็นของมนุษย์ (และสัตว์ส่วนใหญ่) ก็คือขอบเขตการมองเห็น [ 2 ] ซึ่งนิยามว่า "จำนวนองศาของมุมมองภาพระหว่างการจ้องมองที่มั่นคง" [ 3 ]โปรดทราบว่าการเคลื่อนไหวของดวงตาไม่รวมอยู่ในนิยามของขอบเขตการมองเห็นมนุษย์มีขอบเขตการมองเห็นในแนวนอนที่หันไปข้างหน้าประมาณ 210 องศา (เช่น ไม่รวมการเคลื่อนไหวของดวงตา) [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] (หากรวมการเคลื่อนไหวของดวงตาด้วย ขอบเขตการมองเห็นจะกว้างขึ้นเล็กน้อย ดังที่คุณสามารถลองได้ด้วยตนเองโดยการขยับนิ้วไปด้านข้าง) ในขณะที่นก บางชนิด มีขอบเขตการมองเห็นที่สมบูรณ์หรือเกือบสมบูรณ์ 360 องศา ช่วงแนวตั้งของขอบเขตการมองเห็นในมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 150 องศา[ 4 ]
ความสามารถในการมองเห็นไม่ได้มีความสม่ำเสมอทั่วทั้งขอบเขตการมองเห็น ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละสายพันธุ์ตัวอย่างเช่นการมองเห็นแบบสองตาซึ่งเป็นพื้นฐานของ การมองเห็น แบบสามมิติและมีความสำคัญต่อการรับรู้ความลึกครอบคลุม 114 องศา (แนวนอน) ของขอบเขตการมองเห็นในมนุษย์[ 7 ]ส่วนที่เหลืออีกประมาณ 50 องศาในแต่ละด้าน[ 6 ]ของการมองเห็นรอบข้างไม่มีการมองเห็นแบบสองตา (เนื่องจากมีเพียงตาเดียวเท่านั้นที่สามารถมองเห็นส่วนเหล่านั้นของขอบเขตการมองเห็นได้) นกบางชนิดมีการมองเห็นแบบสองตาเพียง 10 ถึง 20 องศาเท่านั้น
ในทำนองเดียวกันการมองเห็นสีและความสามารถในการรับรู้รูปร่างและการเคลื่อนไหวจะแตกต่างกันไปทั่วบริเวณการมองเห็น ในมนุษย์ การมองเห็นสีและการรับรู้รูปร่างจะกระจุกตัวอยู่ที่ศูนย์กลางของบริเวณการมองเห็น ในขณะที่การรับรู้การเคลื่อนไหวจะลดลงเพียงเล็กน้อยในบริเวณรอบนอก ดังนั้นจึงมีความได้เปรียบมากกว่าในบริเวณนั้น พื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับเรื่องนี้คือความเข้มข้นที่สูงกว่ามากของเซลล์รูปกรวย ที่ไวต่อสีและเซลล์แกงลี ออนเรตินาพาร์โวเซลลูลาร์ที่ไวต่อสีในฟอเวีย ซึ่งเป็นบริเวณกลางของเรตินา พร้อมกับการแสดงผลที่ใหญ่กว่าในคอร์เทกซ์ด้านการมองเห็นเมื่อเปรียบเทียบกับความเข้มข้นที่สูงกว่าของเซลล์รูปแท่ง ที่ไม่ไวต่อสี และเซลล์แกงลีออนเรตินาแมกโนเซลลูลาร์ที่ ไว ต่อการเคลื่อนไหวในบริเวณรอบนอกของการมองเห็น และการแสดงผลในคอร์เทกซ์ที่เล็กกว่า เนื่องจากเซลล์รูปแท่งต้องการแสงน้อยกว่ามากในการกระตุ้น ผลของการกระจายตัวนี้จึงทำให้การมองเห็นรอบนอกมีความไวมากกว่าในเวลากลางคืนเมื่อเทียบกับการมองเห็นที่ฟอเวีย (ความไวสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 20 องศาจากจุดศูนย์กลาง) [ 2 ]
การแปลง
อุปกรณ์ทางแสงหลายชนิด โดยเฉพาะกล้องส่องทางไกลหรือกล้องส่องดูนก มักโฆษณาขอบเขตการมองเห็นโดยระบุในสองวิธี คือ ขอบเขตการมองเห็นเชิงมุม และขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้น ขอบเขตการมองเห็นเชิงมุมมักระบุเป็นองศา ในขณะที่ขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้นเป็นอัตราส่วนของความยาว ตัวอย่างเช่น กล้องส่องทางไกลที่มี ขอบเขตการมองเห็น (เชิงมุม) 5.8 องศาอาจโฆษณาว่ามีขอบเขตการมองเห็น (เชิงเส้น) 102 มิลลิเมตรต่อเมตร ตราบใดที่ขอบเขตการมองเห็นน้อยกว่าประมาณ 10 องศา สูตรการประมาณต่อไปนี้จะช่วยให้สามารถแปลงระหว่างขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้นและเชิงมุมได้ ให้ θ เป็นขอบเขตการมองเห็นเชิงมุมในหน่วยองศา และให้ φ เป็นขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้นในหน่วยมิลลิเมตรต่อเมตร จากนั้น โดยใช้การประมาณมุมเล็ก :
การมองเห็นด้วยเครื่องจักร
ในระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักรระยะโฟกัสของเลนส์และ ขนาด ของเซ็นเซอร์รับภาพจะกำหนดความสัมพันธ์คงที่ระหว่างขอบเขตการมองเห็นและระยะการทำงาน ขอบเขตการมองเห็นคือพื้นที่ของการตรวจสอบที่ถูกจับภาพโดยเซ็นเซอร์รับภาพของกล้อง ขนาดของขอบเขตการมองเห็นและขนาดของเซ็นเซอร์รับภาพของกล้องส่งผลโดยตรงต่อความละเอียดของภาพ (ซึ่งเป็นปัจจัยกำหนดความแม่นยำอย่างหนึ่ง) ระยะการทำงานคือระยะห่างระหว่างด้านหลังของเลนส์กับวัตถุเป้าหมาย
การตรวจเอกซเรย์คอมพิวเตอร์

ในการถ่ายภาพตัดขวาง (tomography ) ขอบเขตการมองเห็นคือพื้นที่ของภาพตัดขวางแต่ละภาพ ตัวอย่างเช่น ในการถ่ายภาพตัดขวางด้วยคอมพิวเตอร์ (CT scan ) สามารถสร้าง ปริมาตรของว็อกเซล (voxels)จากภาพตัดขวางเหล่านั้นได้โดยการรวมภาพตัดขวางหลายภาพเข้าด้วยกันตามช่วงการสแกน
การสำรวจระยะไกล
ในการสำรวจระยะไกลมุมตันที่องค์ประกอบตรวจจับ (เซ็นเซอร์พิกเซล) ไวต่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในเวลาใดเวลาหนึ่ง เรียกว่ามุมมองภาพทันทีหรือ IFOV ซึ่งเป็นการวัดความละเอียดเชิงพื้นที่ของระบบการถ่ายภาพสำรวจระยะไกล มักแสดงเป็นมิติของพื้นที่พื้นดินที่มองเห็นได้ สำหรับระดับความสูง ของเซ็นเซอร์ที่ทราบ [ 8 ] [ 9 ] IFOV ของพิกเซลเดี่ยวมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดของระยะทางที่แก้ไขบนพื้นดินระยะ ทางตัวอย่างบนพื้นดินฟังก์ชันการถ่ายโอนการมอดูเลชันและขนาดพิกเซลที่แก้ไขได้
ดาราศาสตร์
ในทางดาราศาสตร์ขอบเขตการมองเห็นมักแสดงเป็นพื้นที่เชิงมุมที่เครื่องมือมองเห็น โดยมีหน่วยเป็นตารางองศาหรือสำหรับเครื่องมือที่มีกำลังขยายสูงกว่า จะเป็นตารางนาทีเชิงมุมเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง ช่องภาพมุมกว้าง (Wide Field Channel) บนกล้องขั้นสูงสำหรับการสำรวจ (Advanced Camera for Surveys)ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลมีขอบเขตการมองเห็น 10 ตารางนาทีเชิงมุม และช่องภาพความละเอียดสูง (High Resolution Channel) ของเครื่องมือเดียวกัน มีขอบเขตการมองเห็น 0.15 ตารางนาทีเชิงมุม กล้องโทรทรรศน์สำรวจภาคพื้นดินมีขอบเขตการมองเห็นที่กว้างกว่ามาก แผ่นฟิล์มถ่ายภาพที่ใช้โดยกล้องโทรทรรศน์ Schmidt ของสหราชอาณาจักร มีขอบเขตการมองเห็น 30 ตารางองศา กล้องโทรทรรศน์ Pan-STARRSขนาด 1.8 เมตร (71 นิ้ว) พร้อมกล้องดิจิทัลที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบัน มีขอบเขตการมองเห็น 7 ตารางองศา ในย่านอินฟราเรดใกล้ WFCAM บนUKIRTมีขอบเขตการมองเห็น 0.2 ตารางองศา และ กล้องโทรทรรศน์ VISTAมีขอบเขตการมองเห็น 0.6 ตารางองศา จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ กล้องดิจิทัลสามารถครอบคลุมมุมมองภาพได้แคบกว่าแผ่นฟิล์มถ่ายภาพแม้ว่าจะมีประสิทธิภาพเชิงควอนตัมความเป็นเส้นตรง และช่วงไดนามิกที่เหนือกว่าแผ่นฟิล์มถ่ายภาพ รวมถึงประมวลผลได้ง่ายกว่ามากก็ตาม
การถ่ายภาพ
ในการถ่ายภาพ ขอบเขตการมองเห็นคือส่วนของโลกที่มองเห็นได้ผ่านกล้อง ณ ตำแหน่งและทิศทางเฉพาะในอวกาศ วัตถุที่อยู่นอกขอบเขตการมองเห็นเมื่อถ่ายภาพจะไม่ปรากฏในภาพถ่าย โดยส่วนใหญ่มักแสดงในรูปของขนาดเชิงมุมของกรวยการมองเห็น หรือมุมมองภาพสำหรับเลนส์ปกติที่โฟกัสที่ระยะอนันต์ ขอบเขตการมองเห็นในแนวทแยง (หรือแนวนอนหรือแนวตั้ง) สามารถคำนวณได้ดังนี้:
| ขนาดเซ็นเซอร์ | 10มม. |
| ระยะโฟกัส | 200มม. |
| FOV | 2.864° |
ที่ไหน:
- คือขนาดของเซ็นเซอร์ (แนวทแยง ความกว้าง หรือความสูง)
- คือระยะโฟกัสของเลนส์
กล้องจุลทรรศน์

ในการใช้กล้องจุลทรรศน์ ขอบเขตการมองเห็นในกำลังขยายสูง (โดยปกติคือกำลัง ขยาย 400 เท่า เมื่ออ้างอิงในเอกสารทางวิทยาศาสตร์) เรียกว่าขอบเขตการมองเห็นในกำลังขยายสูงและใช้เป็นจุดอ้างอิงสำหรับแผนการจำแนกประเภทต่างๆ
สำหรับวัตถุที่มีกำลังขยาย ขอบเขตการ มองเห็น (FOV) จะสัมพันธ์กับหมายเลขขอบเขต (FN) โดย
หากมีการใช้เลนส์ขยายอื่นๆ ในระบบ (นอกเหนือจากเลนส์วัตถุ) จะใช้ค่ากำลังขยายรวมสำหรับการฉายภาพ
วิดีโอเกม
ใน วิดีโอเกมมุมมองภาพหมายถึงมุมมองของกล้องที่มองไปยังโลกในเกม ซึ่งขึ้นอยู่กับวิธีการปรับขนาดที่ใช้
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ขอบเขตการมองเห็น
ขอบเขตการมองเห็น ( FOV ) คือ ขอบเขต เชิงมุมของโลกที่สามารถมองเห็นได้ในแต่ละช่วงเวลา ในกรณีของเครื่องมือหรือเซ็นเซอร์ทางแสง
มนุษย์และสัตว์
ในบริบทของการมองเห็นของมนุษย์และไพรเมต คำว่า "ขอบเขตการมองเห็น" มักใช้ในความหมายของการจำกัดสิ่งที่มองเห็นได้ด้วยอุปกรณ์ภายนอก เช่น เมื่อสวมแว่นตา [ 1 ] หรือ แว่นตา เสมือนจริง โปรดทราบว่าการเคลื่อนไหวของดวงตาได้รับอนุญาตในคำจำกัดความ...
การแปลง
อุปกรณ์ทางแสงหลายชนิด โดยเฉพาะ กล้องส่องทางไกล หรือกล้องส่องดูนก มักโฆษณาขอบเขตการมองเห็นโดยระบุในสองวิธี คือ ขอบเขตการมองเห็นเชิงมุม และขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้น ขอบเขตการมองเห็นเชิงมุมมักระบุเป็นองศา ในขณะที่ขอบเขตการมองเห็นเชิงเส้นเป็นอัตราส่วนของความยาว...
การมองเห็นด้วยเครื่องจักร
ใน ระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักร ระยะโฟกัส ของเลนส์และ ขนาด ของเซ็นเซอร์รับภาพ จะกำหนดความสัมพันธ์คงที่ระหว่างขอบเขตการมองเห็นและระยะการทำงาน ขอบเขตการมองเห็นคือพื้นที่ของการตรวจสอบที่ถูกจับภาพโดยเซ็นเซอร์รับภาพของกล้อง...