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[科普中国]-单眼深度线索

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单眼深度线索(单眼线索)是视空间知觉的线索之一,主要强调视觉刺激本身的特点。

单眼线索即指单凭一只眼睛即可利用的线索从而相当好地感知深度,艺术家们特别擅长利用单眼线索制作作品中的深度等空间关系。

单眼线索很多,主要包括:对象的相对大小、遮挡、质地梯度、明亮与阴影、线条透视、空气透视、运动视差、眼睛的调节等。

简介在视空间知觉上,心理学家一直探讨两个问题:(1)我们视网膜是二维的,有没有“距离感受器”,那我们是怎么能够知觉到三维的视觉呢?(2)如果视空间知觉的获得是得益于双眼协调并用,那为何在许多时候仅凭单眼仍旧能够获得准确的空间知觉? 概括以往资料,空间知觉依靠许多客观条件和机体内部条件或线索并综合有机体的已有视觉经验来达到。总而言之,视空间知觉的线索包括单眼线索与双眼线索。其中单眼线索强调刺激本身特点,双眼线索则强调双眼的协调活动所产生的反馈信息1。

单眼线索的种类(1)对象的相对大小(relative size)对象的相对大小是距离知觉的线索之一。 小圆点好像离我们远些,大圆点好像离我们近些。对于熟悉物体的判断则有所不同,高矮不同的两个熟人,如果现在你看到那个本来矮小的人显得高大些,而那个本来高大的人看起来矮小些,那么,你便会觉察到前者离你近些,后者则离你远些。

(2)遮挡(occlusion)如果一个物体被另一个物体遮挡,遮挡物看起来近些,而被遮挡物则觉得远些。物体的遮挡是距离知觉的一个线索(见图)。 如果没有物体遮挡,远处物体的距离就难以判断。例如,高空的飞机倘若不与云重叠,就很难看出飞机和云的相对高度。

(3)质地梯度(texture gradient)。视野中物体在视网膜上的投影大小及投影密度上的递增和递减,称为质地梯度。当你站在一条砖块铺的路上向远处观察,你就会看到越远的砖块越显得小,即远处部分每一单位面积砖块的数量在网膜上的像较多。看图中的两个图形, 上部质地密度较大,下部质地单元较少,于是产生了向远方伸延的距离知觉。

(4)明亮和阴影(light and shadow)。我们生活在一个光和阴影的世界里。它帮助我们感知体积、强度、质感和形状。黑暗、阴影仿佛后退,离我们远些;明亮和高光部分得突出,离我们近些(见图)。 在绘画艺术中,运用明暗色调,把远的部分画得灰暗些,把近的部分画得色调鲜明些,以造成远近的立体感。

(5)线条透视(linear perspective)。同样大小的物体,离我们近,在视角上所占的比例大,视像也大;离我们远,在视角上所占的比例小,视像也小。平行线,如火车轨道, 会在远处汇聚。汇聚线越多,知觉的距离越远(见图)。

(6)空气透视(atmosphere perspective)。由于空气的散射,当我们观看远处物体时都会感受到:能看到的细节就越少;物体的边缘越来越不清楚,越来越模糊;物体的颜色变淡,变得苍白,变得灰蒙蒙的。远处物体在细节、形状和色彩上的这些衰变现象,称为空气透视。当然,空气透视和天气的好坏很有关系。天高气爽,空气透明度大,看到的物体就觉得近些;阴雾沉沉或风沙弥漫,空气透明度小, 看到的物体就觉得远些。如图所绘的“布里斯托尔的宽码头”, 其中不仅利用了空气透视原理,还综合运用了质地梯度、遮挡、线条透视及相对大小和相对高度等线索。

(7)运动视差(motion parallax)。头只要稍微一转动,物体与视野的关系就变了。这种由于头和身体的活动所引起的视网膜物像上物体关系的变化,称为运动视差。当我们运动时,原来静止的物体看上去也在运动。坐过火车的人有这样的经验:在火车上注视窗外的一个物体,如一座房子,那么,比房子近的物体向后运动,物体越近,运动得越快,而注视点远处的物体则和你同时运动,物体越远,运动速度越慢。

(8)眼睛的调节人在看东西的时候,为了使视网膜获得清晰的物像,水晶体的曲率就要发生变化:看近物时,水晶体较凸起;看远物时,水晶体比较扁平。这种变化是由睫状肌进行调节的。睫状肌在调节时产生的动觉,给大脑提供了物体远近的信息。不过,调节作用只在几米的范围内有效,且分辨力较差。

本词条内容贡献者为:

殷晓莉 - 儿童心理专家 副教授 - 中国科学院心理研究所