1、l 摘要深度知覺是指人對物體遠近距離即深度的知覺。作為深度知覺的線索有很多。本實驗將學習對霍瓦-多爾曼深度知覺測試儀的使用，測量比較單雙眼的深度知覺差異，并 利用公式n=206265aX/D(D+X)計算雙眼視差角(即深度知覺閾限)的值。一般情況下雙眼深度知覺準確性好于單眼深度知覺。本實驗采用兩名被試的單雙眼實驗數據 進行分析，其中一名被試的雙眼視差角較一般水平大，將在討論中猜測可能的原因。實驗中的變異刺激起始點采用隨機法，以消除動作誤差，并采取休息來減少疲勞誤差，實驗 儀器本身也已經消除了除視網膜及視差以外的線索，總體來看，誤差對實驗結果的影響不大。關鍵詞深度知覺，單眼，雙眼，深度知覺測試儀

2、，深度知覺閾限，視差角。l 引言深度知覺是指人對物體遠近距離即深度的知覺，它的準確性是對于深度線索的敏感程度的綜 合測定。在外界對象離眼一定距離時，人眼能感受到的深度知覺是受刺激差異程度影響的。 作為深度知覺的線索多種多樣。主要有：1)單眼視覺線索：遮擋(superposition)，線條透視(linear perspective)，空氣透視，明暗，陰 影(shadow)，運動級差，結構級差等。雙眼線索：水晶體的調節(jié)和雙眼視軸的輻合(v ergence)兩種。雙眼視覺線索(binocular cues )的雙眼視差(binocular disparity)是知覺立體物體和兩個物 體前后相對距離

3、的的主要線索，借助雙眼視差比借助上述各種線索更能精細地知覺相對距 離，特別是在缺乏其他線索來估計對象距離的時候，雙眼視差更為重要。當人看遠近不同的平面物體時，由于兩眼相距約65mm，兩眼視象便不完全落到對應部位， 這時左眼看物體的左邊多一點，右眼看物體的右邊多一點，它都偏向鼻側。這樣，在不同平 面上的物體在兩眼視網膜上的成像就有了差異，這一差異便稱為雙眼視差。因為雙眼比單眼 有更多的深度線索可以參照，所以根據以往的資料和生活實際，均可得到單眼的深度知覺準 確性差于雙眼。深度知覺的準確性是對于深度線索的敏感程度的綜合測定。以往對于深度知覺準確性的測定 主要有以下兩種方法：1)三針實驗(three

4、-needle experiment)。次實驗是由赫爾姆霍茲(H.V.Helmholtz，1821-1894) 設計的。以兩針為標準，被試在一定距離外，調節(jié)第三根針，使之與前兩針在同一平面為止。 黑姆霍茲的實驗證明像差閾限小于60角度秒。2)霍瓦-多爾曼(Haward-Dolman度實驗。1919年有霍瓦設計的深度知覺測量儀(depth perception apparatus)，代替三針實驗。本實驗正是采用這種方法。此儀器可測量人視覺深度 知覺的能力(深度知覺敏銳度)，并且在這種測試條件下，除了雙眼視差，即網膜上造成的 差異是深度知覺的明顯的線索起作用外，排除了其他深度知覺的線索。它可以廣泛

5、地應用于 與深度知覺有關項目運動員的測試和選撥。深度知覺閾限是用雙眼視角差來表示的。用a代表雙眼間的距離，F代表相應的變異刺激，F代表兩根標準刺激中的一根。R代表與 雙眼軸垂直相交的至F的距離。5代表在F與F間垂直相交的距離差。02代表左眼視線至 兩個對象的視角，01代表右眼視線至兩個對象的視角。由此可知，0201即為視角差，即 相應于兩眼對兩個對象的視線。0201在理想情況下是以角單位表示的兩個對象間的網膜 上距離的標尺。在弧度計算時，若計算到弧秒就應該乘上206 265這一轉換系數。公式為：視差角 n=206265aX/D(D+X)(單位：弧秒)2：目間距65mmD：觀察距離。本實驗為20

6、00mm （被試與儀器標尺零點距離，非觀察窗口距離）X：視差距離，即判斷誤差（平均數）3 方法：3.3實驗誤差：變異刺激在標準刺激的前或后，即離被試近或或的順序與起始點隨機化。被試在眼睛疲勞時進行休息，消除疲勞誤差?？赏普摚趩窝鄣纳疃戎X上，被試間無顯著性差異，3.2中的疑問出現在雙眼視角差上。根據公式計算可得n甲=1.122667弧度秒，n乙=30.396499弧度秒。被試乙的雙眼視角差較差。分析原因，此實驗中，被試乙單眼實驗由右眼完成，右眼視力正常，左眼有近視，在雙眼實 驗時，左眼看不清實驗儀器的立柱，可能導致雙眼的深度知覺與單眼深度知覺相似甚至更差。3.4深度知覺測試儀基本上除了雙眼視

7、差，即網膜上造成的差異是深度知覺的明顯的線索 外，排除了其他深度知覺的線索，但在實驗環(huán)境不同時，還是可能有其它線索的存在。明暗度。對于三根立柱的明暗度無法很好控制，在一定程度上可能造成猜測誤差，但影響不 會很大。被試坐的位置如果不是正對觀察窗口，會發(fā)現變異刺激與左右標準刺激的橫向距離會有些差 異，當前后深度距離越小，其差異值也隨之減小，在固定座位時，需要被試自己陳述并調整 座位的位置，以減少該線索帶來的額誤差。由上述3.3的推論，被試的雙眼自身狀況可能也會對實驗產生一定影響，在選取被試時，有 所選擇可能更好。摘要本實驗旨在探究單、雙眼視覺線索對深度知覺準確性的影響，并比較和探 究其原因，學習測

8、量雙眼觀察時的深度閾限的視差角。被試為09級本科生5名。 實驗采用霍瓦-多爾曼深度實驗，分別測量被試用單眼（優(yōu)勢眼）和用雙眼觀察 的深度知覺，并計算雙眼觀察時的深度閾限的視差角。實驗結果：1.通過比較雙 眼線索和單眼線索的深度知覺，驗證了單、雙眼視覺線索對深度知覺準確性有顯 著影響，且單眼的深度知覺準確性差于雙眼。2.被試雙眼觀察（觀察距離2m） 時，深度閾限的視差角平均為16.60弧秒。3.方向對深度視覺的影響不顯著。 關鍵詞深度知覺雙眼線索單眼線索視差角1引言：深度知覺是指人對物體遠近距離即深度的知覺。其線索多種多樣，主要有 三種。（1）單眼視覺線索，包括遮擋、線條透視、空氣透視、明暗和陰

9、影、運動 極差、結構極差等。（2）雙眼線索，包括水晶體的調節(jié)和雙眼視軸的輻合兩種。（3）雙眼視覺線索的雙眼視差。深度知覺的準確性是對于深度線索的敏感程度 的綜合測定。單、雙眼觀察時深度知覺準確性因視覺線索不同而不同。最早的深度知覺實驗是Hvon Helmholtz于1866年設計的三針實驗。后來H . J . Howard于1919年設計了 一個深度知覺測量器。他測定了 106個被試， 結果發(fā)現，雙眼的平均誤差為14 . 4mm，其中誤差僅5.5mm的有14人；誤 差有3 . 6mm的有24人。但單眼的平均誤差則達到285mm，單眼和雙眼平均 誤差之比為20 : l。這足以表明雙眼在深度知覺中

10、的優(yōu)勢。兩只眼睛的視野發(fā)生重疊是雙眼視差產生的重要基礎。物體同時刺激雙眼形 成兩個獨立的網膜視像，而人們任然把它知覺為單一的物體。繆勒（1912 ）認 為這是由于物體的同一部分落在兩個視網膜上相應點的緣故。此后，繆勒和菲特 用視野單向區(qū)這一概念來描述能產生視覺融合的空間點。這個點就在兩眼焦點和 兩眼網膜影像點連線的延長線上。視差角（輻合角）是雙眼視軸在注視點處相交 所形成的夾角。每個人的目間距（視焦點間距）不同，觀察相同的事物時，視差 角也不相同。根據前人的研究，本實驗做出以下假設：單、雙眼視覺線索對深度知覺準確 性有顯著影響，且單眼的深度知覺準確性差于雙眼。3結果：3.1單、雙眼深度知覺準確

11、性比較表1單雙眼深度知覺比較變異來源雙眼單眼 TOC o 1-5 h z 標準誤1.8575.518自由度8t8.894p0.05，所以方向對深度知覺準確性的影響不顯著。4討論4.1單、雙眼視覺線索對深度知覺準確性的影響本實驗顯示:單眼的深度知覺準確性顯著差于雙眼。單眼視覺線索，包括遮擋、線條透視、空氣透視、明暗和陰影、運動極差、結 構極差等。在本實驗的條件下，被試主要利用對象的大小和明暗進行判斷，其余 的線索都不存在。雙眼視覺線索，除了雙眼視差，還有水晶體的調節(jié)和雙眼視軸 的輻合。雙眼提供的線索是判斷深度知覺的最主要的線索，所以單眼對深度知覺 準確性遠低于雙眼。4.2雙眼視差兩眼之間有一段距

12、離，成人大約為65毫米，在我們注視立體對象時，在左眼 和右眼視網膜上的視像不完全落在相應的部位上，出現了不大的差別。右眼對物體的右側面看得多一些，左眼對物體的左側面看得多一些，兩個視像不能完全重合，而是向相反的方向即向內側偏斜，這種偏斜稱做雙眼視差。雙眼視物時的這種差異，轉化為神經沖動，傳入大腦，經過大腦皮層的分析、 綜合活動，才產生了深度知覺?？梢?，在二維空間的視網膜上，立體物是兩個稍 有差別的平面物像。只是在經過大腦的加工之后，才有了深度知覺。4.3結果誤差及其原因首先，樣本數量不足，代表性也不足（矯正視力正常，但大部分被試裸眼視力 很差）。其次，實驗儀器本身存在不足。（1）儀器內光照不均。（2）移動棒子時發(fā)出聲 音。（3）觀察距離、未落實到位。最后，被試的身高，