心理學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告視覺線索對(duì)深度知覺的影響

1、實(shí)驗(yàn)五視覺線索對(duì)深度知覺的影響（華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院心理系09級(jí) 張蕊 學(xué)號(hào)10090330213 ）摘要本實(shí)驗(yàn)旨在探究單、雙眼視覺線索對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性的影響，并比較和探究其原 因，學(xué)習(xí)測(cè)量雙眼觀察時(shí)的深度閾限的視差角。被試為09級(jí)本科生5名。實(shí)驗(yàn)采用霍瓦-多爾曼深度實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)量被試用單眼（優(yōu)勢(shì)眼）和用雙眼觀察的深度知覺，并計(jì) 算雙眼觀察時(shí)的深度閾限的視差角。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1.通過比較雙眼線索和單眼線索的深度 知覺，驗(yàn)證了單、雙眼視覺線索對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性有顯著影響，且單眼的深度知覺準(zhǔn)確性差于雙眼。2.被試雙眼觀察（觀察距離2m）時(shí)，深度閾限的視差角平均為16.60弧 秒。3.方向?qū)ι?/p>

2、度視覺的影響不顯著。關(guān)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(duì)物體遠(yuǎn)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、明暗和陰影、運(yùn)動(dòng)極差、結(jié)構(gòu) 極差等。（2 ）雙眼線索，包括水晶體的調(diào)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(zhǔn)確性是對(duì)于深度線索的敏感程度的綜合測(cè)定。單、雙眼觀察時(shí)深度知覺準(zhǔn)確性因視覺線索不同而不同。最早的深度知覺實(shí)驗(yàn)是Hvon Helmholtz于1866年設(shè)計(jì)的三針實(shí)驗(yàn)。后來H . J . Howard于1919年設(shè)計(jì)了一個(gè)深度知覺測(cè)量器。他測(cè)定了 106個(gè)被試，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)，雙眼的平均

3、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(dá)到 285mm，單眼和雙眼平均誤差之比為 20: I。這 足以表明雙眼在深度知覺中的優(yōu)勢(shì)。兩只眼睛的視野發(fā)生重疊是雙眼視差產(chǎn)生的重要基礎(chǔ)。物體同時(shí)刺激雙眼形成兩個(gè) 獨(dú)立的網(wǎng)膜視像，而人們?nèi)稳话阉X為單一的物體?？娎眨?912 ）認(rèn)為這是由于物體的同一部分落在兩個(gè)視網(wǎng)膜上相應(yīng)點(diǎn)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(chǎn)生視覺融合的空間點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)就在兩眼焦點(diǎn)和兩眼網(wǎng)膜影像點(diǎn)連線的延長 線上。視差角（輻合角）是雙眼視軸在注視點(diǎn)處相交所形成的夾角。 每個(gè)人的目間距（視 焦點(diǎn)間距）不

4、同，觀察相同的事物時(shí)，視差角也不相同。根據(jù)前人的研究，本實(shí)驗(yàn)做出以下假設(shè)：單、雙眼視覺線索對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性有顯 著影響，且單眼的深度知覺準(zhǔn)確性差于雙眼。2實(shí)驗(yàn)方法：2.1被試：華東師范大學(xué)本科二年級(jí)學(xué)生 9名2.2儀器：EP503深度知覺測(cè)試儀2.3程序：（1）學(xué)習(xí)使用深度知覺儀，被試坐在儀器面前，與觀察窗保持水平，通過觀察孔 進(jìn)行觀察，以儀器內(nèi)部三根立柱中兩側(cè)的立柱為標(biāo)準(zhǔn)刺激，距離被試兩米，位置固 定。以中間一根立柱為變異刺激，先由主試調(diào)到某一定的位置，然后由被試根據(jù)觀 察自由調(diào)節(jié)到他認(rèn)為三根立柱在同一平面上為止，主試記錄誤差。（2）在雙眼視覺的情況下，進(jìn)行 20次實(shí)驗(yàn)，其中有10次是變異刺

5、激在前，由近 向 遠(yuǎn)調(diào)整；有10次是變異刺激在后，由遠(yuǎn)向近調(diào)整，順序以及距離隨機(jī)安排，求出10次的平均結(jié)果。（3）按照上述程序，再做單眼視覺實(shí)驗(yàn) 20次，并求出平均結(jié)果。（4）主試仔細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。3結(jié)果：3.1單、雙眼深度知覺準(zhǔn)確性比較表1單雙眼深度知覺比較變異來源雙眼單眼標(biāo)準(zhǔn)誤1.8575.518自由度8t8.894p<0.05由上表數(shù)據(jù)可得，單、雙眼的深度知覺準(zhǔn)確性存在顯著差異，且單眼的深度知覺準(zhǔn)確性差于雙眼。3.2計(jì)算各被試的視差角公式視差角=206265 © Q/D &D+ Q）（弧秒）b :被試的目間距65mmD：觀察距離，本實(shí)驗(yàn)是2000mmD：視差距離，

6、即判斷誤差（平均數(shù)）表2不同被試雙眼觀察時(shí)的視差角被試-一-二二三四五六七八九視角差（弧秒）17.8213.8130.0314.385.8614.2119.7220.0568.84每個(gè)被試的視差角都不相同，正常為16左右。五號(hào)被試視力比一般人好得多，但還存在其它因素（如其實(shí)驗(yàn)箱中存在額外的視覺線索、實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察距離未達(dá)到 2m等）。九號(hào)被試為輕度近視， 未配眼鏡。去除兩名被試的特殊情況，其余7個(gè)被試視差角的平均值為16.60 。每個(gè)被試的視差角都不相同，正常為16左右。五號(hào)被試視力比一般人好得多，但還存在其它因素每個(gè)被試的視差角都不相同，正常為16左右。五號(hào)被試視力比一般人好得多，但還存在其它因

7、素3.3分別比較單、雙眼觀察時(shí)，從遠(yuǎn)到近和從近到遠(yuǎn)時(shí)的深度知覺準(zhǔn)確性表3不同方向的深度知覺準(zhǔn)確性比較變異來源雙眼單眼方向遠(yuǎn)-近與近-遠(yuǎn)遠(yuǎn)-近與近-遠(yuǎn)自由度88t0.7130.416p0.4960.688根據(jù)上表可得，單、雙眼觀察時(shí)均有p>0.05，所以方向?qū)ι疃戎X準(zhǔn)確性的影響不顯著。4討論4.1單、雙眼視覺線索對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性的影響本實(shí)驗(yàn)顯示：單眼的深度知覺準(zhǔn)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(yùn)動(dòng)極差、結(jié)構(gòu)極差等。在本實(shí)驗(yàn)的條件下，被試主要利用對(duì)象的大小和明暗進(jìn)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(diào)節(jié)和雙眼視軸的輻

8、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(duì)深度知覺準(zhǔn)確性遠(yuǎn)低于雙眼。4.2雙眼視差兩眼之間有一段距離，成人大約為 65毫米，在我們注視立體對(duì)象時(shí)，在左眼和右眼視網(wǎng)膜上的視像不完全落在相應(yīng)的部位上，出現(xiàn)了不大的差別。右眼對(duì)物體的右側(cè)面看得多一些，左眼對(duì)物體的左側(cè)面看得多一些， 兩個(gè)視像不能完全重合，而是向相反的方 向即向內(nèi)側(cè)偏斜，這種偏斜稱做雙眼視差。雙眼視物時(shí)的這種差異，轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng)，傳入大腦，經(jīng)過大腦皮層的分析、綜合 活動(dòng)，才產(chǎn)生了深度知覺?？梢姡诙S空間的視網(wǎng)膜上，立體物是兩個(gè)稍有差別的平 面物像。只是在經(jīng)過大腦的加工之后，才有了深度知覺。4.3結(jié)果誤差及其原因首先，樣本數(shù)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(shí)驗(yàn)儀器本身存在不足。（1）儀器內(nèi)光照不均。（2 ）移動(dòng)棒子時(shí)發(fā)出聲音。（3） 觀察距離、未落實(shí)到位。最后，被試的身高，坐姿對(duì)結(jié)果都有影響。從低角度向上看時(shí)， 可看到棒子的頂端。這樣就可以增加物體高度這一視覺線索。4.4深度知覺的實(shí)際應(yīng)用深度知覺在日常生活中應(yīng)用很廣，深度知覺儀可廣泛用于飛行員、炮手、運(yùn)動(dòng)員、汽車駕駛員及其他和深度知覺作業(yè)