深度知覺 雙眼視差與單眼線索在深度知覺上的差異

深度知覺實(shí)驗(yàn)編號(hào)：2013學(xué)年第1學(xué)期實(shí)驗(yàn)名稱深度知覺專業(yè)年級(jí)：實(shí)驗(yàn)組別：實(shí)驗(yàn)者：其他成員：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：

雙眼視差與單眼線索在深度知覺上的差異摘要本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)雙眼和單眼在深度知覺上的誤差的測(cè)定，學(xué)習(xí)使用深度知覺測(cè)試儀測(cè)量深度知覺閾限并計(jì)算深度閾限的視差角，探討分析雙眼和單眼在深度辨別中的差異，了解雙眼視差的生理基礎(chǔ)，探尋其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。被試為華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院心理學(xué)專業(yè)12級(jí)本科生4人。本實(shí)驗(yàn)使用EP503深度知覺測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：雙眼與單眼深度知覺能力有著極其顯著性差異，雙眼和單眼深度知覺能力個(gè)體沒有顯著性差異，且性別差異也不顯著。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了雙眼視差比單眼線索在判斷相對(duì)距離時(shí)具有更大的作用，初步探討了深度視覺在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。關(guān)鍵詞深度知覺雙眼視差單眼線索深度閾限視差角引言深度知覺是指人對(duì)物體遠(yuǎn)近距離即深度的知覺。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評(píng)定。以往對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性的測(cè)定主要有以下兩種方法：(1)三針實(shí)驗(yàn)。黑姆霍茲在1866年設(shè)計(jì)的。它以兩針為標(biāo)準(zhǔn)，被試在一定距離外，調(diào)節(jié)第三根針，使之與前兩根在同一平面為止。(2)霍瓦―多爾曼深度試驗(yàn)，1919年由霍瓦設(shè)計(jì)的深度知覺測(cè)量?jī)x，代替了三針實(shí)驗(yàn)?；敉叩难芯拷Y(jié)果表明：雙眼平均誤差為14.4mm，單眼達(dá)285mm，但雙眼誤差比約20:1，說明了雙眼在深度知覺中的優(yōu)勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)采用的就是霍瓦設(shè)計(jì)原理的深度知覺測(cè)試儀進(jìn)行的測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)采用的是ABBA法，分別測(cè)量雙眼、單眼深度知覺，ABBA法可以盡量消除被試的視覺疲勞。與以往實(shí)驗(yàn)相比本實(shí)驗(yàn)使用的是EP503深度知覺測(cè)試儀，在儀器上更加的先進(jìn)，本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際意義在于可以用來測(cè)量飛行員、司機(jī)等需要精確深度知覺的人員。深度知覺受眾多因素的影響。諸如雙眼的輻合與調(diào)節(jié)、雙眼視差、視象大小、運(yùn)動(dòng)視差、線條透視、亮度與背景、觀察姿勢(shì)等主觀線索都與深度知覺有著密切的聯(lián)系。因此實(shí)驗(yàn)中我們要盡量的控制變量，消除其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。人類的深度運(yùn)動(dòng)知覺，是通過檢測(cè)二維平面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而形成的。視覺系統(tǒng)中存在對(duì)視平面內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)敏感的神經(jīng)元，構(gòu)成深度運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)機(jī)制，產(chǎn)生單眼深度運(yùn)動(dòng)知覺和雙眼深度運(yùn)動(dòng)知覺。在心理學(xué)上，視覺利用物體視角變化及大小知覺的恒常性判斷深度運(yùn)動(dòng)。雙眼視察的生理基礎(chǔ)是兩只眼睛的視野發(fā)生重疊，由于人的兩只眼睛相距約65mm，物體在視網(wǎng)膜的影像并不是完全重疊的，由于來自兩眼的不重疊信息在視覺皮層處會(huì)聚，這就導(dǎo)致了雙眼視差。雙眼視差在立體視覺形成過程中起關(guān)鍵作用。本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖峭ㄟ^對(duì)深度知覺的測(cè)定，計(jì)算出視差角，分析雙眼和單眼是否在深度知覺上存在差異，個(gè)體間是否存在顯著性差異，以及是否存在性別差異，同時(shí)驗(yàn)證是否雙眼視差比單眼線索在判斷相對(duì)距離時(shí)具有更大的作用，討論其在實(shí)際中的應(yīng)用。研究方法實(shí)驗(yàn)1：雙眼線索下的深度知覺被試華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院12級(jí)本科生4名，1男3女，矯正視力正常實(shí)驗(yàn)儀器與材料EP503深度知覺測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟被試坐在儀器面前，手握開關(guān)盒，眼睛與觀察窗保持水平，通過觀察孔進(jìn)行觀察。儀器內(nèi)部三根立柱中兩側(cè)的立柱為標(biāo)準(zhǔn)刺激，標(biāo)準(zhǔn)刺激對(duì)應(yīng)的尺度0位與被試距離為2米。中間一根立柱為變異刺激，先由主試調(diào)到某位置，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（可來回調(diào)）。主試記錄誤差。指導(dǎo)語(yǔ)：這是一個(gè)深度知覺的實(shí)驗(yàn)。每次在主試將其中一根棒與邊上棒調(diào)到某位置后，請(qǐng)你手握開關(guān)盒按上面的按鈕，移動(dòng)其中一根棒。當(dāng)你感覺其中一根棒與邊上棒為同一平面時(shí)就停止。實(shí)驗(yàn)要做很多遍，請(qǐng)你認(rèn)真完成。進(jìn)行20次試驗(yàn)，其中有10次是變異刺激（可移動(dòng)的立柱）在固定的兩立柱之間，被試由近向遠(yuǎn)調(diào)節(jié)；有10次是變異刺激在后，被試由遠(yuǎn)向近調(diào)節(jié)。中間注意休息一段時(shí)間。實(shí)驗(yàn)后利用公式計(jì)算視差角。實(shí)驗(yàn)2：?jiǎn)窝劬€索下的深度知覺被試華東師范大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院12級(jí)本科生4名，1男3女，矯正視力正常實(shí)驗(yàn)儀器與材料EP503深度知覺測(cè)試實(shí)驗(yàn)步驟被試坐在儀器面前，手握開關(guān)盒，眼睛與觀察窗保持水平，通過觀察孔進(jìn)行觀察。儀器內(nèi)部三根立柱中兩側(cè)的立柱為標(biāo)準(zhǔn)刺激，標(biāo)準(zhǔn)刺激對(duì)應(yīng)的尺度0位與被試距離為2米。中間一根立柱為變異刺激，先由主試調(diào)到某位置，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（可來回調(diào)）。主試記錄誤差。指導(dǎo)語(yǔ)：這是一個(gè)深度知覺的實(shí)驗(yàn)。每次在主試將其中一根棒與邊上棒調(diào)到某位置后，請(qǐng)你手握開關(guān)盒按上面的按鈕，移動(dòng)其中一根棒。當(dāng)你感覺其中一根棒與邊上棒為同一平面時(shí)就停止。實(shí)驗(yàn)要做很多遍，請(qǐng)你認(rèn)真完成。使被試使用單眼優(yōu)勢(shì)眼進(jìn)行試驗(yàn)。進(jìn)行20次試驗(yàn)，其中有10次是變異刺激（可移動(dòng)的立柱）在固定的兩立柱之間，被試由近向遠(yuǎn)調(diào)節(jié)；有10次是變異刺激在后，被試由遠(yuǎn)向近調(diào)節(jié)。中間注意休息一段時(shí)間。實(shí)驗(yàn)后利用公式計(jì)算視差角。結(jié)果計(jì)算在雙眼觀察情況下，表示深度閾限的視差角視差角=206265Xb?D/[D(D+?D)](單位：弧秒)目間距：b=65mm觀察距離：D=2000mm視差距離?D=6.4mm視差角=21.38(弧秒)單雙眼視差的差異性檢驗(yàn)以單雙眼為自變量，對(duì)被試的視差角進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)得tdf=79視差的性別差異性檢驗(yàn)以被試性別為自變量，在不同刺激（單雙眼）條件下，以視差角為因變量做t檢驗(yàn)得到結(jié)果在兩種刺激條件下性別的影響效應(yīng)均達(dá)到顯著。認(rèn)為深度知覺視差角存在顯著的性別差異。表格SEQ表格\*ARABIC1不同刺激下性別對(duì)深度知覺視差角的影響t檢驗(yàn)分析表刺激類型dft單眼158*.777雙眼158*.202*表示在.05水平上顯著視差的個(gè)體差異檢驗(yàn)以被試為自變量，在不同刺激下，對(duì)視差角做單因素方差分析，結(jié)果得到在兩種刺激下個(gè)體差異顯著。表格2不同刺激下個(gè)體差異對(duì)深度知覺視差角的影響ANOVA分析表刺激類型ddF單眼375*.246雙眼375*.632討論單雙眼的視差差異單眼與雙眼在辨別深度方面具有顯著性的差異，且單眼是雙眼的5.53倍，雖然與霍瓦―多爾曼的研究結(jié)果20倍相差較遠(yuǎn)，但也足以說明了單眼與雙眼在深度知覺方面具有顯著性的差異。視覺線索分為單眼線索和雙眼線索。單眼視覺線索包括對(duì)象的相對(duì)大小、遮擋、質(zhì)地梯度、明亮和陰影、線條透視、空氣透視、運(yùn)動(dòng)視差和眼睛的調(diào)節(jié)、相對(duì)高度等。雙眼視覺線索包括視軸輻合或雙眼會(huì)聚，以及雙眼視差。雙眼提供的線索是判斷深度知覺的最主要的線索，雙眼視物時(shí)的差異，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，所以單眼對(duì)深度知覺準(zhǔn)確性遠(yuǎn)低于雙眼。深度知覺的機(jī)制分析與單眼線索深度知覺分析深度知覺的機(jī)制：深度知覺主要來自于雙眼視覺線索。雙眼視察的生理基礎(chǔ)是兩只眼睛的視野發(fā)生重疊——由于人的兩只眼睛相距約65mm，物體在視網(wǎng)膜的影像并不是完全重疊的，由于來自兩眼的不重疊信息在視覺皮層處會(huì)聚，這就導(dǎo)致了雙眼視差，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。而試驗(yàn)中沒有雙眼線索單眼也可以判斷遠(yuǎn)近主要是依靠單眼視覺線索。單眼視覺線索則主要包含相對(duì)大小、遮擋、質(zhì)地梯度、明亮和陰影、線條透視、空氣透視、運(yùn)動(dòng)視差和眼睛的調(diào)節(jié)、相對(duì)高度等。被試在單眼實(shí)驗(yàn)中，存在身體亂動(dòng)以尋找背景信息的行為，這也是一個(gè)佐證。結(jié)論雙眼深度知覺的準(zhǔn)確性顯著高于單眼深度知覺深度知覺存在顯著的性別差異與個(gè)體差異雙眼視差角為21.38弧秒?yún)⒖嘉墨I(xiàn)1. 郭秀艷.實(shí)驗(yàn)心理學(xué),第一版.北京:人民教育出版社,