空間深度和立體視覺(1)

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1、空間深度感與立體視覺我們生活的世界是三維的，但是這并不是大腦的視覺系統(tǒng)直接得到的結(jié)論，因?yàn)槿搜凼峭ㄟ^在視網(wǎng)膜上的成像來觀察物體的，由于視網(wǎng)膜是二維的，所以在它上面生成的圖像也是二維的，從視網(wǎng)膜上得到的信息來看，出現(xiàn)的事物應(yīng)該是二維的，但我們看到的卻是三維的世界。這是因?yàn)槿搜勰墚a(chǎn)生立體視覺的重要基礎(chǔ)是空間深度感。人眼在觀察物體時(shí)，能一定程度上定性的長生距離遠(yuǎn)近的感覺，這種遠(yuǎn)近的感覺叫做空間深度感。無論是單眼還是雙眼，觀察時(shí)都有空間深度感，但雙眼的深度感比單眼的強(qiáng)而且可靠。1、單眼的深度感1）依據(jù)幾個(gè)物體之間的相互遮蔽關(guān)系，

2、判斷其相對(duì)遠(yuǎn)近；2）對(duì)高度相同的物體，可依據(jù)其對(duì)應(yīng)的視角來區(qū)分遠(yuǎn)近，視角大者距離較近。這也就是常說的“近大遠(yuǎn)小”的來由；3）根據(jù)對(duì)物體細(xì)節(jié)的辨認(rèn)程度也能比較物體的遠(yuǎn)近；4）通過眼肌收縮的緊張程度感知遠(yuǎn)近，但是這種感知只在近距離有效（2、3米內(nèi)）；5）依據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)熟悉的物體判定遠(yuǎn)近。2、雙眼深度感與立體視覺雙眼觀察到時(shí)候，除了以上的因素產(chǎn)生深度感覺之外，最重要的因素就是視差。人有兩只眼，兩眼之間有一定的距離，這就造成物體的影像在兩眼中有一些差異，也就是左右眼會(huì)形成一個(gè)視差，而大腦會(huì)根絕這個(gè)視差來感覺到立體影像。當(dāng)人注視一個(gè)平

3、面物體時(shí)，它的每一點(diǎn)都落在兩眼視網(wǎng)膜的對(duì)應(yīng)點(diǎn)上,視象互相吻合（圖1）。AB為平面物體,如果兩眼注視物體中間的Z點(diǎn),Z便落到雙眼視網(wǎng)膜中央凹的z′、z″，A和B部分也落到雙眼視網(wǎng)膜的對(duì)應(yīng)部位a′、a″和b′、b″。如將兩眼視網(wǎng)膜重合起來,兩個(gè)視象的位置是互相重合的,這時(shí)人就會(huì)知覺到一個(gè)平面的物體。當(dāng)人看一個(gè)立體物體時(shí)，兩眼視象便不完全落到對(duì)應(yīng)部位。因?yàn)閮裳壑g有60～65毫米的目間距，所以左眼看物體的左邊多些，右眼看物體的右邊多些，兩個(gè)視網(wǎng)膜象不完全重合，它們都偏向鼻側(cè)（圖2）。ABZ為一個(gè)立體（三角錐），當(dāng)眼睛注視Z點(diǎn)時(shí)

4、，Z便落到兩眼中央凹的z′、z″點(diǎn)上，A和B分別落到a′、a″和b′、b″上。a′與a″,b′與b″為非對(duì)稱點(diǎn),視象向鼻側(cè)偏移，即。這樣,立體的客體在兩眼視網(wǎng)膜上的呈象就有了差異，這個(gè)差異就叫雙眼視差。雙眼視差是深度知覺的主要線索。兩眼的不對(duì)應(yīng)的視覺刺激轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)興奮，傳到大腦便形成深度知覺。雙眼視差作為深度知覺線索的作用可通過實(shí)體鏡加以證實(shí)。圖3說明同視界的概念。當(dāng)用兩個(gè)眼睛觀察外界空間的一個(gè)物體F時(shí),兩個(gè)眼睛必然同時(shí)注視在這個(gè)物體上，物體在兩眼中央凹上成象，如f′和f″。這時(shí),通過F和兩眼水晶體形成的圓周上的各點(diǎn),也

5、都在兩眼視網(wǎng)膜上相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)上成象。這個(gè)圓周稱作同視界。同視界上任何一點(diǎn)在左右眼上的象在大腦中融合成為單一的視象。不在同視界上的各點(diǎn)，無論較遠(yuǎn)或較近的點(diǎn)刺激兩眼視網(wǎng)膜時(shí)，都在非對(duì)應(yīng)點(diǎn)上成象，形成視差，從而看起來比所注視的物體顯得遠(yuǎn)些或近些。如C遠(yuǎn)于F，左視網(wǎng)膜上c′和f′的距離大于右視網(wǎng)膜上的c″和f″的距離,c′和c″是非對(duì)應(yīng)點(diǎn),這個(gè)視差就會(huì)引起C遠(yuǎn)于F的知覺。********資料：立體視覺的應(yīng)用********1、立體電影人以左右眼看同樣的對(duì)象，兩眼所見角度不同，在視網(wǎng)膜上形成的像并不完全相同，這兩個(gè)像經(jīng)過大腦綜合以后

6、就能區(qū)分物體的前后、遠(yuǎn)近，從而產(chǎn)生立體視覺。立體電影的原理即為以兩臺(tái)攝影機(jī)仿照人眼睛的視角同時(shí)拍攝，在放映時(shí)亦以兩臺(tái)投影機(jī)同步放映至同一面銀幕上，以供左右眼觀看，從而產(chǎn)生立體效果。拍攝立體電影時(shí)需將兩臺(tái)攝影機(jī)架在一具可調(diào)角度的特制云臺(tái)上，并以特定的夾角來拍攝。兩臺(tái)攝影機(jī)的同步性非常重要，因?yàn)槟呐率菐资种幻氲恼`差都會(huì)讓左右眼覺得不協(xié)調(diào);所以拍片時(shí)必須打板，這樣在剪輯時(shí)才能找得到同步點(diǎn)。放映立體電影時(shí)，兩臺(tái)投影機(jī)以一定方式放置，并將兩個(gè)畫面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)完全一致地、同步地投射在同一個(gè)銀幕內(nèi)。在每臺(tái)投影機(jī)的鏡頭前都必須加一片偏光鏡

7、，一臺(tái)是橫向偏振片，一臺(tái)是縱向偏振片(或斜角交叉)，這樣銀幕就將不同的偏振光反射到觀眾的眼睛里。觀眾觀看電影時(shí)亦要戴上偏振光眼鏡，左右鏡片的偏振方向必須與投影機(jī)搭配，如此左右眼就可以各自過濾掉不合偏振方向的畫面，只看到相應(yīng)的偏振光圖象，即左眼只能看到左機(jī)放映的畫面，右眼只能看到右機(jī)放映的畫面。這些畫面經(jīng)過大腦綜合后，就產(chǎn)生了立體視覺。在戴眼鏡觀看的立體電影中，廣泛采用著彩色眼鏡法和偏光眼鏡法。彩色眼鏡法是把左右兩個(gè)視角拍攝的兩個(gè)影像，分別以紅色和青（或綠）色重疊印到同一畫面上，制成一條電影膠片。放映時(shí)可用一般放映設(shè)備，但

8、觀眾需戴一片為紅另一片為青（或綠）色的眼鏡。使通過紅鏡片的眼睛只能看到紅色影像，通過青色鏡片的眼睛只能看到青色影像。此法的缺點(diǎn)是觀眾兩眼色覺不平衡，容易疲勞；優(yōu)點(diǎn)是不需要改變放映設(shè)備。初期的立體電影常用這種方法。偏光眼鏡法的立體電影，從1922年開始一直為各國所重視，有些國家已和大視野的電影相結(jié)合，拍成質(zhì)量更高、效果