单双眼视深度知觉
2007年05月09日星期三 12:43
摘要本次实验使用深度知觉测量仪比较了两名女性被试单双眼在辨别远近中的差异，并学习了测量视觉深度知觉准确性的方法，探讨了单双眼对视觉深度知觉中的影响。
全班被试实验结果表明，双眼和单眼辨别远近的能力有显著差异。
关键词：单双眼视深度知觉辐合角差
1 前言
最早的深度知觉实验是H.von Helnholtz设计的三针实验。
他将两根针垂直地固定在同一距离上，让被试移动处于它们之间但不在同一距离的另一根针，直到是他看起来刚刚和那两根针一样远为止。
这跟针和那两根针的连线的垂直距离，就是深度知觉的误差。
1919年H.J.Howard设计了一个深度知觉测量仪，代替三针实验。
这个测量仪上有一根固定的棒，在它的旁边还有一根可以前后移动的棒。
被试在6m远处通过一个长方形窗口只能看到这两根半棒的中间部分，让他拉动一根绳子来调节可以移动的那根半的位置，直到他认为两根棒一样远为止。
两根棒的距离之差，就是深度知觉的误差。
Howard用恒定刺激法，取75%点作为阈限，测定了106个被试，结果发现，双眼的平均误差为14.4mm，其中误差仅5.5mm的有14人；误差有360mm的有24人。
但单眼的平均误差则达到235mm，单眼和双眼平均误差值比为20：1。
这足以表明双眼在深度知觉中的优势。
1934年，L.S.Woodburne用光的细缝代替棒，而光的细缝可随距离变化，使网膜像始终保持恒定。
实验结果也证明深度知觉的阈限大约是2.12弧秒。
如用长度（mm）表示深度知觉的误差，就必须注明测定时的观察距离有多远。
为了简便起见，深度知觉的误差常用辐合角的差来表示。
辐合角是双眼视轴在注视点出现相交所形成的夹角。
被判断为等远的两个物体所形成的辐合角之差，就可以作为深度知觉准确性的指标，辐合角差的计算如下：
A和B是由被试判断为距离相等的两个点，它们和被试的距离分别为D和D+△D，LR为目间距，常用ɑ表示。
在计算辐合角的差是要将弧度换算为角秒。
辐合角差的计算公式为：
因各人的目间距不尽相同，在比较两人的辐合角差时，要用各自的目间距计算辐合角。
有人用多数人目间距平均值（65mm）计算辐合角，只是为了方便罢了。
杨博民用类似Howard设计的深度知觉测量仪对大学生测定的结果与Howard 的结果基本一致（见表20-1）。
本次实验探讨单双眼对视觉深度知觉中的影响，我们的实验假设是，全班被试双眼和单眼辨别远近的能力有显著差异。
2 方法
2.1 被试：两名女性大学生，身体健康，视力或者矫正视力正常。
年龄均为22岁。
2.2 仪器和材料：
Howard-Dolman深度知觉的测量器，遮眼勺。
2.3 实验设计：
本次实验的自变量是深度线索（单眼、双眼）；因变量是被试的深度视觉误差。
2.4 实验程序：
2.4.1让被试用双眼观察。
将深度知觉器上固定的直棒作为标准刺激，可以移动的直棒作为变异刺激。
让被试坐在离仪器窗口0.5m处，眼睛与窗口等高；
2.4.2被试坐好之后，指导语为：“你坐在这里能看见前面的窗口里有两根垂直的立棒，请你移动手边的那个旋钮来调节右边那根棒的远近，当你用双眼观察时觉得它和左边那根棒离你同样远时为止，按这种作法要做很多次，要求都是一样的。
”
2.4.3每次将变异刺激都调到显然比标准刺激较远的位置，但各次的起点不要相同。
这样共做5次，每次把被试调节的结果即两根棒的距离（mm）记录于表中；
2.4.4让被试只用优势眼观察，按上述方法调节直棒，共做10次；
2.4.5让被试再用双眼观察，用同样方法测定5次；
2.4.6换被试，重复实验。
3 结果
3.1 单眼、双眼的深度知觉误差（mm）记录表
3.2
全班被试双眼和单眼10次测量误差的平均值
3.3 检验全班被试双眼和单眼辨别远近的能力是否有显著差异，方法是相关样本t检验。
经检验，t=-5.347,df=10,p=0.000<0.01,说明全班被试双眼和单眼辨别远近的能力有显著差异。
4讨论
4.1本次实验的自变量是深度线索（单眼、双眼）；因变量是被试的深度视觉误差。
4.2本次实验达到了实验的假设，p=0.000<0.01,表明被试双眼和单眼辨别远近的能力有显著差异的；而且从上面的数据我们可以知道，其双眼精度远高于单眼精度，那么，一个疑问，就是双眼辨别远近为什么比单眼辨别远近精度高呢？
先解释一下双眼视觉线索，它主要是指双眼视差，在空间上立体对象造成的两眼视觉上的差异就是双眼视差。
两眼在相应部位的视觉刺激，以神经兴奋的形式传到大脑皮层，便形成主体知觉或深度知觉。
借助于双眼视差比借助于其它各线索更能精细的知觉相对距离。
距离和深度视觉主要是两眼的机能。
在正常的知觉情况下，人都会利用双眼来观察环境和物体。
物体越近，视差越明显，人眼就是由视差获得深度感的信息。
在查资料的时候，正好看到Kunnapas于1968年，用五个系列实验来评价每种线索对深度知觉的作用，实验发现，被试可以利用的深度线索越多，其判断就越准确。
单眼视觉靠的一般是空间视觉的物理条件，主要是人的经验作用，这些物理条件也可以提供环境中物体的相对距离的信息。
这些刺激物具备以下的特征：大小、遮挡或者重叠、线条透视等等。
与两眼相比，只能是个大概；而双眼视觉的优势是，可以相互补充，不断的修正，精度大大的提高，这也是人类进化的结果。
4.3写到这的时候，我有个疑问，我是个军事爱好者，我们发现这样一个现象，就是在军事训练中，端枪瞄准的时候，是睁一只眼睛的，就是用一只眼睛瞄准，特别是打击远距离目标的时候。
在留下来的各种影片和记录片中，我们都可以看到，近距离战斗的时候，没有看到谁是用一只眼睛，都是端枪就打，而且准确性都极高，唯一的区别是谁先抠动扳机。
当距离比较远的时候，战士就会闭上一只瞄准，好象本能反应一样。
这个事例也证明了在近距离的时候，双眼视觉深度肯定是很准确的，判断方位非常正确，而且两眼的视野范围更大，所以就更安全。
但是引用这个事例，我想说的是，既然双眼视觉深度精度高于单眼，为什么人们在射击远目标的时候要
使用单眼呢，难道就只是为了瞄准方便？是否还有一种可能的原因就是在距离增加到一定的距离时，单眼视觉可能起的作用会更大。
但是受我们实验条件所限，上述推论也只是一个假设，没有能够再设计一个实验来验证。
在查找资料的时候，发现前人已经做了这个工作，在Kunnapas的实验结论中上述假设已经有体现：即“随着距离的增加，被试判断的准确性就明显下降，这表明单眼线索对短距离的深度准确性判断作用不大，生理调节线索和双眼线索在判断中的作用较大。
然而，随着观察距离的增加（1000英尺外），人就越来越依赖于单眼线索，当然准确性会下降很多。
”
4.4 在现在社会中，汽车已经越来越普遍了，但是是否所有的人适合驾驶？答案是否定的。
驾驶员主要的行为是驾驶，其对物体深度的感知和远近的判断是在运动中进行的，因此驾驶员必须能够随时随地的准确判断各种交通工具的准确空间距离。
在人多车多的小路上，两车相遇的时候，倒车入库的时候，都必须认真准确的判断空间距离，这就对驾驶员提出了高的要求，那么在军队征召驾驶员的时候，我们就可以运用这个实验来检测驾驶员的素质，相信在以后的发展中，视觉深度实验必定还会有更多的发展空间。
5结论
（1）本次实验是成功的，证明了实验的假设，双眼和单眼辨别远近的能力有显著差异。
；
（2）近距离的时候，双眼视差准确性远高于单眼视差，随着距离的增加，人更倾向于使用单眼线索；
（3）随着社会的发展，视觉深度实验在社会应用中会有更大的发展。
6参考文献
1#
2 张学民，舒华等主编，《实验心理学纲要》，北京师范大学出版社出版，p215-219。