只用一只眼睛看世界是不是会深度感知为零？

双眼视觉为我们提供了一个立体的世界，当你闭起一只眼睛的时候，是不是意味着你看到的世界感知深度就变成零了?当然不是这样的，尽管使用两只眼睛确实在深度感知中发挥着重要作用，但人类视觉系统还使用许多其他方法来感知深度。一般来说，实现深度感知的方法称为“深度感知线索”或简称为“深度线索”。深度感知是将场景视为三维世界的能力，其中包含根据三维物理运动的三维物体。

以下部分描述了所有各种深度线索，首先检查两眼深度线索，然后检查单眼深度线索。

两眼视差

最重要的深度线索之一是两眼视差。由于每只眼睛位于头部的不同位置，因此每只眼睛看到的世界视图都略有不同。左眼看到的东西和右眼看到的东西之间的差异取决于每个物体的三维形状及其在三维世界中的位置。物体距离您越近，左眼看到的东西和右眼看到的东西之间的差异就越大。因此，人脑能够从两只眼睛看到的差异中提取深度信息。如果你的左眼看到的椅子的图像和你的右眼看到的同一张椅子的图像几乎相同，那么椅子一定很远。相反，如果椅子的这两个图像非常不同，那么该物体一定非常接近。图1展示了这种效果。

整体的几何效果称为“视差”。当人类使用两只眼睛来利用视差时，称为“双眼视差”或“双眼视差”。左眼图像和右眼图像之间的差异称为“双眼视差”。大脑从这种差异中提取深度信息的能力称为“立体视觉”。

辐辏

另一个两眼深度线索是聚散度。当你的两只眼睛都直视同一个物体时，它们必须稍微向对方旋转才能做到这一点。眼睛旋转的程度取决于物体的距离。当一个物体离你很远时，你的两只眼睛只会向对方旋转一小段距离，以便都直视同一个物体。相反，当一个物体离您很近时，您的两只眼睛会互相旋转大量，以便都直视同一个物体。图2对此进行了演示。

参与眼球旋转的肌肉向大脑发送有关眼睛旋转程度的信号。然后大脑可以从这些信息中提取深度。请注意，这是动眼深度提示，而不是视觉深度提示，因此平面屏幕上的图像永远无法传达此深度提示。

独眼深度提示

尽管双眼深度线索（双眼视差和辐散度）在深度感知中发挥着重要作用，但它们并不是唯一的深度线索。其他十九个深度线索只需要一只眼睛就能工作。因此，这些线索被称为“单眼深度线索”或“单眼深度线索”。如果一个人只有一只正常的眼睛，他仍然可以使用这十九个其他深度线索来看到深度，如下所述。

1.运动视差

如果你看世界的时候动作很流畅，就相当于你不动，整个世界也在跟着动。当整个世界似乎在移动时，由于视差，离您较近的物体看起来会以更快的速度移动。您的大脑知道您视野中的所有移动物体都具有相同的真实有效速度（因为实际上只有一个物体（您的头部）在空间中移动）。因此，你的大脑可以通过物体移动的速度来确定它离你有多远。从几何角度来看，这源于上一节中描述的相同视差效应，但现在不同视角的图像是由于您将眼睛移动到不同的观看位置而不是使用两只眼睛而产生的。

图3演示了“运动视差”深度提示。左图显示了当不存在运动视差时，三维空间中静止点的随机集合。相比之下，右侧的动画显示了相同的静止点集合，但现在存在运动视差。该动画中呈现的特定类型的运动视差代表您在不断注视前方的同时反复向左和向右移动头部。

由于上面动画中的点没有有意义的形状或大小，它们是随机定位的，并且实际上并不移动，因此唯一存在的深度提示是运动视差。正如您所看到的，仅此一个深度线索本身就创造了一种令人信服的深度感。请注意，该动画是通过对所涉及的物理进行完整分析从头开始生成的，因此可能比使用3D渲染软件更准确。图4还演示了运动视差。

2.动力学深度效应

物理物体往往以大脑理解的常见方式移动，并可以用来提取深度信息。例如，对于正在旋转的刚性物体，该物体的每个部分都沿着现实世界中同一旋转轴的圆形路径行进。观察时，每个零件似乎都沿着围绕同一旋转轴的椭圆路径行进。此外，零件椭圆路径的大小取决于该零件距旋转轴的距离。你的大脑可以检测到这一点并提取深度信息。您的大脑还可以通过其他常见类型的运动来完成此类操作，例如径向运动、抛射运动、波动运动和行走运动。

图5中，有一组随机的点，没有任何有意义的大小或形状。在左边的图像中，点是静止的。在右侧的动画中，这些点围绕公共旋转轴一致旋转。在这两种情况下，观察者都是静止的。因此，动画显示了动态深度效果的旋转版本。因为您的大脑潜意识地理解并具有旋转物体的物理原理的经验，所以下面的动画看起来有深度。

动态深度效应与运动视差不同。运动视差涉及移动的观察者看着静止的世界（因此总是导致整个世界似乎朝同一方向移动），而动态深度效应涉及静止的观察者看着移动的物体。在某些特定情况下，运动视差和动态深度效应的物理原理可能是等效的。然而，通常情况并非如此。观察者无法通过移动头部来产生与挥动运动、行走运动、爆炸运动等的动态深度效果等效的结果。

上面的动画是特意使用没有有意义的形状、大小或位置的点创建的，因此唯一存在的深度提示是旋转运动的动态深度效果。该动画是通过对所涉及的物理进行完整分析从头开始生成的，因此可能比使用3D渲染软件更准确。下图还演示了旋转运动的动力学深度效应。

在这种情况下，动画涉及具有三维形状的单个对象的旋转，而不是多个没有形状的对象的旋转。左图中的生物没有旋转，因此看起来是扁平的。事实上，你甚至无法分辨它是哪种生物。相比之下，右侧的动画是旋转的，让您感受到霸王龙的三维形状。

有趣的是，由于上面的动画涉及具有有意义形状的扩展对象，因此旋转动力学深度效果不仅为您提供位置深度信息，还为您提供与形状相关的深度信息。

请注意，上面的两个动画正确地包含了观察真实旋转运动时固有的尺寸透视效果。例如，当恐龙靠近您并向右移动时，它的头部会显得稍大，而当它远离您并向左移动时，它的头部会显得稍小。由于这种透视效应，你的大脑只能正确地看到上面的恐龙朝一个方向旋转（当它向右移动时，它的头最靠近你）。这与双稳态旋转动画不同，双稳态旋转动画故意省略尺寸透视效果以创建双稳态感知错觉。下图还演示了动力学深度效应。

在这种情况下，动画涉及三维波浪运动。因为你的大脑潜意识地理解并体验过真实的波动，所以上面的动画看起来有深度。请注意，上面的动画仅包含随机的点集合，这些点没有有意义的形状或大小。因此，唯一存在的深度线索是波浪运动的动力学深度效应。上面的动画是使用对所涉及的物理的完整分析从头开始生成的，因此可能比使用3D渲染软件更准确。

下图展示了一种不同类型的动力学深度效应。在本例中，动画呈现了一个人走过墙壁的熟悉动作。因为你的大脑潜意识地理解并体验了行走运动，所以下面的动画显得有深度（即行走的人似乎在墙前）。令人惊讶的是，下面的动画不包含任何类型的直接形状信息，但您仍然可以看到人类行走。该动画经过专门构建，因此仅包含一个深度提示：人行走的动态深度效果。左边的图像显示了完全相同的点集合，但没有任何动态深度效果。因此，您在左侧看不到墙前的人。请注意，为了准确性，该动画是使用动作捕捉数据生成的。

下面的动画还演示了人类行走的动态深度效果。在这个动画中，您不仅感知到一个三维人物行走。您还会感觉到人类在三维空间中倾斜地向您走来，这增加了深度感。左边的图像显示了相同的点集合，不存在任何动态深度效应。

令人难以置信的是，上面的动画实际上只显示了十二个形状和大小毫无意义的黑点在平面白色屏幕上移动。然而，您的大脑可以感知到一个极其逼真的三维人物，其以极其逼真的三维方式移动。这是因为你的大脑对人类行走时所涉及的详细三维物理运动及其在人眼中的呈现方式非常敏感。请注意，该动画在开头包含两秒的冻结图像，以便您可以有效地识别出是运动赋予了深度感。和以前一样，为了准确性，上面的动画是使用动作捕捉数据生成的。

• 1
• 2
• 3
• 4
• Next