只用一只眼睛看世界是不是会深度感知为零?

3.光学扩展的深度

当一个物体稳定地向你移动时,它的外观尺寸会以特定的方式增加。它看起来变大的速度取决于它离你有多远以及它向你移动的速度有多快。当物体距离很远时,它会显得非常缓慢地变大。当物体非常接近时,它会显得很快变大。这种效应称为光学膨胀。你的大脑不仅可以推断出物体的运动,还可以推断出物体的距离。请注意,反之亦然:一个稳定地远离您的物体似乎以与其距离成正比的速度变小。

当棒球被扔向你时,你的大脑会利用光学扩张来记录它的距离。这可以帮助您在正确的时间正确接球。光学扩展深度提示与动态深度效果提示类似,不同之处在于,在动态深度效果提示中,您的大脑正在分析物体在空间中改变位置的表观速度。相反,在光学扩展深度提示中,您的大脑正在分析物体的外观尺寸变化的速率。直接朝您行驶的火车将具有零动深度效应,但会具有显着的光学膨胀。

下图演示了“光学扩展”深度提示。右侧的动画显示了一个棒球,它正确地经历了因向您投掷而产生的光学膨胀。为了进行比较,左图显示了没有光学扩展的相同棒球。(动画中还包含一点旋转和动态深度效果,因为如果没有这些,动画看起来会很奇怪不自然。)

图10、光学扩展深度提示
图10、光学扩展深度提示

需要完全明确的是,光学膨胀不仅仅涉及物体在向您移动时看起来变大。它还涉及到物体以一种由物理学决定的特定的非线性方式变大。你的大脑潜意识地理解并拥有这种物理学的经验,因此可以提取深度信息。请注意,此动画是通过对棒球的位置、速度和表观尺寸(作为棒球进行曲线球抛射运动的时间的函数)进行物理精确计算而生成的。

4.熟悉的形状

如果某个物体具有熟悉的形状,您的大脑可以从记忆中回忆起该物体与观看真实物体相对应的外观形状,然后从那里进行推断。通过这种方式,可以感知物体的三维形状,而不需要任何其他深度线索。下图演示了“熟悉的形状”深度提示。

图11、熟悉的形状深度提示
图11、熟悉的形状深度提示

右图实际上包含白色平面屏幕上的一系列黑色直线和灰色区域。然而,这些线条的排列方式与您在真实表格中看到的熟悉形状相同。因此,你感知深度。左图显示了与右图在相同位置连接的直线数量完全相同,但它似乎没有深度,因为直线的角度都是“错误的”。换句话说,左侧的对象不具有查看真实表格时所出现的正确熟悉形状。请注意,对于右侧的图像,我故意绘制了没有透视效果的表格,以便唯一的深度提示是熟悉的形状提示。

5.相对大小

如果你视野中的两个物体是同一类型的物体,那么你的大脑就会认为它们的真实物理尺寸一定是相同的。因此,你的大脑认为它们感知到的大小的差异一定完全是由透视效应引起的。因此,你的大脑可以根据两个物体的感知大小差异来提取深度信息。例如,如果视野中有两栋单层房屋,那么看起来比另一栋房子高五倍的房子距离您的距离一定要近五倍左右。下图演示了“相对大小”深度提示。

图12、相对大小深度提示
图12、相对大小深度提示

对于右侧的图像,您的大脑注意到四个物体中的每一个都具有相同的形状,因此假设它们都具有相同的真实大小。因此,你的大脑认为较小的物体一定距离较远。相比之下,左侧图像中的对象都具有相同的大小,因此看起来距离相同。我在这里故意选择了一个具有不熟悉的尺寸和形状的对象,以便只有存在的深度提示才是相对尺寸深度提示。

6.熟悉的尺寸

如果某个物体的尺寸已知,那么它的感知尺寸就对应于它的距离有多远,即使视野中没有其他物体可以与之比较。因此,你的大脑可以从感知到的物体大小中提取深度信息。例如,苹果通常有几英寸高。因此,看起来比这个小得多的苹果一定距离很远。下图展示了“熟悉的尺寸”深度提示。

图13、熟悉的尺寸深度提示
图13、熟悉的尺寸深度提示

左边的图像包括两个非特定的、不熟悉的物体,因此不存在深度线索。因此,左图中的两个物体看起来距离相同。相比之下,右侧的图像包含两个熟悉的物体。因为你熟悉棒球和足球,并且你知道棒球的真实尺寸比足球的真实尺寸小,所以你的大脑感知到足球一定更远。为了在观看此图形时获得此效果,请尝试将球想象为真实场景中的真实对象。

7.预计尺寸

令人惊讶的是,即使你看到一个无法与之比较的物体,并且具有不熟悉的形状和大小,你的大脑仍然可以通过估计其真实大小,从其感知的大小中提取深度信息。换句话说,你的大脑会估计物体最可能的真实尺寸,然后将其用作熟悉的尺寸深度提示。估计的尺寸深度提示不是特别有效,因为估计的尺寸通常不是很准确。下图展示了“估计尺寸”深度提示。

图14、估计尺寸深度提示
图14、估计尺寸深度提示

尽管右图中的物体不熟悉,但您的大脑可能会认为日常生活中的圆柱形物体(如汤罐)往往具有较小的真实尺寸,而日常生活中的圆锥形物体(如圣诞树)往往具有较大的真实尺寸。真实尺寸。因此,您的大脑可能会认为右侧图像中的圆锥形物体的真实尺寸要大得多,因此必须比圆柱形物体离您更远,因为它看起来并没有那么大。如果您很难看到正确图像中两个对象的放置深度,请不要担心,因为这种深度提示并不是特别有效。

8.统一尺寸

对于已知沿其长度尺寸大致恒定的单个扩展对象,由于透视效应,该对象看起来较小的部分必定距离较远。例如,棒球棒沿其长度的宽度大致恒定。因此,看起来比另一端小得多的棒球棒一端距离一定要远得多。在艺术中​​,这种效果被称为“透视”。下图演示了“统一大小”深度提示。

图15、统一尺寸深度提示
图15、统一尺寸深度提示

现实世界中的圆柱形杆沿其长度具有均匀的尺寸。因此,当杆的一端看起来比另一端大时,您的大脑会正确地将较大的一端(在本例中为红色端)视为较近的一端。查看右图时,请注意杆的红色末端似乎伸出屏幕。相比之下,左侧的图像显示了相同的杆,但不存在“统一尺寸”深度提示。

9.平行线

该提示可以被认为是统一大小深度提示的一般情况。这是因为,当现实世界中两条线彼此平行时,这相当于一个整体物体沿其长度具有统一的尺寸。例如,一条远离您延伸的笔直道路沿其长度具有统一的尺寸,但可以将其视为两条平行线(即道路的两侧)。

现实世界中两条相互平行的线随着距离您的距离越来越远,会被感知为向彼此汇聚。如果您的大脑知道这两条线在现实世界中是平行的,那么它可以根据两条线看起来有多接近来提取深度信息。线条看起来彼此较近的地方必定离您较远。下图演示了“平行线”深度提示。

图16、平行线深度提示
图16、平行线深度提示

右图显示了一个场景,涉及平坦地面上的两条道路,并且使用了这种深度提示。因此,这些道路似乎远离你延伸到远方。相比之下,左侧的图像显示了相同的场景,但没有这种深度提示,导致它看起来很平坦。

对于一组完全远离您延伸的平行线,它们似乎都在您视野中心的一个消失点处相交,如上图所示。相反,如果一组平行线以倾斜角度远离您延伸,那么这些线似乎都会在一个不在您视野中心的消失点处相交。这个效果如下图所示。

图17、平行线深度提示
图17、平行线深度提示

右图显示了地面上的两组平行线,每条线都有自己的非中心消失点。左边的图像显示了相同的场景,但没有任何深度提示。一般来说,每组平行线都有自己的消失点。因此,图像中可能存在无数个独立的消失点。有趣的是,如果场景中的所有平行线组都平行于地平面,则它们的所有消失点都将位于地平线上(即天空与地面相交的位置)。这似乎是一种罕见的情况,但人类喜欢建造表面与地面平行的东西,所以它实际上很常见。事实上,这种现象非常普遍,以至于有些人错误地认为消失点一定位于地平线上。

在日常生活中,人类倾向于建造盒子形状的物体或盒子形状的集合,例如建筑物、桌子、架子、橱柜、书籍、桌子、床等。盒子的边缘形成三组平行线。因此,面部对齐的四方形物体的集合将只有三个消失点。首先,一排房屋的大部分边缘显示为在三个消失点之一处汇聚的线。对于这种情况,艺术家们称之为“三点透视”绘画。

图18、“三点透视”绘画
图18、“三点透视”绘画

有时在艺术中,垂直消失点被忽略(因此现实生活中所有垂直的线在纸上都画为垂直的)。对于对齐的四方形物体的集合,这将情况减少到两个消失点,艺术家称之为“两点透视”。如果存在一组对齐的四方形对象,并且其中两个维度是在没有透视的情况下绘制的,则只有一个消失点,艺术家将其称为“单点透视”。这些概念如上图所示。

请注意,平行线深度提示不是地平线效果深度提示的特例。由平行线建立的深度感来自于汇聚在消失点的线,而不是来自靠近地平线的物体。事实上,即使根本没有地平线,平行线深度提示也会起作用。下图显示了没有地平线的情况。

图19、平行线深度提示
图19、平行线深度提示

在右图中,沿着隧道长度延伸的所有线条都在中心消失点处相交。相比之下,左边的图像显示了相同的隧道,但没有平行线深度提示(只要可能)。请注意,如果没有地平线但有消失点,则地平线效应仍然会发生,即物体看起来离消失点越近,它看起来就越远。然而,消失点地平线效应仍然与平行线没有直接关系。

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