6.4　环境与心理暗示对立体视觉的影响

原则上讲，单眼不可能具备完整的立体视觉功能。立体视觉的产生，主要借助于双眼视觉，只要左右眼接收的图像之间存在横向视差，人们就能够获得立体感，即使刺激图像中不存在任何心理暗示，如随机点立体图对的视觉结果。但反过来，心理暗示和周围环境的物理学因素，对立体视觉的产生确实起着重要的辅助作用。这些因素包括大小知觉恒常性，物体的遮挡，光亮与阴影分布，颜色分布，空气透视，线性透视，运动视差，眼睛的调节，以及人们的视觉经验等。

6.4.1　大小知觉恒常性

视觉对目标的感知，既取决于物体的大小，同时也取决于物体的距离，视网膜像的大小与物体大小成正比，与距离成反比。比如太阳实际上要比月亮大400倍，但看起来两者却一样大，原因是太阳差不多正好比月亮远400倍。之所以看起来一样大，是因为日月在视网膜上的像几乎大小相同，此外还因为我们没有日月距离以及它们真实大小的经验。实际上，日月的这种大小知觉，在日常生活中是不通用的。试想，如果在200m远处有一个人，他的视网膜像大小与2m处的另一个人正好相同，那人们肯定会认为远处站着一个超级巨人。相反，如果一个人从2m距离走到200m远处，尽管他在我们视网膜上的像大小已经缩小了100倍，可能仅与近处的蚂蚁像大小相当，但我们仍感觉他是同一个高度一样的人，而绝不会认为他变成了蚂蚁。这说明，人类的大小知觉具有稳定不变的性质，当知觉目标的物理特性发生改变时，知觉结果并不发生变化，这种稳定性或不变性称为知觉恒常性。反映在大小方面，即为大小知觉恒常性。图6‐11中的路面延伸和远山等因素，给眼睛提供了距离远近的暗示作用，在远处的树木B看起来与近处较高的树木A几乎一样高，而显然两者的实际大小是不同的，如果把远处的树木移至近处，即树木C，这种高度差就立即显现出来。

人类的大小知觉恒常性，一方面使视觉保持了连续性，不至于因距离的变化而发生知觉结果的紊乱；另一方面又为立体视觉提供了深度或距离的暗示。对于熟悉的对象，如果视网膜像缩小了，而知觉大小又保持不变，则知觉距离就要增大；或者说，如果目标的大小知觉没有变，而视网膜像缩小了，我们就能感知到目标的距离变远了。人眼的这种大小知觉恒常性，起因于视网膜像和双眼视轴的辐辏，其中主要是后者的作用结果。单就视网膜像而言，像大小的变化并不一定代表距离的改变，两者并没有一一对应的关系，因为目标大小的变化也会造成像大小的改变。而双眼视轴的辐辏则不同，目标的距离变化，必定引起辐辏角的变化，两者的关系是一一对应的。视觉系统正是根据双眼辐辏的大小提取出距离的知觉信息，同时获得大小知觉恒常性的。有人曾以一只眼睛失明多年的人的单眼做实验，结果发现他没有大小知觉恒常性，距离的知觉也十分有限，这从一个侧面说明了上述视觉机制。

图6‐11　大小知觉恒常性

在某些场合，对大小知觉恒常性的误用会造成视错觉，参见图5‐22，上文的图6‐11实际上也是一种错觉。有时候这类错觉可加以利用，如在影视作品中，把一辆玩具汽车放置在摄影机前面进行拍摄，即可逼真地模拟成一辆真实大小的汽车。

6.4.2　物体的遮挡

周围环境中物体间的相互遮挡，是人眼判断物体前后深度关系的重要条件。如果一个物体的一部分被另一个物体挡住了，那么前一物体在视觉上就显得远一些。当一架飞机在天上飞时，如果它在云层间时隐时现，就很容易判断它与云层之间相对高度；而如果飞机与云层处在不同的天区，人们就很难判断它们哪个更高一些。依据物体的遮挡判断它们之间相对的空间深度关系，一般不会出现偏差，图6‐12的三座金字塔，最小的一座C最远，最大的一座B次之，不受遮挡的A最近。

图6‐12　物体的遮挡

6.4.3　光照与阴影的分布

视觉经验告诉我们，明亮而清晰的物体显得近一些，灰暗的目标则看起来较远。在美术作品中，也常常根据这一定式来处理画面景物的明暗浓淡，以此凸显画面的深度透视感。在自然光照下，景物的明暗分布取决于阳光，在阳光明媚的天气，判断周围环境的远近往往比阴天容易得多。如果没有亮度或阴影的提示，比如在一片白茫茫的雪原上，很难判别距离的远近。光照与阴影的表现手法也常常在绘画和摄影艺术中得到应用，图6‐13的沙漠景物图，清楚地表示了光照的方向、沙丘的形状及各个沙丘之间的空间位置关系。

图6‐13　光照与阴影

6.4.4　颜色分布

在视觉经验中，不仅亮度明暗寓示着景物的远近，颜色也在其中起着一定的作用。一般而言，远方的物体呈蓝色，而且颜色明度暗淡；近处的物体呈黄色或红色，明度往往也很鲜艳。因此，人们习惯上认为红色的鲜艳的东西在近处，蓝色的灰暗的东西在远方。画家常利用视觉的这一习惯来处理画面的颜色分布和明度深浅，借以表现画面额定深度透视。(www.daowen.com)

6.4.5　空气透视

由于空气中存在尘埃和大气的扰动，远处的物体看起来肯定不如近处物体清晰和稳定，可见景物的清晰度也是判断空间距离的重要条件之一。但若仅仅依据这一条件来判断距离的远近，有时候也会发生错觉。在空气污染的城市里，人们对距离的判断可能比实际距离要远；而在山清水秀的乡村，由于空气洁净而常把山丘的距离估计过近。

6.4.6　线性透视

线性透视是指空间目标在平面上的几何投影（图6‐14）。我们看到的周围景物，例如向远处延伸的铁轨，大路两边平行排列的树木等，都蕴含着强烈的线性透视，据此很容易判定空间距离的远近。这些景物反映在视觉上，实际上是它们在视平面上的一个平面投影图。反过来，如果将这样一张平面投影图放在眼前，也可以产生距离感，尽管这种距离感与真实的立体感有所不同，有时还容易造成错觉。透视的原理在古代就被发现，那时的许多画家已经能够利用透视来表现画面的空间感了。可以说，到目前为止的所有图像、图形和图画的表达方式，以及电影、电视、和电脑等的显示技术，都需要利用透视来表现空间深度关系。

6.4.7　运动视差

在远处的两个目标与观察者相对静止时，很难判断它们哪个更远哪个更近。而一旦观察者与它们之间出现相对运动，判断起来就会容易得多。当我们坐火车旅行时，如果注意观察窗外的景物，就会发现两旁的树木和田野都在后退，但后退的速度似乎不一致。

图6‐14　线性透视

这种不一致是由于目标的距离不同造成的。实际上，窗外的景物是以相同的线速度在后退，只是因为距离不同，造成了相对于观察者的视觉角速度不同（图6‐15），所以看起来近处的目标飞快地一闪而过，远处的目标后退得慢一些，即目标距离越远角速度越慢。据此就可知道远处的两棵树木哪个较远哪个较近。另外，车窗外整个视野中的景物，似乎是在作顺时针运动（左边车窗所见）或逆时针运动（右边车窗所见）。

图6‐15　汽车行驶造成的运动规律

6.4.8　眼睛的调节

除了上述的外部物理因素造成的暗示作用外，人眼本身的调节也可以为判断深度提供内部的暗示。显然，观察近处物体时晶状体需要增大调节屈光度，与此同时，双眼的视轴也必须向内作更多的集合（即辐辏）；而当目标较远时，眼睛的调节度和辐辏度大大降低。眼睛的调节和辐辏，是立体视觉判定空间深度的隐性依据。

6.4.9　视觉经验

视觉经验其实不是一个独立的因素，在上面讨论的因素中也隐含了视觉经验的作用。这里所说的经验，主要是指后天的学习以及日常生活的积累。例如，生活在农村里的人，很容易判断周围两座山的远近，就像生活在城市里的人很容易判定两座楼的远近一样。因为在他们的日常视觉经验中早已积累了这样的距离信息，但如果将农村里的人与城里人的生活环境对调，在起初一两天恐怕他们谁也不容易对周围环境作出正确的距离判断。不仅仅对于景物的远近，对于某一目标本身的空间结构，借助于视觉经验我们也能很快获得立体感。说到大象，大多数人眼前就会浮现出一头完整的立体的大象的影像，但天生失明的人，就很难做到这一点，他们的知觉结果往往是片面的，这就是盲人摸象的故事。再举一个例子，如果让某人闭上一只眼睛，然后在一定距离外给他看一前一后两支竖立的钢笔，他往往无法区分钢笔的远近，而如果这两支钢笔是由他本人双手握着的，判断起来就容易多了。但应该指出，他对钢笔远近的判断，并不是依据他的立体视觉功能，因为单眼没有完整的立体视觉，而是借助于他预知的自己双手远近的暗示。视觉经验对立体视觉的作用的例子不胜枚举，读者可根据自身的经验体会，这里不一一介绍了。