深度知覺試驗報告

1、單眼線索、雙眼線索對深度知覺準確性的影響摘要本實驗使用EP503深度知覺測試儀，對六名華東師范大學心理系 09級本科生（三 男三女）進行了單雙眼深度知覺準確性的測試。目的在于探討雙眼和單眼（優(yōu)勢眼）在辨別深度中的差異；學習使用深度知覺測試儀測量深度知覺閾限的視差角；以及性別差異對于單雙眼深度知覺準確性的影響。數(shù)據(jù)使用spss相關分析得到結(jié)論：單雙眼深度知覺辨別能力存在顯著差異，雙眼深度知覺準確性明顯高于單眼；性別差異對于深度知覺的影響不明顯。關鍵詞深度知覺單眼線索雙眼線索雙眼視差角1引言深度知覺是指人對物體遠近距離即深度的知覺。作為深度知覺的線索多種多樣。主要有：1）單眼視覺線索：遮擋（sup

2、erposition），線條透視（linear perspective）,空氣透視，明暗，陰 影（shadow），運動級差，結(jié)構(gòu)級差等。2）雙眼線索：水晶體的調(diào)節(jié)和雙眼視軸的輻合（vergence）兩種。3）雙眼視覺線索（binocular cues）的雙眼視差（binocular disparity） o當人看遠近不同的 平面物體時，由于兩眼相距約 65 mm,兩眼視像便不完全落到對應部位，這時左眼看物體 的左邊多些，右眼看物體的右邊多些，它都偏向鼻側(cè)。這樣，不再同一平面上的物體在兩眼 視網(wǎng)膜上的成像就有了差異，這一差異便成為雙眼視差。深度知覺的準確性是對于深度線索的敏感程度的綜合測定。以往

3、對于深度知覺準確性的測定主要有以下兩種方法：（1）三針實驗。此實驗是由黑姆茲設計的。以兩針為標準，被試 在一定距離外，調(diào)節(jié)第三根針，使之與前兩針在同一平面為止。黑姆茲的實驗證明像差閾限小于60角度秒。（2）霍瓦一一多爾曼深度實驗。1919年由霍瓦設計的深度知覺測量儀，代 替三針實驗。本實驗正是采用這種方法。深度知覺閾限是用雙眼視角差來表示的。用a代表雙眼間的距離，F(xiàn)代表相應的變異刺激，F(xiàn)'代表兩根標準刺激中的一根。R代表與雙眼軸垂直相交的至F的距離。6代表在F與F'間垂直相交的距離差。2代表左眼視線至兩個對象的視角，。1代表右眼視線至兩個對象的視角。由此可知， 0 2-0即為視

4、角差，即相應于兩眼對兩個對象的視線。0 2-0在理想情況下是以角單位表示的兩個對象間的網(wǎng)膜上距離的標尺。在弧度計算時，若計算到弧秒就應該乘上206 265這一轉(zhuǎn)換系數(shù)。公式為：視差角 y =206265aX/D（D+X）（單位：弧秒）a：目間距65mm D :觀察距離。本實驗為 2000mm （被試與儀器標尺零點距離，非觀察窗口 距離）X :視差距離，即判斷誤差（平均數(shù)）?；敉叩难芯拷Y(jié)果表明：雙眼平均誤差為14.4mm, 單眼達285mm，單雙眼誤差比約為 20： 1。通過本實驗，探討雙眼和單眼（優(yōu)勢眼）在辨別深度中的差異；學習使用深度知覺測試儀測量深度知覺閾限的視差角。根據(jù)以往資料和生活實際

5、，做出假設：1）雙眼比單眼有更多的深度線索可以參照，準確性也高于單眼。2）性別差異對深度知覺準確性的影響不顯著。2實驗方法2.1被試 華東師大09級心理系大二學生 6名，男女比例為3: 32.2儀器 EP503深度知覺測試儀2.3程序 2.3.1被試坐在儀器面前，手握開關盒，眼晴與觀察窗保持水平，通過觀察孔進行 觀察。儀器內(nèi)部三根立柱中兩側(cè)的立柱為標準刺激，標準刺激對應的尺度 0位與被試距離為2米。以中間一根立柱為變異刺激。2.3.2實驗指導語：這是一個深度知覺測量實驗，你能從深度知覺實驗儀的窗口里看到三根 垂直的黑色立柱。二側(cè)的是標準剌激立柱，中間一根是可由你操作前后移動的變異剌激柱， 你的

6、任務是用優(yōu)勢眼觀察，即是你覺得視力好的一只眼觀察（或者用你的雙眼觀察），操縱遙控器，調(diào)節(jié)變異剌激，使其和兩側(cè)的標準剌激離你同樣的遠近。按此法做多次，要求都是一樣?！?.3.3中間的立柱先由主試調(diào)到某位置（起始位置每次要隨機），然后由被試根據(jù)觀察，自由調(diào)節(jié)到他認為三根立柱在同一平面上為止（可來回調(diào)）。主試記錄誤差（取絕對值）。在雙眼視覺的情況下，進行20次實驗，其中有10次是變異刺激（可移動立柱）在前，由近向遠調(diào)整；有10次是變異刺激在后， 由遠向近調(diào)整，順序及起始點隨機安排，求出10次的平均結(jié)果。2.3.4按照上述程序，再做單眼視覺實驗20次，并求出平均結(jié)果。2.3.5主試仔細記錄實驗結(jié)果。換

7、被試繼續(xù)實驗。3結(jié)果3.1各被試在雙眼觀察情況下，表示深度閾限的視差角（單位：弧秒）被試123456視差角14.38214.21568.355.8613.3672.5423.2單、雙眼深度知覺能力差異顯著性的檢驗Correlations雙眼線索單眼線索Kendall's tau_b雙眼線索Correlation Coefficient1.000*.733Sig. (2-tailed).1.039N66單眼線索Correlation Coefficient*.7331.000Sig. (2-tailed).039.N66Spearman's rho雙眼線索Correlation

8、Coefficient1.000*.886Sig. (2-tailed).019N66單眼線索Correlation Coefficient.886*1.000Sig. (2-tailed).019.N66*. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).3.3性別差異對單、雙眼深度知覺準確性的影響3.3.1Correlations男單眼女單眼Kendall's tau_b男單眼Correlation Coefficient1.000-.333Sig. (2-tailed).602N33女單眼Correlation C

9、oefficient-.3331.000Sig. (2-tailed).602.N33Spearman's rho男單眼Correlation Coefficient1.000-.500Sig. (2-tailed).667N33女單眼Correlation Coefficient-.5001.000Sig. (2-tailed).667.N333.3.2Correlations男雙眼女雙眼Kendall's tau_b男雙眼Correlation Coefficient1.000-.333Sig. (2-tailed).602N33女雙眼Correlation Coeffic

10、ient-.3331.000Sig. (2-tailed).602.N33Spearman's rho男雙眼Correlation Coefficient1.000-.500Sig. (2-tailed).667N3_3女雙眼Correlation Coefficient-.5001.000Sig. (2-tailed).667|4討論4.1單雙眼深度知覺準確性的差異及其原因分析由表3.2,使用了六名被試，男女比例為3: 3,分別輸入每個人單、雙眼深度知覺誤差的平均值，變量一為單眼（優(yōu)勢眼）深度知覺誤差，變量二為雙眼深度知覺誤差，使用spss相關性檢驗，得肯德爾相關=0.733 （顯著

11、程度0.05 p=0.039）斯皮爾曼相關=-.886 （顯著程度0.05 p=0.019皆為雙側(cè)檢驗）即單雙眼深度知覺辨別能力差異顯著，雙眼深度知覺準確性明顯高于單眼。符合原假設。雙眼視差是深度知覺的主要線索。當人注視一個平面物體時，它的每一點都落在兩眼視網(wǎng)膜的對應點上，視象互相吻合，如將兩眼視網(wǎng)膜重合起來，兩個視象的位置是互相重合的，這時人就會知覺到一個平面的物體。當人看一個立體物體時，兩眼視象便不完全落到對應部位。因為兩眼之間有6065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，兩個視網(wǎng)膜象不完全重合，它們都偏向鼻側(cè)，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

12、差異就叫雙眼視差。兩眼的不對應的視覺刺激轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)興奮，傳到大腦便形成深度知覺。所以利用雙眼線索是深度和距離知覺的主要途徑，其效果要比利用單眼線索精細準確得多4.2性別差異對單、雙眼深度知覺準確性的影響4.2.1由表3.3.1,使用了六名被試，男女比例為3: 3,分別輸入每個人單眼深度知覺誤差的平均值，變量一為男性，變量二為女性，使用sps嘩目關性檢驗，得肯德爾相關=-.733 （顯著程度0.05 p=0.602）斯皮爾曼相關=-.500。（顯著程度0.05 p=0.667皆為雙側(cè)檢驗）即性別差異對單眼深度知覺準確性影響不顯著。4.2.2由表3.3.2 ,使用了六名被試，男女比例為3: 3,分

13、別輸入每個人雙眼深度知覺誤差 的平均值，變量一為男性，變量二為女性，使用sps嘩目關性檢驗，得肯德爾相關=-.733 （顯著程度0.05 p=0.602）斯皮爾曼相關=-.500。（顯著程度0.05 p=0.667皆為雙側(cè)檢驗）即性別差異對雙眼深度知覺準確性影響不顯著。符合原假設。4.3深度知覺的機制分析當人注視一個平面物體時，它的每一點都落在兩眼視網(wǎng)膜的對應點上，視象互相吻合，如將兩眼視網(wǎng)膜重合起來，兩個視象的位置是互相重合的，這時人就會知覺到一個平面的物體。當人看一個立體物體時，兩眼視象便不完全落到對應部位。因為兩眼之間有6065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

14、，兩個視網(wǎng)膜象不完全重合，它們都偏向鼻側(cè)，這樣 ，立體的客體在兩眼視網(wǎng)膜上的呈象就有了差異，這個差異就叫 雙眼視差。兩眼的不對應的視覺刺激轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)興奮，傳到大腦便形成深度知覺。4.4單眼分辨遠近的機制單眼視覺線索有：遮擋 （superposition），線條透視（linear perspective）,空氣透視，明暗， 陰影（shadow）,運動級差，結(jié)構(gòu)級差等。利用這些條件，單眼也能分辨遠近，但是準確性明 顯低于雙眼。4.5深度知覺測試儀有待改進之處4.5.1配套設備 建議增加一個醫(yī)用測視力湯勺，由于測量單眼時，被試多采取用自己的 手捂住一只眼睛，或單眼閉上等方法，不排除有被試為了更準確數(shù)

15、值而違規(guī)的行為，降低了實驗的信度。4.5.2設備本身建議使用數(shù)碼讀數(shù)法，降低調(diào)節(jié)時的機器噪聲。人工讀數(shù)存在錯誤和不 精確等現(xiàn)象。在調(diào)節(jié)遠近時，機器發(fā)出的聲音較大，且只有一個遙控器，反復在主，被試間 傳遞使用，導致被試能夠通過記憶主試調(diào)節(jié)鐵桿的時間推斷遠近，達不到測量視覺深度知覺的目的。4.6深度知覺研究實際應用價值的實例在臨床，些兒童生來有深度知覺方面的缺陷，比如間歇性外斜視兒童患者，其近距離立 體視良好，中、遠距離立體視不良，及早手術后會有較大改善，分別檢查不同距離的立體視 就是考察的重要指標。在許多需要較高視覺注意力的職業(yè)中，如汽車司機的視深度知覺與安全行車狀況呈顯著正相關；深度知覺對于挑

16、選海員具有很好的鑒別力；部隊人員立體視功要求狀良好，所以 入伍時進行立體視覺檢查，對保證部隊兵員質(zhì)量非常必要。在計算機中的應用已經(jīng)很普遍，如人工智能，3d界面等。5結(jié)論單雙眼深度知覺辨別能力存在顯著差異，雙眼深度知覺準確性明顯高于單眼。且性別差異對于深度知覺的影響不明顯。6參考文獻1. 楊志良.實驗心理學.杭州：浙江教育出版社， 1998, 452 4532. 章海軍，石青云.人眼深度運動知覺的研究.心理學報，1992, 24 (3): 240-2463. 王勝平，李安.深度知覺教學實驗研究 一一單眼和雙眼在辨別深度中的差異.杭州師范學院 學報(社會科學版)，1999, (3): 74-764. 郭靜秋等.兒童立體視的成熟期及幾種檢查法的比較.北京醫(yī)科大學學報,1 993;2 5:24-255. 張建東等.汽車司機視深度知覺研究.中國心理衛(wèi)生雜志，199