5 深度知觉实验报告

单眼与双眼在深度知觉中的差异

摘要：本实验使用深度知觉测试仪探讨双眼和单眼（优势眼）在辨别深度中的差异；学习使用深度知觉测试仪测量深度知觉阈限的视差角。被试为华东师范大学本科二年级的10名学生。结果发现：单双眼在深度辨别中有显著差异，双眼深度知觉准确性明显高于单眼。 关键词 深度知觉 单眼 双眼 视差角

1 引言

深度知觉是指人对物体远近距离即深度的知觉。作为深度知觉的线索多种多样。主要有：

1）单眼视觉线索：遮挡，线条透视，空气透视，明暗，阴影，运动级差，结构级差等。 2）双眼线索：水晶体的调节和双眼视轴的辐合。3）双眼视觉线索的双眼视差。当人看远近不同的平面物体时，由于两眼相距约65 mm，两眼视像便不完全落到对应部位，这时左眼看物体的左边多些，右眼看物体的右边多些，它都偏向鼻侧。这样，不在同一平面上的物体在两眼视网膜上的成像就有了差异，这一差异便成为双眼视差。

深度知觉的准确性是对于深度线索的敏感程度的综合测定。以往对于深度知觉准确性的测定主要有以下两种方法：（1）三针实验。此实验是由黑姆霍兹设计的。以两针为标准，被试在一定距离外，调节第三根针，使之与前两针在同一平面为止。（2）霍瓦――多尔曼深度实验。1919年由霍瓦设计的深度知觉测量仪，代替三针实验。本实验正是采用这种方法。

为了简便起见，深度知觉误差是用双眼视差角来表示的。在双眼观察情况下，计算深度阈限的视差角可利用公式：

视差角=206265bX/[D(D+X)]（单位：弧秒）

b：目间距65mm

D：观察距离。本实验为2000mm（被试与仪器标尺零点距离，不是观察窗口距离） X：视差距离，即判断误差（绝对值平均数）。

霍瓦的研究结果表明：双眼平均误差为14.4mm，单眼达285mm，单双眼误差比约为20：1。

2 方法

2.1 被试 华东师大本科二年级10名学生（男2女8）

2.2 仪器 EP503 深度知觉测试仪

2.3 程序

2.3.1 被试坐在仪器面前，手握开关盒，眼晴与观察窗保持水平，通过观察孔进行观察。仪器内部三根立柱中两侧的立柱为标准刺激，标准刺激对应的尺度0位与被试距离为2米。以中间一根立柱为变异刺激，先由主试调到某位置，然后由被试根据观察，自由调节到他认为三根立柱在同一平面上为止（可来回调）。主试记录误差。

2.3.2 指导语：这是一个深度知觉的实验。每次在主试将当中一根棒调到某位置后，请你手握开关盒按上面的按钮，移动当中一根棒。当你感觉当中一根棒与边上棒为同一平面时就停止。实验要做很多遍，请你认真完成。

2.3.3 在双眼视觉的情况下，进行20次试验，其中有10次是变异刺激（可移动的立柱）在固定的两立柱之前，被试由近向远调节；有10次是变异刺激在后，被试由远向近调节。每次起始点位置要随机。做完双眼再做单眼。中间可休息一段时间。主试记录实验结果（取绝对值）。换被试继续试验。

3 结果

3.1计算在双眼观察的情况下，表示深度阈限的视差角

表1：各被试视差角（单位：弧秒）

被试1 被试2 被试3 被试4 被试5 被试6 被试7 被试8 0.93 4.12 1.84 3.45 0.74 1.44 1.44 1.86

以上数据由公式：视差角=206265bX/[D(D+X)]（单位：弧秒）

（b：目间距65mm

D：观察距离。本实验为2000mm（被试与仪器标尺零点距离，不是观察窗口距离） X：视差距离，即判断误差（绝对值平均数）。） 计算得出

3.2单双眼在深度知觉上的差异分析

表2：配对t检验单、双眼平均误差数

t值 自由度df 概率（双侧）

-9.349 7 0.000

P=0.000<0.05，差异有极其显著意义。所以可认为，单、双眼在深度知觉中有极其显著性差异。

4 讨论

4.1单眼和双眼在辨别深度中有无差异，原因何在？

单双眼在深度辨别中有极其显著差异，双眼深度知觉准确性明显高于单眼。当人注视一个平面物体时，它的每一点都落在两眼视网膜的对应点上,视像互相吻合，如将两眼视网膜重合起来,两个视像的位置是互相重合的,这时人就会知觉到一个平面的物体。当人看一个立体物体时，两眼视像便不完全落到对应部位。因为两眼之间有60～65毫米的目间距，所以左眼看物体的左边多些，右眼看物体的右边多些，两个视网膜像不完全重合，它们都偏向鼻侧，立体的客体在两眼视网膜上呈像的差异就造成了双眼视差。

4.2分析深度知觉的机制。没有双眼线索，单眼为什么也能分辨远近？

单眼视觉线索包括遮挡，线条透视，空气透视，明暗，阴影，运动级差，结构级差等。利用这些条件，单眼也能分辨远近，但是准确性明显低于双眼。

双眼视差是深度知觉的主要线索。当人注视一个平面物体时，它的每一点都落在两眼视网膜的对应点上,视像互相吻合，如将两眼视网膜重合起来,两个视像的位置是互相重合的,这时人就会知觉到一个平面的物体。当人看一个立体物体时，两眼视像便不完全落到对应部位。因为两眼之间有60～65毫米的目间距，所以左眼看物体的左边多些，右眼看物体的右边多些，两个视网膜像不完全重合，它们都偏向鼻侧，这样,立体的客体在两眼视网膜上的呈像就有了差异，这个差异就叫双眼视差。两眼的不对应的视觉刺激转变为神经兴奋，传到大脑便形成深度知觉。所以利用双眼线索是深度和距离知觉的主要途径，其效果要比利用单眼线索精细准确得多。

4.3深度知觉测试仪在设计上有没有缺点？应如何改进？

首先，在调节立柱位置时会仪器会发出声音，这样主试在调节起始位置时所发出声音的持续时间就给了被试宏观估计距离的可能。因此在操作上，主试可采用来回调节的方式以避

免对被试造成暗示。

此外，由于测试仪本身长度有限，而当立柱碰到底端时，正前方的红灯会亮起以提示被试。然而，这一提示又可以成为被试估计距离的参照线索，他可以根据记忆中固定立柱与仪器底端的距离来大致调节，造成估计准确的假象。建议去除调节立柱的声音以及立柱碰到底端的红灯提示。

最后，本仪器需要主试从刻度尺上读取数据，而刻度尺的数据读取毕竟不够直观和精确，因而如果将仪器改成计算机读取距离误差并提供数字显示则可以有效提高数据精度。

4.4举例说明深度知觉眼镜架的实际应用价值。

临床上，有些儿童生来有深度知觉方面的缺陷，比如间歇性外斜视儿童患者，其近距离立体视良好,中、远距离立体视不良，及早手术后会有较大改善，分别检查不同距离的立体视就是考察的重要指标。

在许多需要较高视觉注意力的职业中，如汽车司机的视深度知觉与安全行车状况呈显著正相关；深度知觉对于挑选海员具有很好的鉴别力；部队人员立体视要求良好，所以入伍时进行立体视觉检查,对保证部队兵员质量非常必要。

5 结论

单双眼在深度辨别中有极其显著差异，双眼深度知觉准确性明显高于单眼。

6 参考文献

杨治良 王新法.心理实验操作手册. 华东师范大学出版社2010

7 附录