視空間知覺

空間知覺是指對物體距離、形狀、大小、方位等空間特性的知覺。

基本介紹

• 中文名：視空間知覺
• 性質：知覺
• 類型：視空間
• 分類：單眼線索、雙眼線索

空間知覺簡介

兩個視網膜上的略有差異的映象，是觀察物體空間關係的重要線索。它使人能在兩維的視網膜刺激基礎上，形成三維的空間映象。對物體不同部位的遠近的感知稱為立體視覺或深度知覺。深度知覺除了利用雙眼的視差的線索外，還要利用其他的主客觀線索。大小知覺是在深度知覺的基礎上對不同遠近的物體作出的大小判斷。聽覺空間知覺，在距離方面主要以聲音強度為線索；而要判定聲源的方位則必須依據雙耳聽覺線索。後者稱為聽覺空間定位。

視空間知覺簡介

在視空間知覺的問題上，心理學家一直在探索下面兩個問題：（1）我們的視網膜是二維的，同時我們又沒有“距離感受器”，那么在二維空間的視網膜上如何形成三維的視覺，我們又通過哪些線索來把握客體與客體、客體與主體之間在位置、方向、距離上的各種空間關係呢？（2）如果說視空間知覺的獲得是由於雙眼協調並用的結果，那么為什麼在很多時候使用單眼仍然可以獲得準確的空間知覺？根據已有資料，空間知覺需要依靠許多客觀條件和機體內部條件或線索（cues）並綜合有機體的已有視覺經驗而達到。有時我們甚至無法意識到這些線索的作用。概括起來，視空間知覺的線索包括單眼線索和雙眼線索。單眼線索主要強調視覺刺激本身的特點，雙眼線索則強調雙眼的協調活動所產生的反饋信息的作用。

（一）單眼線索

單憑一隻眼睛即可利用單眼線索（monocular cue）而相當好地感知深度，藝術家們特別擅長利用單眼線索製造作品中的深度等空間關係。單眼線索很多，其中主要的有如下幾種。

（1）對象的相對大小（relative size）。對象的相對大小是距離知覺的線索之一。　小圓點好像離我們遠些，大圓點好像離我們近些。對於熟悉物體的判斷則有所不同，高矮不同的兩個熟人，如果現在你看到那個本來矮小的人顯得高大些，而那個本來高大的人看起來矮小些，那么，你便會覺察到前者離你近些，後者則離你遠些。

（2）遮擋（occlusion）。如果一個物體被另一個物體遮擋，遮擋物看起來近些，而被遮擋物則覺得遠些。物體的遮擋是距離知覺的一個線索（見圖）。

如果沒有物體遮擋，遠處物體的距離就難以判斷。例如，高空的飛機倘若不與雲重疊，就很難看出飛機和雲的相對高度。

（3）質地梯度（texture gradient）。視野中物體在視網膜上的投影大小及投影密度上的遞增和遞減，稱為質地梯度。當你站在一條磚塊鋪的路上向遠處觀察，你就會看到越遠的磚塊越顯得小，即遠處部分每一單位面積磚塊的數量在網膜上的像較多。看圖中的兩個圖形，

上部質地密度較大，下部質地單元較少，於是產生了向遠方伸延的距離知覺。

（4）明亮和陰影(light and shadow)。我們生活在一個光和陰影的世界裡。它幫助我們感知體積、強度、質感和形狀。黑暗、陰影仿佛後退，離我們遠些；明亮和高光部分得突出，離我們近些（見圖）。

在繪畫藝術中，運用明暗色調，把遠的部分畫得灰暗些，把近的部分畫得色調鮮明些，以造成遠近的立體感。

（5）線條透視(linear perspective)。同樣大小的物體，離我們近，在視角上所占的比例大，視像也大；離我們遠，在視角上所占的比例小，視像也小。平行線，如火車軌道，

會在遠處匯聚。匯聚線越多，知覺的距離越遠（見圖）。

（6）空氣透視（atmosphere perspective）。由於空氣的散射，當我們觀看遠處物體時都會感受到：能看到的細節就越少；物體的邊緣越來越不清楚，越來越模糊；物體的顏色變淡，變得蒼白，變得灰濛濛的。遠處物體在細節、形狀和色彩上的這些衰變現象，稱為空氣透視。當然，空氣透視和天氣的好壞很有關係。天高氣爽，空氣透明度大，看到的物體就覺得近些；陰霧沉沉或風沙瀰漫，空氣透明度小，

看到的物體就覺得遠些。如圖所繪的“布里斯托的寬碼頭”，

其中不僅利用了空氣透視原理，還綜合運用了質地梯度、遮擋、線條透視及相對大小和相對高度等線索。

（7）運動視差(motion parallax)。頭只要稍微一轉動，物體與視野的關係就變了。這種由於頭和身體的活動所引起的視網膜物像上物體關係的變化，稱為運動視差。當我們運動時，原來靜止的物體看上去也在運動。坐過火車的人有這樣的經驗：在火車上注視窗外的一個物體，如一座房子，那么，比房子近的物體向後運動，物體越近，運動得越快，而注視點遠處的物體則和你同時運動，物體越遠，運動速度越慢。

（8）眼睛的調節。人在看東西的時候，為了使視網膜獲得清晰的物像，水晶體的曲率就要發生變化：看近物時，水晶體較凸起；看遠物時，水晶體比較扁平。這種變化是由睫狀肌進行調節的。睫狀肌在調節時產生的動覺，給大腦提供了物體遠近的信息。不過，調節作用只在幾米的範圍內有效，且分辨力較差。

（二）雙眼線索

利用雙眼線索（binocular cue）是深度和距離知覺的主要途徑，其效果要比利用其他線索精細準確得多。雙眼線索主要包括視軸輻合和雙眼視差。

（1）視軸輻合或雙眼會聚（binocular convergence）。看遠物時，兩眼視線近似於平行；看近物時，雙眼視線會向正中聚合以對準物體。眼睛肌肉在控制視線輻合時所產生的動覺，會給大腦提供物體遠近的線索。不過，輻合作用所提供的距離線索只在幾十米的範圍內起作用。物體太遠，視線趨於平行，已不能提供有效的輻合信息。

（2）雙眼視差（binocular disparity）。人的兩隻眼睛相距約65毫米。當我們看立體物的時候，兩眼從不同的角度看這一物體，視線便有點兒差別。嘗試一下將手指放在離鼻尖較近的位置，分別用兩隻單眼觀看，會發現手指位置發生了明顯的移動。觀察物體時兩眼視網膜上的物像差異就是雙眼視差。雙眼視差在深度知覺中起著至關重要而又不為人所覺察的作用，由雙眼視差來判斷深度的過程即立體視覺（stereopsis）。利用這一原理，人們可藉助計算機製圖或特製的實體鏡觀察三維實體圖。

立體視覺的研究表明，在排除了其他所有深度線索的條件下，一組完全無意義的視覺刺激，只要具備視差條件，即能產生深度知覺。這在一定程度上驗證了吉布森的直接知覺理論，並在藝術創作和計算機視覺領域得到廣泛的套用。