深度知觉

深度知觉实验报告

10100330317 宋时宇摘要

本实验被试为华东师范大学大二10名学生，5男5女。实验探究了双眼和单眼（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。实验结果发现单眼双眼深度视觉存在显著差异，双眼明显优于单眼的深度视觉。男女性别对深度知觉没有显著影响，而被试间的个体差异显著。

关键词深度知觉单眼线索双眼线索双眼视差角

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两种。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，不再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。黑姆兹的实验证明像差阈限小于60角度秒。（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。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。深度知觉阈限用双眼视角差来表示。本实验正是采用这种方法。

2.实验方法

2.1 被试：本实验被试为华东师范大学心理系四名大二学生，两男两女。

2.2 实验仪器：EP503 深度知觉测试仪

2.3实验程序：

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。

2.3.2指导语：这是一个深度知觉测量实验，你能从深度知觉实验仪的窗口里看到三根垂直的黑色立柱。二侧的是标准刺激立柱，中间一根是可由你操作前后移动的变异剌激柱，你的任务是用优势眼观察，即是你觉得视力好的一只眼观察（或者用你的双眼观察），操纵遥控器，调节变异剌激，使其和两侧的标准刺激离你同样的远近。按此法做多次，要求都是一样。

2.3.3中间的立柱先由主试调到某位置（起始位置每次要随机），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（取绝对值）。在双眼视觉的情况下，进行20次实验，其中有10次是变异刺激（可移动立柱）在前，由近向远调整；有10次是变异刺激在后，由远向近调整，顺序及起始点随机安排，求出10次的平均结果。

2.3.4按照上述程序，再做单眼视觉实验20次，并求出平均结果。

2.3.5更换被试继续实验。

3.结果：

3.1表一各被试在双眼观察情况下深度阈限的视差角（单位：弧秒）

（视差角=206265aX/[D(D+X)]（单位：弧秒）a：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，非观察窗口距离）X：视差距离，即判断误差（平均数）。）

3.2

表二单双眼深度知觉差异

对10名被试单眼、双眼深度知觉做独立样本T检验得：

N 平均数标准差标准误

双眼10 0.5 0.41 0.21

单眼10 1.7 0.11 0.06

F=2.229 df=18 t=-4.345 两组数据方差齐性，P=0.005<0.05 说明，单双眼深

度知觉在0.05水平下存在显著差异

3.3

3.4

表四性别差异的独立样本T检验结果

在双眼深度知觉中，将男女生分为两组进行独立T检验

F值Sig t值自由度P值

t检验0.671 0.436 -1.771 8 0.115

由上表知，sig=0.436>0.05，说明两组数据的方差齐性，又t=-1.771,df=8，P=0.115>0.05，说明男女生的速度知觉在0.05水平下不存在显著性别差异

3.5

表五个体差异的方差分析

在双眼实验中，对10位被试的实验数据做单因素方差分析得

4 讨论

4.1 单双眼深度知觉准确性的差异及其原因分析

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,视象互相吻合，如将两眼视网膜重合起来,两个视象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，两眼视象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，两个视网膜象不完全重合，它们都偏向鼻侧，这样,立体的客体在两眼视网膜上的呈象就有了差异，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

。

4.2 深度知觉的机制分析

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,视象互相吻合，如将两眼视网膜重合起来,两个视象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，两眼视象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，两个视网膜象不完全重合，它们都偏向鼻侧，这样,立体的客体在两眼视网膜上的呈象就有了差异，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。

4.3单眼分辨远近的机制

单眼视觉线索有：遮挡(superposition)，线条透视(linear perspective)，空气透视，明暗，阴影(shadow)，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。

4.4深度知觉测试仪有待改进之处

4.4.1 配套设备建议增加一个医用测视力汤勺，由于测量单眼时，被试多采取用自己的手捂住一只眼睛，或单眼闭上等方法，不排除有被试为了更准确数值而违规的行为，降低了实验的信度。

4.4.2 设备本身建议使用数码读数法，降低调节时的机器噪声。人工读数存在错误和不精确等现象。在调节远近时，机器发出的声音较大，且只有一个遥控器，反复在主，被试间传递使用，导致被试能够通过记忆主试调节铁杆的时间推断远近，达不到测量视觉深度知觉的目的。

4.5 深度知觉研究实际应用价值的实例

在临床，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；部队人员立体视功要求状良好，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。

在计算机中的应用已经很普遍，如人工智能，3d界面等。

5 结论

单双眼深度知觉辨别能力存在显著差异，双眼深度知觉准确性明显高于单眼。

6 参考文献

杨志良.实验心理学.杭州：浙江教育出版社，1998，452—453

7.附录：(其中4名被试数据)