立体视

Da Vinci立体视深度加工机制及影响因素,指导老师：谢莺答辩人：韩斐,立体视觉概述,立体视觉是个体对不同物体的远近或对同一物体的凹凸的反映。通过视觉图像传入大脑，经过大脑的合成、判别，使物体产生空间的深度感，有了立体感，这就是立体视。,立体视原理,立体视觉是个体对不同物体的远近或对同一物体的凹凸的反映。例子：笔尖实验原理：两个图像不能完全重合的视觉图像传入大脑，经过大脑的合成、判别，使物体产生了空间的深度感。,立体视觉的线索双眼视差,有关深度知觉的线索，既有双眼视差等生理的线索，也有明暗和阴影等客观线索双眼视差是其中最重要的线索，左右眼视网膜上的物象存在一定程度的差异，这就是双眼视差,Da Vinci立体视及研究背景,长期以来，立体视觉研究主要关注视差在深度知觉中的作用近年来，开始关注观察单眼性区域（半遮挡区）在深度知觉中的重要作用。Nakayama等人于1990年将Da Vinci 立体视作为一种立体加工机制提出来。,Da Vinci立体视的深度产生机制,随着侧向间隔的增大，进行单眼遮挡将需要更大的深度。点的遮挡深度比点的大,有效侧和无效侧,支持证据,Nakayama和Shimojo发现，放置在有效遮挡侧的一个条棒，随着它与双眼性表面的距离增加，条棒的感知深度也定量地增加。对于条棒放置在无效侧的无效遮挡情形，单眼性区域并没有表现出定量的深度：无论条棒离双眼性表面的距离如何变化，条棒始终位于双眼性表面相同的深度。这与Nakayama和Shimojo关于生态学有效和无效遮挡的划分相一致,反对证据,Hakkinen和Nyman发现，在非常类似于Nakayama和Shimojo的“有效”和“无效”情况的构型之间，并未发现深度知觉方面的差异；Gillam, Cook和Blackburn采用垂线作为单眼性元素时，不管是位于有效还是无效侧，均能观察到定量的深度；采用圆盘作为作为单眼性元素时，源自单眼性圆盘的深度是定性的：能知觉到一个深度方向（在前面或在后方），但不能知觉到正确的或精确的深度位置。,问题提出,相关实验数据在涉及单眼性元素的深度是否由遮挡几何学恢复上存在分歧。同样采用条棒刺激，Nakayama和Shimojo得出支持遮挡理论的结果和结论；而Gillam等得出相反的结果和结论。,本研究内容,将构造遮挡有效和无效Da Vinci刺激构型，并系统改变Da特征的宽度以及它与双眼性表面之间的间隙大小，并将刺激构型以两种方式呈现。分析Da Vinci立体视的深度产生机制，以及影响因素。 *判断Da Vinci立体视深度产生机制，是起源于双重融合过程，还是起源于遮挡几何学，一个重要的指标是观察位于无效遮挡侧的单眼性物体的深度。,刺激构型说明,Da Vinci特征（以下简称Da特征） 双眼性特征 Da特征宽度h Da特征与双眼性特征之间的间隔g单眼性区域总宽度H（H=g+h）,无效侧有效侧,实验一 Da Vinci特征宽度h对立体深度的影响,g不变（2像素），Da特征宽度h以2像素为梯度变化两种呈现方式： 单构型呈现 多构型系列呈现任务：报告观察到的Da特征相对于双眼性特征的相对深度 ，并测试3名被试者所能融合产生立体视觉的最大融合宽度H,实验结果,单构型呈现： 有效遮挡构型，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度 无效遮挡构型，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度多构型系列呈现： 有效遮挡构型，双眼性特征处于同样的深度平面上，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度。由上往下，随着Da特征的宽度逐渐增大，Da特征逐渐阶梯状往里凹，两特征之间的相对深度随着h增大而逐步增大 无效遮挡构型，双眼性特征处于同样的深度平面上，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度。由上往下，随着Da的宽度逐渐增大，Da特征逐渐阶梯状往外凸，两特征之间的相对深度随着h增大而逐步增大。,实验结果(续),表1 被试者的融合极限宽度H,实验二 间隙gap对立体深度的影响,保持Da特的宽度h不变（2像素），g以2像素为变化梯度递增；呈现方式： 单构型呈现 多构型系列呈现任务：报告观察到的Da特征相对于双眼性特征的相对深度, 并测试3名被试者所能融合产生立体视觉的最大融合宽度H,实验结果,单构型呈现： 有效遮挡构型，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度 无效遮挡构型，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度多构型系列呈现： 有效遮挡构型，双眼性特征处于同样的深度平面上，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度。由上往下，随着间隙逐渐增大，Da特征逐渐阶梯状往里凹，两特征之间的相对深度随着g增大而逐步增大； 无效遮挡构型，双眼性特征处于同样的深度平面上，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度。由上往下，随着间隙逐渐增大，Da特征逐渐阶梯状往外凸，两特征之间的相对深度随着g增大而逐步增大。,实验结果（续）,表 2 被试最大可融合特征宽度,结果分析与讨论,对于Da Vinci立体视，不管采用单构型呈现还是多构型系列呈现方式，对于有效遮挡构型，被试均观察到，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度；对于无效遮挡构型，被试均观察到，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度。这表明，Da Vinci 立体视构型没有有效和无效遮挡之分对于Da Vinci立体视，Da特征与双眼性特征之间的相对深度会随着间隔g或者h增加而增大。,在实验三中，我们同时改变了特征的宽度h和间隔g，并对比了两种系列构型情况下观察到的相对深度的变化情况。第1种系列构型：单眼性特征宽度h+间隙g的总宽度不变，减小h的同时增大g，或增大h的同时减小g，但是保证h和g的变化量互补，即h+g的总宽度恒定不变。第2种系列构型：单眼性特征宽度h+间隙g的总宽度H 变化的情况，h和g随机变化，但是保证总宽度H也发生变化。呈现方式：多构型系列呈现任务：报告观察到的Da特征相对于双眼性特征的相对深度，以及深度变化情况,实验三 间隙g与Da特征宽度的共同影响,实验三刺激图片,实验结果（第1种系列构型）,有效遮挡构型，观察到不同Da Vinci构型中的双眼性特征处于一个同样的深度平面上。由上往下，尽管间隙和Da特征宽度是变化的，Da特征仍然是处在同一个平面上的，即相对深度没有变化。无效遮挡构型，观察到不同Da Vinci构型中的双眼性特征处于一个同样的深度平面上。与有效侧类似，由上往下，随着间隙和Da特征宽度h逐渐变化，Da特征是处于一个平面上的，即相对深度没有发生变化。,实验结果（第2种系列构型）,有效遮挡构型，观察到不同Da Vinci构型中的双眼性特征处于一个同样的深度平面上。由上往下，间隙g和Da特征宽度发生变化时，Da特征并不是处在一个平面上，即相对深度发生了变化。无效遮挡构型，观察到不同Da Vinci构型中的双眼性特征处于一个同样的深度平面上。与有效侧类似，由上往下，间隙g和Da特征宽度发生变化时，Da特征并不是处在一个平面上，即相对深度发生了变化。 返回,实验结果分析与讨论,对于Da Vinci立体视，在融合极限范围内Da特征与双眼性特征之间的相对深度会随着间隔g或者h增加而增大。结合三个实验实验结果表明，特征宽度h和间隔g都是影响深度的重要因素，但影响Da Vinci立体视的根本因素是H=h+g的综合变化。对于Da Vinci立体视，不管采用单构型呈现还是多构型系列呈现方式，对于有效遮挡构型，被试均观察到，Da特征相对于双眼性特征处于更深的深度；对于无效遮挡构型，被试均观察到，Da特征相对于双眼性特征处于更浅的深度。,总结,