深度知觉试验报告

1、单眼线索、双眼线索对深度知觉准确性的影响摘要本实验使用EP503深度知觉测试仪，对六名华东师范大学心理系 09级本科生（三 男三女）进行了单双眼深度知觉准确性的测试。目的在于探讨双眼和单眼（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；以及性别差异对于单双眼深度知觉准确性的影响。数据使用spss相关分析得到结论：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；性别差异对于深度知觉的影响不明显。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（sup

2、erposition），线条透视（linear perspective）,空气透视，明暗，阴 影（shadow），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（vergence）两种。3）双眼视觉线索（binocular cues）的双眼视差（binocular disparity） o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

3、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）霍瓦一一多尔曼深度实验。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。深度知觉阈限是用双眼视角差来表示的。用a代表双眼间的距离，F代表相应的变异刺激，F'代表两根标准刺激中的一根。R代表与双眼轴垂直相交的至F的距离。6代表在F与F'间垂直相交的距离差。2代表左眼视线至两个对象的视角，。1代表右眼视线至两个对象的视角。由此可知， 0 2-0即为视

4、角差，即相应于两眼对两个对象的视线。0 2-0在理想情况下是以角单位表示的两个对象间的网膜上距离的标尺。在弧度计算时，若计算到弧秒就应该乘上206 265这一转换系数。公式为：视差角 y =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）。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。通过本实验，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。根据以往资料和生活实际

5、，做出假设：1）双眼比单眼有更多的深度线索可以参照，准确性也高于单眼。2）性别差异对深度知觉准确性的影响不显著。2实验方法2.1被试 华东师大09级心理系大二学生 6名，男女比例为3: 32.2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。2.3.2实验指导语：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。二侧的是标准剌激立柱，中间一根是可由你操作前后移动的变异剌激柱， 你的

6、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，使其和两侧的标准剌激离你同样的远近。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主试仔细记录实验结果。换

7、被试继续实验。3结果3.1各被试在双眼观察情况下，表示深度阈限的视差角（单位：弧秒）被试123456视差角14.38214.21568.355.8613.3672.5423.2单、双眼深度知觉能力差异显著性的检验Correlations双眼线索单眼线索Kendall's tau_b双眼线索Correlation Coefficient1.000*.733Sig. (2-tailed).1.039N66单眼线索Correlation Coefficient*.7331.000Sig. (2-tailed).039.N66Spearman's rho双眼线索Correlation

8、Coefficient1.000*.886Sig. (2-tailed).019N66单眼线索Correlation Coefficient.886*1.000Sig. (2-tailed).019.N66*. Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed).3.3性别差异对单、双眼深度知觉准确性的影响3.3.1Correlations男单眼女单眼Kendall's tau_b男单眼Correlation Coefficient1.000-.333Sig. (2-tailed).602N33女单眼Correlation C

9、oefficient-.3331.000Sig. (2-tailed).602.N33Spearman's rho男单眼Correlation Coefficient1.000-.500Sig. (2-tailed).667N33女单眼Correlation Coefficient-.5001.000Sig. (2-tailed).667.N333.3.2Correlations男双眼女双眼Kendall's tau_b男双眼Correlation Coefficient1.000-.333Sig. (2-tailed).602N33女双眼Correlation Coeffic

10、ient-.3331.000Sig. (2-tailed).602.N33Spearman's rho男双眼Correlation Coefficient1.000-.500Sig. (2-tailed).667N3_3女双眼Correlation Coefficient-.5001.000Sig. (2-tailed).667|4讨论4.1单双眼深度知觉准确性的差异及其原因分析由表3.2,使用了六名被试，男女比例为3: 3,分别输入每个人单、双眼深度知觉误差的平均值，变量一为单眼（优势眼）深度知觉误差，变量二为双眼深度知觉误差，使用spss相关性检验，得肯德尔相关=0.733 （显著

11、程度0.05 p=0.039）斯皮尔曼相关=-.886 （显著程度0.05 p=0.019皆为双侧检验）即单双眼深度知觉辨别能力差异显著，双眼深度知觉准确性明显高于单眼。符合原假设。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6065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

12、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性别差异对单、双眼深度知觉准确性的影响4.2.1由表3.3.1,使用了六名被试，男女比例为3: 3,分别输入每个人单眼深度知觉误差的平均值，变量一为男性，变量二为女性，使用sps哗目关性检验，得肯德尔相关=-.733 （显著程度0.05 p=0.602）斯皮尔曼相关=-.500。（显著程度0.05 p=0.667皆为双侧检验）即性别差异对单眼深度知觉准确性影响不显著。4.2.2由表3.3.2 ,使用了六名被试，男女比例为3: 3,分

13、别输入每个人双眼深度知觉误差 的平均值，变量一为男性，变量二为女性，使用sps哗目关性检验，得肯德尔相关=-.733 （显著程度0.05 p=0.602）斯皮尔曼相关=-.500。（显著程度0.05 p=0.667皆为双侧检验）即性别差异对双眼深度知觉准确性影响不显著。符合原假设。4.3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6065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

14、，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。4.4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。4.5深度知觉测试仪有待改进之处4.5.1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

15、值而违规的行为，降低了实验的信度。4.5.2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。4.6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

16、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。且性别差异对于深度知觉的影响不明显。6参考文献1. 杨志良.实验心理学.杭州：浙江教育出版社， 1998, 452 4532. 章海军，石青云.人眼深度运动知觉的研究.心理学报，1992, 24 (3): 240-2463. 王胜平，李安.深度知觉教学实验研究 一一单眼和双眼在辨别深度中的差异.杭州师范学院 学报(社会科学版)，1999, (3): 74-764. 郭静秋等.儿童立体视的成熟期及几种检查法的比较.北京医科大学学报,1 993;2 5:24-255. 张建东等.汽车司机视深度知觉研究.中国心理卫生杂志，199