1、深度知觉实验12 级心理系师范班 10120330131 李敏 摘 要 本实验使用深度知觉测试仪进行霍瓦多尔曼深度知觉实验，探讨了双眼和单眼（优势眼）在辨别深度中的差异；学习使测量比较单双眼的深度知觉差异，并利用公式 =206265aX/D(D+X)计算双眼视差角（即深度知觉阈限）的值。被试为华东师范大学 12 级本科生 7 名。实验中的变异刺激起始点采用随机法，并采取休息来减少疲劳误差，实验仪器本身也已经消除了除视网膜及视差以外的线索，误差对实验结果的影响不大。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。关键字 深度知觉 单眼 双眼 视差角 1 引言深度知觉是指人
2、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本实验采用第二种。即：霍瓦多尔曼深度实验。1919 年由
3、霍瓦设计的深度知觉测量仪，代替三针实验。本实验用这种仪器进行测量。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） 【其中 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。 足以说明双眼在深度知觉中的优势，本实验结果虽没有霍瓦的结果那么夸张，但还是可以说明单双眼在深度辨别中存在显著差异。2 方法
4、2.1 被试 华东师范大学心理学系 12 级本科生 7 名2.2 材料和仪器EP503 深度知觉测试仪2.3 程序 2.3.1 练习熟悉实验被试坐在仪器面前，手握反应键，眼晴与观察窗保持水平，通过观察孔进行观察。仪器内部立柱中两侧的立柱为标准刺激（对应的尺度 0 位与被试距离为 2 米） ，中间一根立柱为变异刺激，先由主试调到某位置（起始位置每次要随机） 。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（可来回调试） 。2.3.2 指导并开始实验主试按照 ABBA 的方式每次随机将棒调到一个位置，被试通过开关盒移动棒到自己认为与边上棒同平面的位置，主试记录误差，共进行 20 次实验3
5、 结果3.1 被试平均误差数据（单位 cm）被试 1 2 3 4 5 6 7远-近 0.17 0.15 0.23 0.21 0.53 0.7 0.71双眼 近-远 0.14 0.16 0.31 0.39 0.27 0.64 0.38远-近 2.88 3.24 1.89 2.21 5.775 5.45 3.92单眼 近-远 3.71 6.03 2.05 3.4 3.77 8.9 3.723.2 计算在双眼观察的情况下，表示深度阈限的视差角 表 1：各被试双眼视差角（单位：弧秒） 被试 1 2 3 4 5 6 7视差角 0.051913 0.051913 0.503767 0.857354 1.8
6、35462 3.425367 3.145239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 3.3 单双眼描述统计量描述统计量N 极小值 极大值 均值 标准差双眼由远及近 7 2.05 8.90 4.5114 2.26119有效的 N （列表状态） 7描述统计量N 极小值 极大值 均值 标准差单眼由近及远 7 2.05 8.90 4.5114 2.26119有效的 N （列表状态） 7描述统计量N 极小值 极
7、大值 均值 标准差双眼由近及远 7 .14 .64 .3271 .16889有效的 N （列表状态） 7描述统计量N 极小值 极大值 均值 标准差单眼由远及近 7 1.89 5.78 3.6236 1.51415有效的 N （列表状态） 73.4 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 成对样本统计量均值 N 标准差 均值的标准误对 1 双眼由远及近 .3271 7 .16889 .06383对 2 单眼由远及近 4.5114 7 2.26119 .85465P0.05，差异有显著意义。所以可认为，单、双眼在深度知觉中有极其显著性差异。4 分析与讨论4.1 单
8、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 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
9、，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成对样本相关系数N 相关系数 Sig.对 1 双眼由远及近 & 双眼由近及远 7 .699 .081对 2 单眼由远及近 & 单眼由近及远 7 .586 .167成对样本检验成对差分差分的 95% 置信区间均值 标准差 均值的标准误下限 上限t df Sig
10、.(双侧)对 1 双眼由远及近 - 双眼由近及远 .05857 .18069 .06829 -.10854 .22568 .858 6 .424对 2 单眼由远及近 - 单眼由近及远 -.88786 1.84206 .69623 -2.59148 .81577 -1.275 6 .249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？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，有些被试双眼的误差基本在 mm 水平，无法准确读出。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 实验展望在收集到的数据中发现被试间的深度知觉存在个体差异，而且男生与女生似乎也存在性别差异，但因为这是 2 个男生，5 个女生的数据，做该分析显得很没有说服力，故而有待探究。参考文献1.杨治良，王新法 心理实验指导手册 华东师范大学心理系 2008 年 9 月出版
