Panum極限情況中的深度知覺機(jī)制.pdf

1、人類雙眼相距大約為65mm,由于雙眼的位置在空間上稍有不同,因此三維真實(shí)世界在兩視網(wǎng)膜上所形成的二維圖像是不完全對(duì)稱的。這些不對(duì)稱包括:兩視網(wǎng)膜圖像上各相應(yīng)特征的位置不對(duì)稱,數(shù)目不對(duì)稱,水平尺寸不對(duì)稱等。如何將這兩個(gè)特征數(shù)目不對(duì)稱的2D網(wǎng)膜圖像知覺為一個(gè)單一穩(wěn)定的3D圖像,即將雙眼網(wǎng)膜圖像上各類不對(duì)稱的相應(yīng)特征進(jìn)行匹配融合,是人類視覺系統(tǒng)的一個(gè)最基本任務(wù)；也是立體視覺研究、計(jì)算機(jī)視覺研究及應(yīng)用中,一個(gè)最為重要的主題,它常被稱為對(duì)應(yīng)問題。

2、
　　 在數(shù)目不對(duì)稱的情況下,雙眼中各相應(yīng)的特征究竟以什么方式融合,是對(duì)應(yīng)問題的一個(gè)極為重要的方面,缺乏對(duì)它的透徹認(rèn)識(shí),要建立穩(wěn)固、一致的體視理論是完全不可能的。然而對(duì)它的研究卻如此困難,以致像Wheatstone-Panum極限這樣的最簡(jiǎn)單情況,關(guān)于其對(duì)應(yīng)問題的探索及爭(zhēng)論,雖然已歷經(jīng)將近兩個(gè)世紀(jì),但是依然沒有得到解決。具體地說,將成組的兩根直線(即特征)呈現(xiàn)給某只眼,而將單獨(dú)的一根直線呈現(xiàn)給另一只眼時(shí),迄今為止依然不清楚,觀察

3、者所看到的兩根處于不同深度的直線究竟是以什么方式融合的?是一只眼中的兩個(gè)特征還是僅其中的一個(gè)與另一只眼的一個(gè)特征發(fā)生了融合?前者稱為雙重融合,后者稱為唯一性融合。
　　 眾多研究對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研。令人驚奇的是,近年中,幾個(gè)基于Wheatstone類刺激構(gòu)型的實(shí)驗(yàn)證據(jù),卻給出了相互對(duì)立的但又看似不可辯駁的結(jié)論,使得這個(gè)問題變得更為撲朔迷離。迄今仍然不能解釋,同樣都是在小視差下,為什么對(duì)于Panum類刺激構(gòu)型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果都支持雙

4、重融合的觀點(diǎn),但是對(duì)于Wheatstone類刺激構(gòu)型,支持和反對(duì)這種觀點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻依然保持均勢(shì)。具體來說,人們無法理解同樣在小視差下,為什么對(duì)于Panum類直線構(gòu)型和Gillam類曲線刺激構(gòu)型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果都支持雙重融合的觀點(diǎn)；而對(duì)于Frisby的波線構(gòu)型及王志宏等的斜線構(gòu)型,卻只能用唯一性融合來解釋。更為困難的是,迄今還沒找到澄清這個(gè)疑問的思路和方法。
　　 在研究一中發(fā)現(xiàn),在保持小視差不變的情況下,增加或減少先前各Wheats

5、tone類構(gòu)型中兩眼間特征對(duì)的視差垂直梯度Gv,原先被認(rèn)為極有說服力的支持和反對(duì)雙重融合理論的證據(jù)都會(huì)發(fā)生動(dòng)搖,甚至?xí)D(zhuǎn)變到支持各自的反面。并發(fā)現(xiàn),改變構(gòu)型的雙眼性與單眼性線索的相似／沖突程度,結(jié)果中雙重融合人均頻率-Gv關(guān)系曲線也隨之改變。這些結(jié)果共同表明,雙重融合是各種Panum效應(yīng)的共同基礎(chǔ),但是,除了受到視差的限制之外,它還受到構(gòu)型的視差垂直梯度的約束和雙眼性線索與單眼性線索的相似／沖突程度的影響。在小視差下雙重融合的破壞,正是

6、這些因素的失當(dāng)造成的。
　　 在此基礎(chǔ)上對(duì)理論進(jìn)行了進(jìn)一步的檢驗(yàn)和推廣。在研究二中,通過用兼有直線和平面特性的折線平面替代傳統(tǒng)刺激構(gòu)型中的直線,獨(dú)創(chuàng)性地將傾斜效應(yīng)與Wheatstone-Panum體視現(xiàn)象關(guān)聯(lián)了起來。由此得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在Wheatstone-Panum極限情況下,雙重及雙重以上融合在知覺上總是與體視現(xiàn)象同時(shí)發(fā)生。這為視覺系統(tǒng)以多重融合方式解決雙眼特征數(shù)目不對(duì)稱下的對(duì)應(yīng)問題,提供了嶄新而堅(jiān)實(shí)的證據(jù),同時(shí)研究二