深度知觉实验
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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
又称距离知觉或 深度知觉(depth perception)是指人对物体远近距离即深度的知觉,立体知觉。这是个体对同一物体的凹凸或对不同物体的远近的反映。视网膜虽然是一个两维的平面,但人不仅能感知平面的物体,而且还能产生具有深度的三维空间的知觉。这主要是通过双眼视觉实现的。有关深度知觉的线索,既有双眼视差、双眼辐合、水晶体的调节、运动视差等生理的线索,也有对象的重叠、线条透视、空气透视、对象的纹理梯度、明暗和阴影以及熟习物体的大小等客观线索。根据自己的经验和有关线索,单凭一只眼睛观察物体也可以产生深度知觉。用视觉来知觉深度,是以视觉和触摸觉在个体发展过程中形成的联系为基础的。通过大脑的整合活动就可作出深度和距离的判断。但个体在知觉对象的空间关系时,并不完全意识到上述那些主、客观条件的作用。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
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:(1)三针实验。此实验是由黑姆兹
设计
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的。以两针为
标准
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,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
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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。本实验正是采用这种方法。深度知觉测试仪是研究视觉在深度上视锐的一种仪器。可测试双眼对距离或深度的视觉误差的最小阀限。
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,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3:3
2.2 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 1 2 3 4 5 6 视差角 14.382 14.215 68.35 5.861 3.367 2.542
3.2 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
*双眼线索 Kendall's tau_b Correlation Coefficient 1.000 .733
Sig. (2-tailed) . .039
N 6 6
*单眼线索 Correlation Coefficient .733 1.000
Sig. (2-tailed) .039 .
N 6 6
*双眼线索 Spearman's rho Correlation Coefficient 1.000 .886
Sig. (2-tailed) . .019
N 6 6
*单眼线索 Correlation Coefficient .886 1.000
Sig. (2-tailed) .019 .
N 6 6
*. 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
3.3.1
Correlations
男单眼 女单眼
男单眼 Kendall's tau_b Correlation Coefficient 1.000 -.333
Sig. (2-tailed) . .602
N 3 3
女单眼 Correlation Coefficient -.333 1.000
Sig. (2-tailed) .602 .
N 3 3
男单眼 Spearman's rho Correlation Coefficient 1.000 -.500
Sig. (2-tailed) . .667
N 3 3
女单眼 Correlation Coefficient -.500 1.000
Sig. (2-tailed) .667 .
N 3 3 3.3.2
Correlations
男双眼 女双眼
男双眼 Kendall's tau_b Correlation Coefficient 1.000 -.333
Sig. (2-tailed) . .602
N 3 3
女双眼 Correlation Coefficient -.333 1.000
Sig. (2-tailed) .602 .
N 3 3
男双眼 Spearman's rho Correlation Coefficient 1.000 -.500
Sig. (2-tailed) . .667
N 3 3
女双眼 Correlation Coefficient -.500 1.000
Sig. (2-tailed) .667 .
N 3 3
4 讨论
4.1 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。 4.2性别差异对单、双眼深度知觉准确性影响均不显著。符合原假设。 4.3 深度知觉测试仪有待改进之处
4.3.1 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。
4.3.2 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。
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—453
2.章海军,石青云.人眼深度运动知觉的研究.心理学报,1992,24(3):240-246 3.王胜平,李安.深度知觉教学实验研究——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):74-76
4.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 5:24-25 5. 张建东等. 汽车司机视深度知觉研究. 中国心理卫生杂志,1995.9(3):132-133 6. 钱曾波等. 计算机立体视觉研究的进展. 测绘学院学报,2001,18(4):267-272 7. 余浩等. 海员的深度知觉研究. 中华航海医学与高气压医学杂志,2006,13(1):15-17 7 附录
双眼观察 单眼观察
远-近 近-远 远-近 近-远
1 4.5 1.5 4.5 5.5
2 0 1 4 24.5
3 0.5 0 10 10
4 5.5 1.5 20.5 11.5
5 0.5 0 21.5 6.5
6 0.5 1 1 8.5
7 1.5 2.5 2 10.5
8 4.5 1 2.5 10
9 2 1 6.5 18
10 2 4 1 12
平均数 2.15 1.35 7.35 11.7