Panum極限情況中的深度知覺機制.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,因此三維真實世界在兩視網(wǎng)膜上所形成的二維圖像是不完全對稱的。這些不對稱包括:兩視網(wǎng)膜圖像上各相應特征的位置不對稱,數(shù)目不對稱,水平尺寸不對稱等。如何將這兩個特征數(shù)目不對稱的2D網(wǎng)膜圖像知覺為一個單一穩(wěn)定的3D圖像,即將雙眼網(wǎng)膜圖像上各類不對稱的相應特征進行匹配融合,是人類視覺系統(tǒng)的一個最基本任務；也是立體視覺研究、計算機視覺研究及應用中,一個最為重要的主題,它常被稱為對應問題。

2、
　　 在數(shù)目不對稱的情況下,雙眼中各相應的特征究竟以什么方式融合,是對應問題的一個極為重要的方面,缺乏對它的透徹認識,要建立穩(wěn)固、一致的體視理論是完全不可能的。然而對它的研究卻如此困難,以致像Wheatstone-Panum極限這樣的最簡單情況,關(guān)于其對應問題的探索及爭論,雖然已歷經(jīng)將近兩個世紀,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,而將單獨的一根直線呈現(xiàn)給另一只眼時,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?是一只眼中的兩個特征還是僅其中的一個與另一只眼的一個特征發(fā)生了融合?前者稱為雙重融合,后者稱為唯一性融合。
　　 眾多研究對此現(xiàn)象進行了相關(guān)調(diào)研。令人驚奇的是,近年中,幾個基于Wheatstone類刺激構(gòu)型的實驗證據(jù),卻給出了相互對立的但又看似不可辯駁的結(jié)論,使得這個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,為什么對于Panum類刺激構(gòu)型,實驗結(jié)果都支持雙

4、重融合的觀點,但是對于Wheatstone類刺激構(gòu)型,支持和反對這種觀點的實驗結(jié)果卻依然保持均勢。具體來說,人們無法理解同樣在小視差下,為什么對于Panum類直線構(gòu)型和Gillam類曲線刺激構(gòu)型,實驗結(jié)果都支持雙重融合的觀點；而對于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)型中兩眼間特征對的視差垂直梯度Gv,原先被認為極有說服力的支持和反對雙重融合理論的證據(jù)都會發(fā)生動搖,甚至會轉(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、這些因素的失當造成的。
　　 在此基礎(chǔ)上對理論進行了進一步的檢驗和推廣。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,獨創(chuàng)性地將傾斜效應與Wheatstone-Panum體視現(xiàn)象關(guān)聯(lián)了起來。由此得到的實驗結(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)目不對稱下的對應問題,提供了嶄新而堅實的證據(jù),同時研究二