人类双眼视觉的进化

 

双眼位于头部的两侧大自然赐予动物赖以生存的物理特征。分列两侧的眼睛位置对于猎物或草食性动物的生存(例...





双眼位于头部的两侧




大自然赐予动物赖以生存的物理特征。分列两侧的眼睛位置对于猎物或草食性动物的生存(例如,马,兔子,牛)是必不可少的,能够增加侧面和周边的视野。

侧视力(由于分列两侧而得到增加)对于动作或运动非常敏感。周边视觉使得生物更有效地侦查到危险。在偷吃你家花园中的青草时,兔子必须不断地警惕它的天敌。一旦察觉到危险,周边视觉——动作侦查系统——就会向兔子报警。兔子的最迅速选择就是逃跑。

双眼位于头部的正前方




速度更快的食肉动物并不需要太多类似猎物们的周边视觉。对于猎手而言,更重要的是锁定猎物,并精确地判断与猎物之间的距离。因此,猎手(食肉或肉食动物,例如狮子,山猫)以及人类双眼都位于头部的正前方,以准确定位猎物。猎手牺牲了大范围的周边视觉,更多依赖难以置信地精确深度知觉系统。为了补偿周边视觉的丧失,大多数食肉动物都发展出一套复杂的追踪系统,延伸了侧视力的范围。它就是,脖子。

双眼位于头部正前方的好处



位于正前方的双眼促成了显著的视觉现象——立体视。立体视是一种3D感知。它是双眼同时工作的结果,创造出相对深度的感知。

很多人都体验过观看I-Max 3D电影或者立体眼镜带来的夸张立体深度觉。或者,也许你已经看过了20世纪50年代的戏迷们的照片,他们戴着特制的宝丽来眼镜观看3D电影。

什么是立体视?



立体视的形成:大脑将来自双眼的影像合成一个。两只眼睛从稍微不同视点观察世界。

来自两个镜头(双眼)的两张稍微不同的图像融合在一起,给我们一个强烈的三维或者相对深度的感觉。

看近处,双眼图像的差异性要大于看远处。因此,近距离的立体视是最强烈也是最重要的视觉功能。人们总是在近处使用精确的手眼协调功能以制作工具和其他事物。

立体视的好处



在人类的进化中立体视非常重要。精准的双眼深度觉令人类制作工具,生产商品(现代文明的核心特征)。立体视在人类的很多行为中扮演角色,例如抓球,停车,穿线,动手术,或者任何其他要求精确的深度觉的远距离行为。

双眼位于头部两侧的动物以及长年斜视(眼睛麻痹)的人们都缺乏立体视觉。这并不是说他们绝对没有立体视。有许多的单眼深度视觉线索令我们产生精确的深度判断。你对这些单眼深度视觉线索也许并不陌生,它们包括:角度,层次,阴影,空间透视(天空的颜色),相对运动,相对尺度等。

双眼视觉线索(来自双眼),例如立体视和平行,依赖于大脑对双眼的精确对齐和两个图像的适当统合。拥有单眼深度觉技巧的人们能够在很多情况下做的很好。但是,他们被禁止驾驶火箭,纽约城市地铁的火车,而且绝对不能做外科医生。他们难以接住飞来的球或者成为NBA的控球后卫。然而很多工作不要求立体视,因此立体视缺乏并不意味着完全失败的人生。

立体视能够增加生活的质量和生命机会。然而,一些眼科医生可能会告诉你,这是一种奢侈,但立体视是人类进化与潜能的一部分。3D视觉是人类的技巧,我们每个人都想要,都需要。应该尽一切可能促进儿童运动视觉技巧的发展,而且对于很多成人都为时未晚。

什么是关键期?

早在20实际60年代,两位来自哈弗的诺贝尔奖得主,Hubel and Weisel,主要研究视觉的发展。他们的研究对象是猴子和猫,拥有类似于人类的立体视觉。他们的研究结果涉及到立体视觉发展的“关键期”问题。

什么是“关键期”,对于你或你的孩子以及你的治疗选择而言它意味着什么?通过阅读Dr. Jeffrey Cooper and Dr. Paul Harris的两篇文章,他们对斜视的见解截然不同,探讨这个有争议的话题。Dr. Harris更倾向于认同Hubel and Weisel在上个世纪60年代的经典研究以及他们后续的研究。近来的许多研究对于有限的“关键期”的观点提出了质疑。Dr. Cooper详尽地解释了Hubel and Weisel的研究以及应用。

为什么我的眼科医生说已经“太迟了”?

当医生告诉你,治疗你的孩子双眼视觉功能缺损(或者眼睛麻痹或者懒惰眼)已经“太迟了”的时候,他或她可能是基于早期所受“关键期”的教育做出的判断。他或她可能直接或者间接地延用了上个世纪60年代的以来的研究。

请记住,从上个世纪60年代至今,我们对于大脑的了解越来越多了。例如,一项崭新的、突破性的关于大脑可塑性(改变和成长的能力)的研究,在2000年大张旗鼓地向媒体广泛传播。

我们建议你,寻找一个对最新的视觉与大脑发展(神经可塑性)更加了解的医生。

什么时候治疗斜视或者懒惰眼太迟了?


经常被问到,哪个年龄阶段治疗已经无效了。回答是,每个人都应该争取机会。哪怕有一线希望都不要放弃。年龄不应该成为一个威胁,尽管在6岁以下治疗是最理想的(特别是2岁以前),效果比较迟治疗要好。6岁之后,年龄就不重要了。

消除最困难的境况,弱视或者长期斜视成功治愈的最大机会是在2岁之前。然而,这并不排除很多年长患者的巨大成功,以及大多数6岁以上患者的部分成功。大量研究显示:6岁以上患者的治疗非常成功。一项研究对比了6岁之前和6岁之后的治疗。他们发现:两组之间没有统计学上的显著差异。实际上,65岁以上的弱视患者,从来没有接收任何治疗,其中超过三分之一的人都有持续的视觉改善。

因此,能够改善斜视和懒惰眼的任何机会都不应该放弃,尽管6岁之后的治疗没有6岁之前有那么显著的效果,并且需要更多的努力。同时,请记住,如果眼睛只是某些时候(非持续的)在运转,脑细胞不会发生与持续眼动同等的改变。

理解针对眼睛肌肉异常进行的治疗中年龄的关系,类似于理解学讲第二语言的年龄。在神经发展期,也就是生命的第一年,语言发展是自然的、自发的。成长的家庭中使用两种语言,那么儿童从出生开始就自然的学习两种国语言。然而,如果第二语言是在学龄期之后才被引入的,语言发展就需要更长的时间和更多的艰辛。请记住,人们在六七十岁的时候依然能够学好语言。视觉的发展也是一样的。在关键期内,发展普通的视觉功能是相对容易的,但是只要坚持训练,在之后的年月里很多人仍然可以发展双眼视觉功能。

亡羊补牢为时未晚

魔术眼立体图



这幅漫画表示的是观看魔术眼立体图的一个方法。这个方法用于观看印刷在书本、日历等等上的魔术眼立体图,并且已经颇为流行。漫画中的男人(是的——就是那个有两个右臂的家伙)正把立体图片放在自己鼻子的正前方,然后——非常慢地——移动图片远离自己脸部直到隐藏的三维图像出现并能被清楚地辨认出来。

该方法同样适用于观看电脑屏幕上的立体图。可是如果你是害羞的人,你可能想私下尝试这方法。如果你觉得这样把一本书对着鼻子看起来有点可笑,那么你可以把它推迟直到你愿意尝试。

现在开始. . .

  1. 因为你不能拿起计算机显示器移动它远离自己脸部,那么尝试让自己的身体远离计算机屏幕。从椅子上离开并站起来。准备作一个稍微扭曲的姿势。
  2. 把鼻子正对着计算机屏幕。此时图像将变得非常模糊。欣赏那些光彩夺目的颜色吧。(让我们暂时把近距离电磁场可能产生的不良影响抛到脑后,好吗?)关键是你刚才轻松地克服了聚焦在计算机屏幕上的倾向。为了能够看到三维图像,你必须看穿计算机屏幕,而不是看着计算机屏幕。
  3. 问问自己,此时眼睛是什么感觉,因为当你远离图像的时候你需要让眼睛保持同样的感觉和同样的姿势。再次检查一下自己。你的焦点是完全放松的。图像是模糊的。你的视线正穿透显示器,看向远处。
  4. 现在慢慢地从计算机屏幕后退一步,同时让眼睛保持同样的姿势。让图像保持模糊。放松,呼吸,眨眼。
  5. 继续慢慢地向后走,远离计算机屏幕。隐藏的三维图像将逐渐映入眼帘。
  6. 继续让视线穿透计算机屏幕。不要直接看着计算机上的图像。如果你突然转移了焦点,直接看着屏幕,那么将不会出现三维效果。那就重新试一遍。
  7. 一旦当你看到了三维图形,如果你继续凝视远处而不是直接看着图形,那么三维效果将会逐渐增强。立体感觉似乎会在大脑产生饱和效应,所以如果你保持看着图像一段时间,你将注意到自己的深度知觉在逐渐增强。酷!

为什么有些人难以看到三维图像?





缺乏深度知觉的人无法观看三维电影

如何看到三维?——这是两只眼睛的探戈!

观看三维电影的时候,你或你的孩子正在疑惑其他人在惊叫什么吗?或者三维观看会导致你或你认识的人头痛、肚子痛、眩晕、混乱或觉得无趣…吗?

为了看到(三维电影、三维海报、图画、书本等的)三维立体图像,你必须具有两个共同协作的眼睛。两个正常工作的眼睛是必须的!再继续之前先检查一下你的“装备”。

照照镜子以确定自己具有两个眼睛。它们都是睁开的,能够看东西。可是对于你的三维观看“装备”,这样的检查并足够。

如果你在观看三维电影、图片等的时候出现非常大的困难,那么你需要找专门测试双眼视力的验光师作一个详细的检查。

即使结果显示你的双眼视力真的出现了问题,不用担心!不到5%的人口因患有严重的视力障碍以致很难或无法看到三维。这些人包括丧失了一个眼睛的人或弱视或斜视(眼睛偏斜——“交叉眼”或“偏斜眼”)患者中的部分人。在大多数情况下,双眼视力是可以通过配戴矫正镜片和/或进行指导性视力治疗得以改善的。

杰弗里·库珀博士说,“经常会有人问,到了什么年纪就不需要再尝试去治疗弱视或斜视。答案是,每个人都不应该放弃治疗!年龄不应该成为治疗的阻碍。”

如果你难以观看三维,请花点时间去确定这是否可能是视力问题引起的。双眼视力问题比你想象的更为普遍。至少12%的人都会出现某种双眼视力问题。

为什么需要立体视觉?

立体视觉是正常的人类视觉的一部分。为了看到三维幻象和拥有正常的深度知觉,立体视觉是必须的。

框架游戏教你看3D

为了看到3D影像大脑必须利用来自双眼的视觉信息。如果双眼视觉区别太大以至于无法匹配,大脑就会被迫做出选择。它将扔掉来自其中一只眼睛的全部或者部分信息。大脑将抑制或者屏蔽不能用的信息。游戏将告诉你,你的双眼是否同时启用了。

首先,将你的鼻子对准那只棕色的眼睛。

然后双眼聚焦于棕色的眼睛。

再将你的食指放在鼻子前面。

继续盯着棕色的眼睛。如果你的双眼同时启用,你将看到两根手指框住了那只眼睛。

现在,将焦点转移到你的食指。你应该看到两只眼睛框住了一根手指。







你成功了?

那证明你的双眼在同时启用,而且你很享受3D视觉带来的乐趣。

有问题?

遵从上面的指引再做一次,注意你的眼睛聚焦在哪里。

*如果你带了眼镜,摘掉再试一次。

*不能看到两根手指(或者两只眼睛)?或者一根手指若隐若现?或者一根手指很微弱,像个鬼影?你也许应该考虑接受详细的视觉检查包括双眼视觉的测试。

*不要放弃。你不一定拥有完美的双眼视觉才能观看3D影像。观看3D影像能够强化和提升你的双眼技巧。了解眼科医生是如何利用3D影像改善视觉的。

观看三维图像的逻辑方法

--知道该把眼睛瞄准哪里--

请注意,此博文讲得是如何能够不使用三维眼镜就看到三维图像。这被称作“独立观看”。

有三种用双眼看到三维图像的基本方法...




通常,当你看着计算机屏幕或阅读其上的内容时,你是把眼睛直接瞄准在屏幕表面的。你可能已经掌握了这一方法(你已经有过很多实践了吗?!)。如果你以常规的观看方法去看三维图像,将不会有东西凸出。你不会看到三维!



通过平行注视法(又名分叉或魔术眼法),你的视线向外移动趋向平行,并在图像后面远处的一点聚合。这就是为什么它被称作“平行注视”。平行注视时,控制负责调焦的晶状体的眼肌将放松和伸长。



三维观看的另一个方法叫做交叉注视或对视法。瞄准眼睛使眼睛的视线在图像前面交叉。交叉注视时,控制负责调焦的晶状体将强烈地收缩和变短。注意:三维画廊设有专门用于交叉注视的分区。如果你交叉注视魔术眼图片或其它用于平行注视的图片,本该凸出的图形将下陷。例如,一设计为在三维观看时会有一颗星凸出的魔术眼立体图将好像出现一个陷入背景的星形的洞。

如果你看到老的并行立体相片卡(设计为用手持式或台式立视镜观看),你可以使用交叉注视法独立观看这些图像。可是,这只适合于高水平的独立观看者——只有卓越的独立观看者适用!

观看三维图像的实际方法

--按部就班试试这些方法--

  1. 平行和交叉注视:利用圆点作为“练习轮子”
  2. 平行注视:把你的鼻子放进去
  3. 平行注视:反光法
  4. 交叉注视:单指法

平行注视的入场券(控制之中的幻象!)

利用练习轮子进行三维观看---“圆点”法

两点(或其它图形)有时会被放在立体图片的顶部作为独立观看的“练习轮子”。正如练习轮子帮助你学习在自行车上找到正确的平衡,圆点能够帮助你在独立观看中找到正确的“平衡”。它们能够帮助你找到确切的位置以瞄准眼睛。另外,刚开始的时候,圆点比更复杂的立体图像更容易练习。





用圆点进行平行注视

记得著名的法兰克福实验吗?这两个圆点就正如著名的法兰克福实验中你的两根手指。

这两个圆点构成一立体图像对。当你对它们进行三维注视,你将会看到三个圆点——中间的圆点将以三维方式凸出。

  • 把眼睛瞄准于两圆点之间。把视线穿透屏幕看向远处。想象一下透视!当你把眼睛瞄准远处,留意圆点发生了什么变化。你非常可能看到两个圆点变成了三个。如果这样,你只要继续调整就会看到三维。注意眼睛此时的感觉,当你慢慢地向下移动眼睛到立体图片中心必须保持同样的感觉。
  • 如果你只看到两个圆点,那么你可能只是在看着圆点本身。记住,你需要看穿圆点。重新试一遍。把眼睛瞄准在两个圆点之间并看向远处。
  • 如果你看到了四个点而不是三个点,那么你就快要成功了。保持放松并把眼睛看向更远处。把视线向外偏移,让中间的两个圆点移向对方直到它们融合或重叠。如果你不能让中间的圆点移向对方,那么你需要更加放松你的眼部肌肉。把视线投向更远处。想象自己正在看着海洋上远去的帆船。放松。呼吸。


更多的平行练习

利用圆点进行对眼注视

为了让家人和朋友留下深刻的印象,许多孩子掌握了交叉自己眼睛的技巧。你是那些孩子中的一个吗?如果是,那么对眼注视就正合你胃口了。交叉注视,也叫对眼注视。当你这样做的时候你可能感觉自己在对眼,但你真的是在对眼吗?呃,并不完全像那些滑稽的孩子。

  • 你需要把眼睛聚焦在三维图像前方,所以你需要利用手指帮助自己找到正确的位置以瞄准(聚合)眼睛。把食指放在鼻子前六英寸处。把双眼聚焦在手指上。
  • 继续聚焦在手指上,注意屏幕上的圆点发生了什么变化。你应该看到四个圆点。
  • 把手指非常慢地移向屏幕(保持聚焦在其上!)直到中间的两个圆点移到一起并融合成一个圆点。中间的复合点应该以三维方式凸出。你可以利用手指辅助自己,但为了不遮挡三维图像,你最后需要移开手指。
  • 如果你失败了,那么你需要继续调整手指的位置。慢慢地来回移动手指直到你找到能让自己看到三维图像的位置。
  • 起初,三维图像可能很模糊。让你的大脑慢慢作出调整,三维图像将会变得明显和清晰。
注意:对于交替进行交叉注视和平行注视,这是很好的练习。如果你有任何关于试验这些方法时的感觉问题,请查看眼睛的锻炼


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