基于最新視覺(jué)理論對(duì)月亮錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象的解釋(下)

1、基于最新視覺(jué)理論對(duì)月亮錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象的解釋(下)    例 2，如圖 7 所示，ABCD 是腳下路面，O 眼是眼位置，OA 與地面距離為 0.3m，ABCD 各邊情況與例 1 中各邊長(zhǎng)度完全相同：AB=9.7m，AD=BC=0.5m，F(xiàn)G=AN。  圖 7 視線/觀察平面成一定角度時(shí)物體知覺(jué)距離的獲得方式示意圖圖 7 中， OA=0.3m ， AB=9.7m ，&

2、#160;OB= OA2 + OB 2 = 0.32 + 9.7 2 = 9.705 m ， OCM=1/2BOC,則根據(jù)空間線面視知規(guī)則 MC 為視軸 OB 的視覺(jué)平行線，OM 視覺(jué)長(zhǎng)度 等于 BC 視覺(jué)長(zhǎng)度；ONM=1/2AON，MN 為 OA 視覺(jué)平行線，OM 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 AN 視 覺(jué)長(zhǎng)度，則

3、0;BC 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 AN 視覺(jué)長(zhǎng)度。OM 可以用下面關(guān)系式計(jì)算求得：  AN 和 FG 可以通過(guò)下面關(guān)系式求得 當(dāng)我們將 AD 作為衡量遠(yuǎn)處線面視覺(jué)大小的標(biāo)準(zhǔn)參照時(shí)，AD 線上的 AN 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 因而，眼高為 30cm 時(shí)，9.7m 長(zhǎng)路面的視覺(jué)距離為 7.744m，路面視覺(jué)距離與實(shí)際距離 的比值為 7.744/9.7=0.79840.8。 比較例 

4、1 和例 2 的情況，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)完全相同的一塊長(zhǎng)方形觀察平面，在視線與觀察平 面重合情況下和視線與觀察平面成一定角度情況下，平面的視覺(jué)長(zhǎng)度是不一樣的：視線成一 定角度觀察平面時(shí)的平面視覺(jué)長(zhǎng)度，要比視線/平面重合時(shí)的平面視覺(jué)長(zhǎng)度大 1.5503 倍左右 （0.8/0.515=1.5503）。這個(gè)數(shù)據(jù)比例和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的地平線上太陽(yáng)視覺(jué)直徑和中午頭頂天空太 陽(yáng)視覺(jué)直徑之比差不多，實(shí)驗(yàn)觀察到的地平線附近月亮視覺(jué)直徑大約為頭頂天空中月亮視覺(jué) 直徑的 1.52 倍之間。一般來(lái)說(shuō)，我們站在地

5、面上眼與地面距離肯定會(huì)例 2 中的 30cm 大許 多，這樣，遠(yuǎn)處路面的視覺(jué)距離與路面實(shí)際距離的差別會(huì)更小，地平線上天空視覺(jué)距離與頭 頂天空視覺(jué)距離的比值就會(huì)比 1.5503 更大一些。 2.5 天空視覺(jué)距離的獲得方式和計(jì)算方法 天空看起來(lái)成圓弧形狀，大視野角度的天空弧面積是由天空視覺(jué)距離和天空視角聯(lián)合計(jì) 算得到的。例如，假 設(shè)天空視覺(jué)距離為 2000 米，則 2 度角 天 空弧面積為2×2000

6、×2/360=69.8m，即，當(dāng)天空視覺(jué)距離在 2000 米左右時(shí)，2 度視角天空面積應(yīng)該在 69.8m 左右?？墒牵⒎只√炜彰娣e，卻不是天空微分視角和天空視覺(jué)距離聯(lián)合計(jì)算所得。天空視 覺(jué)極限分辨視角為 60左右，按照剛才的計(jì)算方法，假設(shè)天空視覺(jué)距離為 2000m，則 60天 空視覺(jué)面積為 1×2000×2/360×60=0.58m,約為 580cm。天上小顆星星的視角差不多等于天空 視覺(jué)極限分辨視角，可是天空上星星的視覺(jué)直

7、徑大概在 510mm 大小，這與我們根據(jù)天空 視覺(jué)距離和極限分辨視角計(jì)算出來(lái)的微視角天空面積（580cm）相比，差了 100 倍以上，可 見(jiàn)，微視角天空面積不是根據(jù)天空視距和天空視角聯(lián)合計(jì)算得到的，天上的星星和太陽(yáng)月亮 大小，都不是根據(jù)星月視距和視角聯(lián)合計(jì)算得到的。 前面的討論讓我們了解到，路面視覺(jué)距離的獲得，是根據(jù)遠(yuǎn)近路面相對(duì)視覺(jué)寬度大小計(jì) 算得到的，也就是說(shuō)路面變窄的程度決定了路面視覺(jué)距離的遠(yuǎn)近。同樣，天空視覺(jué)距離的獲 得，也是根據(jù)固定大小的物體隨視距增加而變小的性質(zhì)得到的。視覺(jué)上在利用物體

8、視覺(jué)面積 隨距離增加而變小的性質(zhì)獲得天空距離視覺(jué)大小時(shí)，所選擇的空間物體直徑面積大小就會(huì)對(duì) 天空視覺(jué)距離大小產(chǎn)生影響：如果將天空視覺(jué)距離的形成認(rèn)為是較大長(zhǎng)度面積身體附近空間 向遠(yuǎn)處移動(dòng)到極限可辨視角時(shí)形成的，天空視覺(jué)距離就會(huì)顯得比較遠(yuǎn)一些，如果將天空視覺(jué) 距離的形成認(rèn)為是較小長(zhǎng)度面積身體附近空間向遠(yuǎn)處移動(dòng)到極限視覺(jué)可辨視角時(shí)形成的，天 空視覺(jué)距離就會(huì)顯得比較近一些。物體隨視距增加而變小的過(guò)程可分為以下幾個(gè)階段： 1、當(dāng)物體所成視角大于某個(gè)臨界角度時(shí)，物體隨視距增加而變小的速度會(huì)小于視距增 加的速度，具體表現(xiàn)為物體視覺(jué)面積雖然

9、會(huì)隨視距增加而變小，但單位視角的空間形象轉(zhuǎn)換 率卻是隨視距增加而變大。這造成了人類(lèi)視覺(jué)中的空間世界與攝像機(jī)底片上成像的區(qū)別，同 一視角空間視覺(jué)面積總是隨視距增加而擴(kuò)大，而任何距離上的同視角空間在攝像機(jī)底片上的 圖像是相同大小的。 2、單位視角空間形象轉(zhuǎn)換率不可能隨視距增加而無(wú)限變大，當(dāng)物體移動(dòng)到某個(gè)臨界視 角時(shí)，視角空間形象轉(zhuǎn)換率會(huì)達(dá)到最大值。當(dāng)物體移動(dòng)到最大形象轉(zhuǎn)換率臨界視角后繼續(xù)象 遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，單位視角空間形象轉(zhuǎn)換率不再隨視距增加而變大，而是與臨界視角空間形象轉(zhuǎn) 換率相同。因而，當(dāng)物體移動(dòng)到視角小于某臨界視角以下時(shí)，物體

10、視覺(jué)距離的增加與視角的 縮小程度成正比例關(guān)系。物體視角在臨界視角以上范圍內(nèi)，造成物體所成視角空間形象轉(zhuǎn)換 率隨視距增加而變大的原因，是空間線面視知規(guī)則發(fā)生作用的結(jié)果，我們可以根據(jù)空間線面 視知規(guī)則計(jì)算出物體相對(duì)視覺(jué)大小和物體視覺(jué)距離遠(yuǎn)近（參見(jiàn)上節(jié)）?？墒?，不是無(wú)限小視 角空間，空間線面視知規(guī)則都能發(fā)生作用的，空間線面視知規(guī)則有一個(gè)能夠發(fā)生作用的最小 臨界視角，我們稱之為空間線面視知規(guī)則最小作用視角。當(dāng)物體向遠(yuǎn)移動(dòng)到空間線面視知規(guī) 則最小作用視角處時(shí)，視角的空間形象轉(zhuǎn)換率達(dá)到最大值。物體繼續(xù)向遠(yuǎn)移動(dòng)到物體所成視 角小于視知規(guī)則

11、最小作用視角時(shí)，物體所成視角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率，仍等于視知規(guī) 則最小作用視角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率。太陽(yáng)和星星距離都可以被理解為固定直徑面積 的空間向遠(yuǎn)處移動(dòng)形成的，太陽(yáng)和星星所成視角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率應(yīng)該是相等的， 都等于視知規(guī)則最小作用視角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率。事實(shí)上正是如此：例如，某個(gè)人 觀察到頭頂天空中太陽(yáng)視覺(jué)直徑大約有 22cm 的圓盤(pán)直徑大小，星星有 57mm 直徑的黃豆 粒大小，我們知道太陽(yáng)視角為 36左右，星星視角為最低分辨率視角 1左右，則太陽(yáng)的視 角空間

12、形象轉(zhuǎn)換率為 22cm/36=6mm/，星星的視角空間形象轉(zhuǎn)換率為 57mm/,可 見(jiàn)，太陽(yáng)和星星的視角空間形象轉(zhuǎn)換率確實(shí)是基本相等的，均等于視知規(guī)則最小作用視 角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率。這也說(shuō)明太陽(yáng)和星星視角空間形象轉(zhuǎn)換率有一個(gè)共同的 起源：源于視知規(guī)則最小作用視角的視角空間形象轉(zhuǎn)換率。 3、視知規(guī)則最小作用視角最大空間形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離和視知規(guī)則最小作用視角 是多少 我們可以根據(jù)太陽(yáng)和星星的視覺(jué)直徑和視角大小，計(jì)算出視知規(guī)則最小作用視角最大空 間形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離大小。太陽(yáng)和星星的視角空間形象轉(zhuǎn)

13、換率等于視知規(guī)則最小作用 視角的最大空間形象轉(zhuǎn)換率，則根據(jù)太陽(yáng)和星星視覺(jué)直徑和視角大小計(jì)算出來(lái)的距離就是視 知規(guī)則最小作用視角最大空間形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離。 例如，一個(gè)人觀察到的中午太陽(yáng)直徑為 22cm 左右，太陽(yáng)視角為 36，則以此計(jì)算出來(lái)的視 覺(jué)距離為 22×arctg36=22×360×60/2×36=2101cm=21m 即，對(duì)于一個(gè)頭頂天空中太陽(yáng)大小看起來(lái)為 22cm 直徑的人來(lái)說(shuō)，視知規(guī)則最小作用視角達(dá) 到最大視角空間形象

14、轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離為 21m 左右。 4、視知規(guī)則最小作用視角是多少 由于我們是根據(jù)固定長(zhǎng)度物體隨視距增加而變小的情況判斷距離視覺(jué)的遠(yuǎn)近，而物體移 動(dòng)到視知規(guī)則最小作用視角后繼續(xù)向遠(yuǎn)處移動(dòng)時(shí)，物體視角的變化和物體距離的增加成反比 例。因而，如果此人看到的頭頂天空中太陽(yáng)大致視覺(jué)距離為 80m，設(shè)視知規(guī)則最小作用視角 為 ，某一固定長(zhǎng)度面積的空間移動(dòng)到視角為視知規(guī)則最小作用視角  時(shí)，固定長(zhǎng)度面積空 間的視覺(jué)距離是 21m；固定長(zhǎng)度面積的空間繼續(xù)移動(dòng)到視角為太陽(yáng)視角&#

15、160;36時(shí)，由于太陽(yáng)視 覺(jué)距離和視知規(guī)則最小作用視角最大形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離之比，等于最小作用視角和太 陽(yáng)視角之比，據(jù)上節(jié)討論，視知規(guī)則最小作用視角最大空間形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視覺(jué)距離是 21m， 此人看到的中午太陽(yáng)視覺(jué)距離為 80m,則 :36=80:21，視知規(guī)則最小作用視角為 137.1左 右。 5、頭頂天空和星星的視覺(jué)距離有多少 知道了視知規(guī)則最小作用視角和視知規(guī)則最小作用視角達(dá)到最大空間形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的 視覺(jué)距離，我們就可以根據(jù)固定直徑長(zhǎng)度的物體移動(dòng)到小于視知規(guī)則最小作用視角時(shí)

16、，物體 視角縮小的速度與物體視覺(jué)距離增加的程度成反比例的距離判斷方法，計(jì)算出星星或頭頂天 空的視覺(jué)距離遠(yuǎn)近。視知規(guī)則最小作用視角為 137.1，最小作用視角最大形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的視 覺(jué)距離為 21m，星星或天空最小分辨視角為 60（1）左右，假設(shè)星星或天空的視覺(jué)距離為 R，則 21:R=1:137.1，則星星或天空視覺(jué)距離為 R137.1×212879m 左右。即，頭頂天空 在視覺(jué)中看起來(lái)大概有 23 公里左右距離。 6、固定面積的空間直徑是多少&#

17、160;我們將遠(yuǎn)處空間視覺(jué)距離的獲得，理解為由固面積空間的視覺(jué)直徑隨視距增加而變小的 程度決定?？墒?，我們選擇的固定面積的空間直徑有沒(méi)有一個(gè)大致確定的量值？根據(jù)前面討 論，我們知道，如果一個(gè)人視覺(jué)中頭頂天空太陽(yáng)視覺(jué)直徑為 22cm，則此人仰望天空時(shí)，視 角為 137.1時(shí)的視角空間形象轉(zhuǎn)換率會(huì)達(dá)到最大值，太陽(yáng)和為視角天空的視角空間 形象轉(zhuǎn)換率與最大值的 137.1空間形象轉(zhuǎn)換率相同，均為 22cm/36。知道了視知規(guī)則最小作 用視角的空間形象轉(zhuǎn)換率，我們就可以計(jì)算出最小作用視角的空間直徑是多少。視知規(guī)則最

18、 小作用視角的空間面積直徑為：137.1×22cm/36=83.8cm。也就是說(shuō)，固定面積的空間移動(dòng) 到視角為 137.1角度時(shí)，其視覺(jué)直徑為 83.8cm，我們只要把 83.8cm 視覺(jué)直徑換算成實(shí)際直 徑大小，就是我們所要求得的固定面積空間直徑大小。 設(shè)固定長(zhǎng)度的空間直徑為 L，固定長(zhǎng)度空間達(dá)到最小作用視角時(shí)的距離為 R，L 在最小 作用視角時(shí)的視覺(jué)大小為 H，視軸中心在 L 的 1/2 處，H 大小的

19、獲得是以視距為 0 的眼周空 間為標(biāo)準(zhǔn)參照所得到，則根據(jù)視覺(jué)計(jì)算公式  由于 L 視角為最小作用視角時(shí)的視覺(jué)大小為 83.8cm，則 H83.8cm，L 視覺(jué)長(zhǎng)度的極 限大值為 L 的一半，則 L2H=167.6cm；最小作用視角的視覺(jué)距離為 21m，視覺(jué)距離會(huì)小于 其實(shí)際距離 R，則 R21cm。我們將 L 的最大值 0.167m，和 R 的最小值 21m

20、 代入上式  固定長(zhǎng)度線面空間的實(shí)際距離 R 肯定會(huì)大于 21cm 許多，因此，固定直徑空間視角為視 知規(guī)則最小作用視角 137.1時(shí)，H0.5L，L2H2×83.8cm167cm。 167cm 差不多等于一個(gè)人身高或一個(gè)人雙臂延展寬度，這說(shuō)明我們是以身體觸覺(jué)可及的 最大直徑范圍，作為實(shí)現(xiàn)視角天空最大形象轉(zhuǎn)換率時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)參照。當(dāng)?shù)扔谏砀咦笥业拿娣e空 間向遠(yuǎn)處移動(dòng)到最低分辨視角時(shí)所實(shí)現(xiàn)的視覺(jué)距離，就是天空的視覺(jué)距離。 我們不一定必然以身高或觸覺(jué)可及范

21、圍，作為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)或天空視覺(jué)距離的標(biāo)準(zhǔn)參照。我 們可以將天空和太陽(yáng)視覺(jué)距離的形成，理解為超過(guò)身體觸覺(jué)可及范圍的更大面積空間向遠(yuǎn)處 移動(dòng)的結(jié)果。我們選擇的近距離空間參照范圍越大，實(shí)現(xiàn)的天空和太陽(yáng)視覺(jué)距離就越大。比 如我們將太陽(yáng)視覺(jué)距離的形成，理解為 5m 直徑范圍的眼前空間向遠(yuǎn)處移動(dòng)到 36太陽(yáng)視角 時(shí)所形成的，則 5m 直徑移動(dòng)到視角為 36時(shí)的實(shí)際距離為 5×arctg36=477m，仰視時(shí)太陽(yáng)的 視覺(jué)距離大約為實(shí)際距離的一半左右，則當(dāng)我們以 5m

22、0;直徑的近處空間作為獲取太陽(yáng)視距距 離的標(biāo)準(zhǔn)參照時(shí)，太陽(yáng)的視覺(jué)距離為 250m 左右。視覺(jué)上能夠看到比 5m 范圍更大的近距離 參照范圍，這樣，其實(shí)太陽(yáng)視覺(jué)直徑和太陽(yáng)視覺(jué)距離大小是有很大的不確定性的，而不僅僅 是一個(gè)固定的大小和距離。 2.6 物體知覺(jué)大小的恒常性和鐵軌錯(cuò)覺(jué)（一）物體知覺(jué)大小的恒常性 我們衡量物體視知覺(jué)大小的判斷依據(jù)，是以視覺(jué)觸覺(jué)怎樣更能符合物體實(shí)際大小為原 則。拿在手里的同一個(gè)物體放置在眼前較近距離和較遠(yuǎn)距離上時(shí)，我們?nèi)詴?huì)確認(rèn)物體是同樣 大小的。任何觸覺(jué)可

23、及距離范圍內(nèi)的物體，由遠(yuǎn)處移動(dòng)到近處或由近處移動(dòng)到遠(yuǎn)處時(shí)，主觀 上都會(huì)確信此物體大小是不會(huì)發(fā)生變化的（同一個(gè)物體大小當(dāng)然不會(huì)發(fā)生變化）。可是，我 們知道，物體視覺(jué)大小卻是隨視距遠(yuǎn)近的變化而有所不同：近處物體視覺(jué)體積會(huì)大一些，遠(yuǎn) 處物體視覺(jué)體積會(huì)小一些。 為了使得同一個(gè)物體遠(yuǎn)近距離變化時(shí)，物體看起來(lái)仍具有相同的知覺(jué)大小，主觀上就需 要根據(jù)物體遠(yuǎn)近的不同而調(diào)節(jié)衡量物體視知覺(jué)大小的衡量尺度：物體處于較近視距上時(shí)，物 體視覺(jué)體積較大，主觀上用較大形象轉(zhuǎn)換率的視覺(jué)尺度來(lái)衡量物體視知覺(jué)大小；物體處于較 遠(yuǎn)視距上時(shí)，物體視覺(jué)體積較小，主觀

24、上用較小形象轉(zhuǎn)換率的視覺(jué)尺度來(lái)衡量物體的視知覺(jué) 大小。這樣，不論物體視距遠(yuǎn)近，同一物體視知覺(jué)大小都會(huì)保持恒定不變。 我們根據(jù)視距遠(yuǎn)近的不同而調(diào)節(jié)空間形象轉(zhuǎn)換率的方法來(lái)獲得物體視知覺(jué)大小的恒常性，是 觸覺(jué)經(jīng)驗(yàn)和視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)合作用的結(jié)果：從嬰兒開(kāi)始，就不斷地重復(fù)著身體附近同一個(gè)物體由 遠(yuǎn)到近的實(shí)踐活動(dòng)，這些實(shí)踐活動(dòng)能夠使得我們建立一種根據(jù)物體距離遠(yuǎn)近而調(diào)整衡量物體 大小的方法，這種方法就是根據(jù)物體視距遠(yuǎn)近的不同，用不同的視覺(jué)尺度去度量物體視知覺(jué) 大小。 能反映空間形象轉(zhuǎn)換率與視距遠(yuǎn)近關(guān)系的一個(gè)綜合指標(biāo)，是身體形象轉(zhuǎn)換率。身體形象&

25、#160;大小不是一成不變的，而是隨著選擇的目標(biāo)視距遠(yuǎn)近而發(fā)生變化。當(dāng)我們走在完全黑暗的過(guò) 道里或身處狹小低矮的房間里時(shí)，我們會(huì)感到自我形體大小有些變大的感覺(jué)；而我們走在寬 闊的廣場(chǎng)上，會(huì)感覺(jué)自身形體變大渺小一些。這種自我形象大小認(rèn)知上的改變就是身體形象 轉(zhuǎn)換率發(fā)生變化產(chǎn)生的，如果我們以身體的實(shí)際高度為恒始不變，自我形象在不同視場(chǎng)情況 下，就是存在著一個(gè)不同的形象大小轉(zhuǎn)換率的（身體實(shí)際高度，乘以形象轉(zhuǎn)換率，就是身體 處于不同視場(chǎng)情況下的身體視覺(jué)形象大小），因而我們引出身體形象轉(zhuǎn)換率這一概念。身體 形象轉(zhuǎn)換率來(lái)源于環(huán)境空間形象轉(zhuǎn)換率并符

26、合目標(biāo)視距處的空間形象轉(zhuǎn)換率：我們選擇的空 間觀察視距越近，空間視覺(jué)轉(zhuǎn)換率越大，身體形象轉(zhuǎn)換率越大；我們選擇的空間觀察視距越 遠(yuǎn)，空間視覺(jué)轉(zhuǎn)換率越小，身體形象轉(zhuǎn)換率越小。這樣，長(zhǎng)期實(shí)踐活動(dòng)建立的，根據(jù)空間物 體視距遠(yuǎn)近不同，而調(diào)節(jié)觀察空間物體視覺(jué)尺度來(lái)獲得物體知覺(jué)大小恒常性的方法，就變成 了根據(jù)視距遠(yuǎn)近而調(diào)節(jié)身體形象轉(zhuǎn)換率來(lái)獲得物體知覺(jué)大小的恒常性：比如手里拿著一個(gè)物 體，由稍遠(yuǎn)處移動(dòng)到眼前較近距離處時(shí)，近處的物體視覺(jué)體積較大，度量物體大小的身體形 象尺度也較大（手的視覺(jué)大小較?。皇掷锏奈矬w由眼前較近距離處移動(dòng)到較遠(yuǎn)距離處時(shí)，

27、60;物體視覺(jué)體積較小，度量物體大小的身體形象尺度也較?。ㄊ值囊曈X(jué)大小較?。?。這就保證 了物體知覺(jué)大小的恒常性。例如，手里拿著一個(gè)物體由遠(yuǎn)及近時(shí)，不僅僅物體視覺(jué)體積變大， 手和身體的視覺(jué)體積亦變大，這樣，相對(duì)來(lái)說(shuō)，我們就不會(huì)感到物體視知覺(jué)體積的變化，或 者說(shuō)物體視知覺(jué)大小就顯得沒(méi)有發(fā)生變化。 一個(gè)能夠反映身體形象轉(zhuǎn)換率隨視距而變化的例子是，當(dāng)我們走在完全黑暗的過(guò)道里 時(shí)，我們會(huì)有身體自我形象認(rèn)知大小的改變，我們會(huì)覺(jué)得身體會(huì)變得大一些，這是由于完全 黑暗處視覺(jué)看到的距離很近，因而空間形象轉(zhuǎn)換率和身體形象轉(zhuǎn)換率亦較大。 我們可以

28、這樣理解視覺(jué)形象轉(zhuǎn)換率：一把 10cm 長(zhǎng)的尺子，處于不同視距上時(shí)，尺子的 視覺(jué)大小是不一樣的，近處的尺子視覺(jué)長(zhǎng)度大一些，我們說(shuō)單位長(zhǎng)度物體視覺(jué)長(zhǎng)度大一些， 或物體視覺(jué)形象轉(zhuǎn)換率大一些；遠(yuǎn)處的尺子視覺(jué)長(zhǎng)度小一些，我們說(shuō)單位長(zhǎng)度物體視覺(jué)長(zhǎng)度 小一些，或物體視覺(jué)形象轉(zhuǎn)換率小一些。當(dāng)我們觀察一個(gè)較近物體大小時(shí)，我們會(huì)選擇視覺(jué) 上大一些的尺子去度量物體大小，而我們觀察一個(gè)較遠(yuǎn)處物體大小時(shí)，我們會(huì)選擇視覺(jué)上小 一些的尺子去度量物體大小，這樣，不論物體視距遠(yuǎn)近，我們都會(huì)感到物體知覺(jué)大小是不變 的，物體知覺(jué)大小也就具有了恒常性。

29、 空間視覺(jué)形象轉(zhuǎn)換率導(dǎo)致了身體形象轉(zhuǎn)換率的產(chǎn)生，身體形象轉(zhuǎn)換率又成為了判斷物體 知覺(jué)大小的衡量參照尺度。身體形象轉(zhuǎn)換率是與腦神經(jīng)調(diào)節(jié)相關(guān)的可控因素，這就為獲 得物體知覺(jué)大小提供了有了一個(gè)可靠而方便的主觀依據(jù)。 （二）鐵軌錯(cuò)覺(jué) 在視覺(jué)上，兩條互為平行的鐵軌間的寬度，看起來(lái)會(huì)隨視距離的增加而變窄?？墒?，我 們知道兩條鐵軌實(shí)際間距在各個(gè)距離上是等寬的，視覺(jué)中兩條鐵軌間距隨視距增加而變化的 軌跡形狀能夠提示我們，視覺(jué)中看到是兩條鐵軌實(shí)際上是互為平行的。 遠(yuǎn)處鐵軌間距視覺(jué)長(zhǎng)度和近處鐵軌間距視覺(jué)長(zhǎng)度，可以通過(guò)視知規(guī)則計(jì)算得到。

30、由于鐵 軌視覺(jué)變化軌跡形狀能夠告訴我們鐵軌實(shí)際寬度在任何視距上都是不變的，而鐵軌視覺(jué)寬度 卻是近大遠(yuǎn)小，這樣，為了使得鐵軌知覺(jué)寬度保持不變，我們就需要在近處用大形象轉(zhuǎn)換率 的空間視覺(jué)尺度去度量近處的鐵軌視覺(jué)寬度，遠(yuǎn)處用小形象轉(zhuǎn)換率的空間視覺(jué)尺度去度量遠(yuǎn) 處的鐵軌視覺(jué)寬度，這就保證了鐵軌寬度知覺(jué)大小在遠(yuǎn)近不同視距上的恒常不變性。 當(dāng)我們觀察放在鐵軌間遠(yuǎn)近不同距離上的直徑小于鐵軌寬度的兩個(gè)同樣大小圓球時(shí)，遠(yuǎn) 處圓球看起來(lái)會(huì)比近處圓球大一些，這種現(xiàn)象被稱為鐵軌錯(cuò)覺(jué)。鐵軌中間兩圓球的視覺(jué)直徑 也可以通過(guò)空間線面視知規(guī)則計(jì)算得到，可是

31、，圓球直徑視覺(jué)長(zhǎng)度隨視距增加而變小的速度， 卻小于鐵軌間距隨視距增加而變窄的速度，這樣，相對(duì)而言，遠(yuǎn)處小球看起來(lái)就會(huì)顯得比近 處小球要大一些。遠(yuǎn)近小球視覺(jué)直徑變小的程度和遠(yuǎn)近鐵軌視覺(jué)間距變小的程度，可以通過(guò) 視覺(jué)計(jì)算理論計(jì)算得到，下面就以發(fā)表在自然雜志上的一個(gè)鐵軌錯(cuò)覺(jué)例子為例，說(shuō)明一下鐵 軌錯(cuò)覺(jué)大小的形成原理和計(jì)算方式。 圖 8 為發(fā)表在自然雜志上一篇文章里的鐵軌錯(cuò)覺(jué)案例7，放置在狹小長(zhǎng)廊里的遠(yuǎn)近不同 距離上的兩個(gè)同樣大小圓球，遠(yuǎn)處圓球看起來(lái)會(huì)比近處圓球大一些。 下面我們就根據(jù)彩圖的視場(chǎng)情況和圓球知覺(jué)直徑

32、差率，設(shè)計(jì)一個(gè)方案來(lái)解釋說(shuō)明彩圖中 鐵軌錯(cuò)覺(jué)形成的原因和計(jì)算方法。  圖 8 發(fā)表在自然雜志上的鐵軌錯(cuò)覺(jué)示意圖假設(shè)上圖的兩墻間距為 2m，球的直徑為 0.4m，眼與球所在地面垂直距離 0.5m，較近 的球與眼的水平距離為 5m，較遠(yuǎn)的球與眼的水平距離為 18m，視軸中線處于兩墻間距中心 位置。則遠(yuǎn)處球位置上的墻間距視覺(jué)大小，可以用近處球所在位置的墻間距作為參照寬度計(jì) 算得到。由于墻間距與視線處于一個(gè)平面上，則遠(yuǎn)近墻間距視覺(jué)寬度，可以通過(guò)視線/平面 一個(gè)方向

33、時(shí)的計(jì)算公式（1）得到。 如圖 9 所示，BC 代表遠(yuǎn)處球位置兩墻間距的一半，BC1m，AB 是兩球的距離，AB 13m，AD 是近處球位置兩墻間距的一半，AD1m，OB 為視軸方線，OA 是眼與近處球 的距離，OA5m，OB 是眼與遠(yuǎn)處球的距離，OB=18m，OCM1/2BOC，則根據(jù)空間  圖 9 上面彩圖中墻間距視覺(jué)寬度獲得方式示意圖線面視知規(guī)則，CM 為 OB 的視覺(jué)平行線，BC 視覺(jué)長(zhǎng)度等于

34、60;AN 視覺(jué)長(zhǎng)度。由于 OA 距離 上的 AD 被認(rèn)可為衡量遠(yuǎn)處墻間距的參照線，因而，AD 和 AN 視覺(jué)長(zhǎng)度被認(rèn)可為其實(shí)際長(zhǎng) 度，這樣，AN 大小，就是 BC 視覺(jué)大小。AN 可根據(jù)公式（1）得到： 計(jì)算結(jié)果說(shuō)明，圓球位置的墻間距視覺(jué)寬度為 2×0.82m，近處球位置的墻間距由于被作 為標(biāo)準(zhǔn)參照的原因，近處球位置的墻間距視覺(jué)寬度等于其實(shí)際寬度 2m，這樣，遠(yuǎn)近墻間距 視覺(jué)寬度的差率為（10.

35、82）18左右。遠(yuǎn)近兩球的視覺(jué)直徑，也可以通過(guò)空間線面視知規(guī)則理論計(jì)算得到。由于遠(yuǎn)近兩球不在 同一個(gè)視線平面上，這樣，遠(yuǎn)處球視覺(jué)直徑需要用視線/平面成一定角度時(shí)的視覺(jué)公式（3） 計(jì)算得到。 如圖 10 所示，BC 為遠(yuǎn)處球半徑，BC0.2m，AD 為近處球半徑，AD0.2m，O 是眼 的位置，OG 是眼與球所在平面的垂直距離，OG0.5m，GA 是眼與近處球的水平距離，  圖 10 上面彩圖中遠(yuǎn)近圓球視覺(jué)直徑獲得方式示意圖GA5m，OA 

36、;是眼與近球的距離， ，GB 是眼與遠(yuǎn)球的水平距離，OB 是眼與遠(yuǎn)球的距離，  18.007 m18m。OCM1/2BOC ，根據(jù)空間線面視知規(guī)則，CM 是遠(yuǎn) OB 的視覺(jué)平行 線，由于平行線間距處處相等，則遠(yuǎn)球半徑 BC 視覺(jué)長(zhǎng)度，等于 OM 視覺(jué)長(zhǎng)度；ONM 1/2AON，根據(jù)空間線面視知規(guī)則，MN 是 OA 視覺(jué)平行線，則 AN 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 OM 視 

37、;覺(jué)長(zhǎng)度，由于 OM 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 BC 視覺(jué)長(zhǎng)度，則 AN 視覺(jué)長(zhǎng)度等于 BC 視覺(jué)長(zhǎng)度。由于 OA 視距處的 AD 和 AN 為參照線段，AN 視覺(jué)長(zhǎng)度被認(rèn)可為等于其實(shí)際長(zhǎng)度，則 BC 視覺(jué) 長(zhǎng)度等于 AN 線段長(zhǎng)度。OM 可用公式（2）計(jì)算得到，AN 可以用公式（3）計(jì)算得到：    通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以看出，遠(yuǎn)近兩球的視覺(jué)直徑基本上是

38、一樣大小的，可是，遠(yuǎn)近不同距 離的兩墻間距視覺(jué)寬度卻是遠(yuǎn)小近大。視覺(jué)經(jīng)驗(yàn)會(huì)告訴我們，視覺(jué)上遠(yuǎn)小近大的墻間距，其 實(shí)是等寬的。當(dāng)遠(yuǎn)處墻間距知覺(jué)大小被理解等于近處墻間距知覺(jué)大小時(shí)，我們需要將遠(yuǎn)處墻間距視覺(jué)寬度按比例放大，遠(yuǎn)處墻間距放大的比率為：近球處墻間距視覺(jué)寬度:遠(yuǎn)球處墻間距視覺(jué)寬度1:0.82。當(dāng)遠(yuǎn)球位置的墻間距被按比例放大 1:0.82 倍時(shí)，遠(yuǎn)處球也會(huì)被相應(yīng)放大 1:0.82 倍。而近處球的視覺(jué)直徑和遠(yuǎn)處球的視覺(jué)直徑基本上是相等的，當(dāng)遠(yuǎn)處球視覺(jué)直徑 因?yàn)閴﹂g距知覺(jué)大小不變性而被放大 1:0.82 倍時(shí)

39、，遠(yuǎn)處球知覺(jué)直徑長(zhǎng)度看起來(lái)就會(huì)比近處球 知覺(jué)直徑長(zhǎng)度變大（10.82）18倍，而發(fā)表在自然雜志上目測(cè)實(shí)驗(yàn)得到的兩球知覺(jué)直 徑差值為 20左右。當(dāng)然，我們是根據(jù)兩球視覺(jué)直徑差值為 20而設(shè)計(jì)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，我們 還可以根據(jù)視覺(jué)計(jì)算理論設(shè)計(jì)出很多種鐵軌錯(cuò)覺(jué)案例。鐵軌錯(cuò)覺(jué)也有很多種，通常情況下的 鐵軌錯(cuò)覺(jué)差率并沒(méi)有彩圖中的錯(cuò)覺(jué)差率這么大，這是因?yàn)閮蓧﹂g距強(qiáng)制性的使得視覺(jué)上按照 視線/平面一個(gè)方向時(shí)的視覺(jué)大小獲得方式進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果，在某中意義上說(shuō)，彩圖中墻間 距視覺(jué)大小的獲得方式類(lèi)似于頭頂天空中太陽(yáng)大小的獲得方式，而遠(yuǎn)處小球視

40、覺(jué)大小的獲得 方式則類(lèi)似于地平線上太陽(yáng)大小的獲得方式，這正是彩圖中錯(cuò)覺(jué)差率比較大的原因。鐵軌錯(cuò) 覺(jué)的錯(cuò)覺(jué)比率不一定必然是 20，在不同的視場(chǎng)情況下，鐵軌錯(cuò)覺(jué)的錯(cuò)覺(jué)比率是不一樣的： 可以是 20，也也可以是任何一個(gè)錯(cuò)覺(jué)比率（比如 5）。鐵軌錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象的存在，證明了人視覺(jué)上確實(shí)是根據(jù)視距遠(yuǎn)近不同而調(diào)節(jié)衡量物體大小的 視覺(jué)尺度：遠(yuǎn)處物體用小的視覺(jué)尺度衡量看起來(lái)變小的物體，從而保證了物體知覺(jué)大小的恒 常性。我們觀察天空中太陽(yáng)的時(shí)候，也可以以不同的視覺(jué)尺度來(lái)理解太陽(yáng)知覺(jué)大小，當(dāng)我們 選擇較小的視覺(jué)尺度（相當(dāng)于按比例縮

41、小了自我身體）來(lái)度量遠(yuǎn)處物體或天邊太陽(yáng)時(shí)，物體 或太陽(yáng)的視覺(jué)直徑就會(huì)被想象性地按比例放大相應(yīng)的倍數(shù)。我們觀察遠(yuǎn)處樓口的窗戶時(shí)，可 以想象一個(gè)變小的自己能夠爬進(jìn)窗口，從而得到窗口的知覺(jué)大小。我們觀察地平線上的太陽(yáng) 時(shí)，如果我們靜靜的凝視太陽(yáng)一會(huì)，就會(huì)感覺(jué)太陽(yáng)好像變大了許多，調(diào)查過(guò)多人關(guān)于太陽(yáng)大 小的印象時(shí)，大部分人都會(huì)覺(jué)得太陽(yáng)大小的伸縮尺度是比較大的，這就是因?yàn)槲覀兛梢杂貌?#160;同的視覺(jué)尺度或身體比例衡量太陽(yáng)大小的結(jié)果：當(dāng)我們用小的身體比例去度量視覺(jué)上的太陽(yáng) 直徑時(shí)，太陽(yáng)知覺(jué)直徑相對(duì)就會(huì)顯得較大，我們用大的身體比例去度量視覺(jué)中太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)&

42、#160;知覺(jué)直徑相對(duì)就會(huì)顯得較小。身體比例的調(diào)節(jié)可以通過(guò)皮層視初級(jí)區(qū)神經(jīng)元群同步化的面積 大小實(shí)現(xiàn)，這也是圖 8 的錯(cuò)覺(jué)實(shí)驗(yàn)中，視覺(jué)上大的物體占據(jù)更大的初級(jí)區(qū)空間，視覺(jué)上小的 物體占據(jù)小的初級(jí)區(qū)面積空間的原因。 3總結(jié) 包括天空中太陽(yáng)、月亮在內(nèi)的一切物體視覺(jué)大小，都是受物體視覺(jué)大小獲得的普遍規(guī)律 制約的。而物體視覺(jué)大小獲得的普遍規(guī)律并不僅僅是視錯(cuò)覺(jué)這么簡(jiǎn)單，而是由一種更為精確 的視覺(jué)計(jì)算機(jī)制實(shí)現(xiàn)。視覺(jué)上是以垂直于物體表面的方式理解物體，并根據(jù)視軸（或視線） 的視覺(jué)平行線得到物體視覺(jué)大小。視軸視覺(jué)平行線的

43、獲得，是通過(guò)視注意力從視線視覺(jué)方向 性到空間物體表面視覺(jué)方向性之間相互轉(zhuǎn)換過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的，而視線視覺(jué)方向性和物體表面視 覺(jué)方向性則是由視回路上的單質(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)神經(jīng)原群同步化興奮抑制表達(dá)和多質(zhì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的朝向 性神經(jīng)元群同步化興奮抑制表達(dá)實(shí)現(xiàn)的，因而，空間物體視覺(jué)大小的獲得是腦神經(jīng)系統(tǒng)自 動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，不需要額外的理性分析。從這點(diǎn)說(shuō)，高等動(dòng)物同樣具有空間視覺(jué)計(jì)算的能力，而 非人類(lèi)獨(dú)有。 天空中太陽(yáng)也是通過(guò)視軸視覺(jué)平行線（精確的說(shuō)，應(yīng)該是視線視覺(jué)平行線，只是視軸視 覺(jué)平行線更具有代表性而已）的方式獲得的。由于平行線間距離處處相等，因而，通過(guò)視軸 視覺(jué)平行線就可以將遠(yuǎn)處太陽(yáng)視覺(jué)直徑轉(zhuǎn)換成視覺(jué)上等值的近處空間直徑面積大小。近處空 間面積是熟悉的，從而通過(guò)觀察太陽(yáng)時(shí)的視軸視覺(jué)平行線就能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)視覺(jué)直徑大小的