侧,但倘若照明光实际来自另一侧,那么同样的阴影就会对应不同的形状,正如你所看到的那样。
另一个令人信服的线索是quot;从运动恢复结构quot;。这是说,如果一个静止物体的形状难以看清楚(经常是由于缺少某些三维形状线索),那么稍微转动一下该物体就容易识别了。在讲课时,如果把一个由小球和辐条制成的复杂分子的模型投影在屏幕上,就不易理解。但如果播放它的转动模型的电影,其三维形状就会一目了然。在电视节目《生命的故事》的片尾,你可能看到过这种情景。在那里,DNA分子的模型随空中的音乐而旋转。
要进行三维观察,只看三维空间中的每个物体是不够的。你还必须观看三维空间的整个场景,以便弄清楚哪些物体离你近,哪些物体离你远。即便是二维图像也存在两种很强的深度线索。
第一个线索是透视,它可以用埃姆斯变形房间(因发明者阿德尔伯特·埃姆斯(Adelbert Ames)而得名)进行生动的演示。这种房间只能用单眼从外部通过小孔去观察。这样,就可以排除任何立体视觉线索。这个房间看起来像个长方体,但在实际上它的一边很长。与正方形房间相比,它的一个墙角要高得多,也离我们远得多。当我在旧金山quot;探索者博物馆quot;(Exploratorium)通过小孔观看这样的房间时,我看见一些在房间内跑来跑去的小孩。在房子的一侧他们显得很高(因为这时他们离我很近),而在另一侧则显得很矮(这时他们离得很远)。当他们从一边跑到另一边时(实际上是从近处墙角跑到远处墙角,再跑回来),他们的大小会发生惊人的变化。我当然明白,孩子们是不可能通过这种方式改变身高的。但这一错觉是如此逼真,使我无法立刻摆脱它。每个孩子的表观大小是由墙的虚假透视作用产生的。与其他错觉类似,这一错觉很难通过quot;自上而下quot;(即大脑的最高水平对这一错觉形成基础的理解)的作用进行校正。
另一个有力的线索就是遮挡。即一个靠近你的物体部分地遮挡远处的物体。我们在图5中就已看到过这种情景。一个女孩的面孔位于窗玻璃的框架之后。利用这一线索,大脑就能推断出,被遮挡物的各个不同部分应当属于同一物体,就像本章开头我们讨论过的那样。
线条能产生两种与遮挡有关的神奇效果。图2所示的卡尼莎三角属于第一种。白色三角形的虚幻边界是由黑色缺损圆盘的直线边界的延伸形成的。另一种效应如图15所示。
这种情况的幻觉边界主要由于了组线段的端点排成了一条线。机场中的quot;线quot;出现的原因有多种,如物体(如衬衫)的图案或斑马的条纹以及阴影等。一个遮挡背景的物体经常会截断背景中的线。在这种情况下,线段端点产生的虚幻轮廓将会勾画出这一物体的轮廓,就像图15那种故意设计的图形那样。正如心理学家拉马参准(V.S.Ramac;虚幻轮廓的感觉可能比真正的轮廓还真实(对我们更重要)。quot;
另外一个距离线索是纹理的梯度变化。如图16所示。你只要看到这种草地的图,就会立刻产生草地逐渐离你而去的印象。这是由于,页面上的草叶自下而上逐渐变小的缘故。你的大脑不会将它看成是一面平坦而垂直的墙,在它的下面草长得比较高,而上面草长得比较矮:而是把它看成一个伸向远方的具有均匀高度的草坪。
还有一些深度线索。一个是物体的表观大小。一个熟悉的物体,当它离我们较远时它在视网膜上的像就会变小。因此,如果该物体的表观尺寸较小,大脑就认为它离我们较远。另一个深度线索是远处的风景通常看起来比较蓝。所有这些线索都被艺术家们所利用,特别是在文艺复兴时期透视现象被发现以后。卡那来特(Canaletto)的威尼斯风景画便是很好的例子。
让我们转向讨论深度信息的主要来源(1)。它通常被称作quot;体视quot;,依赖于双眼观察同一物体时景物图像的微小差异。19世纪中叶,物理学家查尔斯·惠特斯通爵士(Sir Cstone)最早向人们清楚地演示,恰当呈现的双眼图像可以给人生动的深度印象。(怀特斯通还有一件趣事使人记忆犹新。有一次他在伦敦皇家学会等待发表星期五晚上演说时,因高度紧张而逃跑。从此以后,每个演讲者都要按惯例在演讲前被锁在一间小房子内等一刻钟。)怀特斯通还发明了体视镜(战后因设计简单而普及)。它使每只眼睛分别观察拍摄角度略有不同的照片成为可能。拍摄位置的差异就会产生并非严格相同的景观。大脑检测两个景观之间的差异(这在技术上称为quot;视差quot;),结果使照片上的场景显现出明显的深度感,似乎就出现在你的面前。
当你观察眼前较近的真实景物时,你可以通过闭上一只眼睛亲自体验一下什么是体视。对大多数人而言,此时的深度感并不像同时使用双眼时那么强。(当然,由于上面提到的其他深度线索的存在,即使闭上一只眼睛,你仍可具有较好的深度感。)另