对飞行员帮助极大,一个没有体视的单眼飞行员可以借助视觉流信息使飞机安全着陆。没有视觉流的地方是你正朝它运动的那一点。所有围绕该点的物体似乎都向远离这一点的方向运动,尽管它们的速度有所不同(如图17)。这种视觉信息帮助飞行员找到跑道上正确的着陆点。
颜色知觉也并非像看起来那样直截了当。基本的观点认为它与眼内不同类型的光感受器有关。每种光感受器只对有限波长范围内的光起反应。重要的是我们应当意识到,单个光感受器的反应怎么会不依赖于输入光子的波长。一个光感受器可能捕获一个光子,也可能捕获不到。如果确实捕获到,则不管光子的波长如何,其效果会完全相同。但它响应的概率却依赖于波长。某些波长激活它的概率很大,某些波长则很小。比如,它可以经常对quot;红quot;光子起反应,却很少对quot;绿quot;光子有响应。
对输入光子流的平均响应可能对应于敏感波段的少数几个光子,也可能对应于非敏感波段的许多光子;感受器无法分辨它们。初读这些内容时,这一切似乎相当复杂,但已有的经验告诉我们,如果眼睛只有一种类型的光感受器,你的大脑就会失去光的波长信息,因而只能看见黑白的世界。这种情况出现在特别昏暗的时候,这时,被称作quot;视锥quot;的一类光感受器不活动,只有quot;视杆quot;感受器起作用。这些全是一种类型的光感受器,对所有波长反应相同。这就是为什么在夜晚很暗的情况下,你在花园内看不到花的颜色的原因。
要获得颜色信息,就需要不只一种具有不同波长响应曲线的光感受器。它们的响应曲线是部分重叠的。但是,一个具有同一波长的光子流,对不同的光感受器引起不同程度的兴奋。大脑利用这些不同兴奋的比例,确定落在视网膜上某点光的quot;颜色quot;。
大家知道,大多数人具有三种视锥细胞(大致是短波、中波和长波锥细胞。它们常被称为蓝、绿、红视锥细胞)。但也有少数人缺少quot;红quot;视锥细胞,因此导致部分色盲。①他们在分辨红绿交通信号时可能会碰到困难。
这就是对为什么我们能看颜色所作的基本解释。但它还需要进行某些修正。在此,我仅想提一下所谓兰德效应(因偏振片的发明者埃德温·兰德(Edwin Land)而得名)。兰德以戏剧性的方式向我们演示,视野内某斑块的颜色并不仅仅依赖于从该斑块进入眼睛的光的波长,它还与从视场其他部分进入眼睛的光的波长有关。
为什么会这样呢?进入眼内的信息不仅取决于表面的反射特性(颜色),还与落到该表面的光的波长有关。因此,在阳光下和在烛光下,妇女们色彩缤纷的服装会有很大区别。因此,大脑主要感兴趣的不是反射率和照明光的组合,而是物体表面的颜色特性。大脑试图通过比较眼睛对视野中若干不同区域的响应来抽提出这种信息。要做到这一点,大脑利用了如下约束(假设),即在某一时刻,在该景物的各处,照明光的颜色是相同的。尽管在其他场合,它们可能是明显不同的,如果照明光是粉红色,它就使所有的东西程度不同地变为粉红色。因此,大脑就力图校正它。这就是为什么阳光下的红色纤维在人工照明下看起来依然是红色的原因。但是,正如我们知道的,它看上去并不完全相同,因为校正机制并非工作得尽善尽美。
下面我们稍微提一下另外一些视觉恒常性。一个物体看上去总是大致相同的,即便我们没有直视它,使得它落在了视网膜上的不同部位也是如此,如果我们在不同的距离观察一个物体,物体的视网膜图像可能变大或变小或产生一定的旋转。然而,我们同样将它看做是同一物体。我们将这些恒常性视为理所当然的事情。但简单的视觉机器却无法做到这一点,除非它具备发育成熟的大脑所具有的完成该任务的固有装置。大脑到底如何完成这些任务,我们仍然不十分清楚。
运动和颜色之间具有奇怪的相互关系。大脑的短程运动系统有些色盲,它主要观看黑白图像。利用演示很容易说明这一点。将仅有两种均匀亮度的颜色(比如红和绿)构成的运动模式投射到屏幕上。然后调节两种颜色的相对亮度,使它们对于观察者来说看起来具有相同的亮度。这一过程必须对每个人分别进行,因为你和我的色平衡点不会完全相同。①这一平衡条件被称为quot;等亮度quot;。
现在,如果你在屏幕上观看一个绿色背景上的红色运动物体,而且两种颜色调整为等亮度,那么其运动速度就显得比实际情况慢得多,甚至可能停止运动(特别是当你注视屏幕的一侧时,情况更是如此)。这是因为你大脑中的黑白系统将屏幕看成是均匀灰色(因为两种颜色是等亮度的),所以短程运动系统几乎得不到运动信息。
所有这些例子都说明,大脑可以从视觉场景的多个不同方面抽取有用的视觉信息。那么,如果外界提供的信息不完整,大脑如何处理呢?眼睛的盲点就是一个很好的例子。如我们在第三章中讲过的那样,你的每只眼睛中都