[翻譯]Depth perception

本文選譯自維基百科Depth perception

• 【】：表示原文的補充説明
• （）：表示譯者自行的補充説明
• 因“雙目深度”一部分與攝影關係較淺，故未進行翻譯
• 侵刪

(壹)

​ 感知三維與物距的能力，我們稱之爲深度感知。

​ 深度感知因深度的綫索而發生。這些綫索被典型地分為雙目綫索和單目綫索，分別基於雙眼對三維信息的感官感知，和基於單眼的、二維的感知。雙目綫索包括了立體視覺、眼球聚焦、雙眼視差以及視差所產生的偏移深度(yielding depth)。單目綫索則包含遠小近大的感知，以及物體的紋理、大小和運動視差。

(贰)

​ 單目綫索的具體説明：

• 運動視差

  ​ 當觀察者移動時，靜止的物體相對背景的產生了相對運動，由此提示它們之間的相對距離。若（觀察者）移動的方向及速度又已知，則可以通過運動視差，給出絕對深度的信息。在駕駛車輛時，這種綫索得到了直觀地體現——飛馳而過的物體近在窗外，而靜止不動的物體遠在天邊。

• 运动深度(Depth from motion)

  ​ 當物體向觀察者移動時，其於人視網膜上的投影在這段時間内不斷擴大，如此產生了觀察者對物體朝其直綫運動的感知。這一現象又被稱作光学扩张深度(Depth from optical expansion)。動態刺激的變化使觀察者不僅能看到動態的物體，還能感知於運動物體的距離。因此在這種情況下，物體變化的“大小”成爲距離的綫索。

• 運動深度效應

  ​ 將一個靜止的剛體，如鏤空金屬絲構成的立方體，置於一點光源前，並使其陰影落在一半透明屏幕上，則屏幕背後的觀察者只能看見一個二維的綫狀圖形。而如果這個立方體旋轉，視覺系統就會從綫條的運動中提取感知三維的所需信息，由此觀察到一個立方體。當旋轉的物體是一個實體時也會產生這個效果，前提是組成投影的綫條能體現確定的角或端點，且這些綫條的方向與長度在旋轉過程中發生改變。

• 透視

  ​ 平行綫在無限遠處匯聚的性質，使觀察者得以重建物體兩側的相對距離。例如站在一條筆直的街道上，向下看，你會注意到街道在遠處便窄了。

• 相對大小

  ​ 如果已知兩個對象大小相同【儘管他們的絕對大小未知】，相對大小的綫索可以給出兩物體閒相對深度的信息。如果一個物體需要更大的視角來完整地觀察，那這個物體就離我們更近。

• 經驗大小(familiar size)

  ​ 因爲物體投影在視網膜上的視角會隨著距離的增大而減小，因此可以將這些（視角大小的）信息與事先對物體大小的瞭解相結合，來確定物體的絕對深度。例如，人們通常都熟悉一輛汽車的大小，這一先驗知識與視網膜閃光的視角相結合，使我們可以確定遠處汽車的絕對深度。

• 絕對大小

  ​ 即使對物體的實際大小毫無瞭解，且無參照對象(there is only one object visible)，一個較小的對象似乎比在相同位置出現的一個較大的對象要原。

• 大氣透視

  ​ 由於大氣對光的散射，對於距離很遠的物體，其明度對比度、色彩飽和度會更低。因此物象(image)離人眼越遠，就越模糊。在計算機圖形學中，這通常被稱作距離霧(distance fog)。前景對比度高，背景對比度很低。不同的物體只能通過與背景的對比來表現不同的深度。遠處物體的顔色也會向光譜的藍色端偏移【例如，遠處的山脈】。一些畫家，尤其是塞尚，會用暖色調的顔料【紅、黃、橙】來凸顯某一（景物的）特質，而使用冷色調的顔料【藍、紫、藍綠】來暗示向内凹陷、遠離畫平面的部分(curves away from the picture plane)。

• 遮掩(Occultation)

  ​ 如果一個物體擋住了另一物體的部分視綫，人們會覺得它離得更近。然而，這些信息只能供觀察者創建一個相對接近程度的“排名”（即無法獲得物體之間的深度信息）。

• 曲綫透視(Curilinear perspective)

  ​ 在視野的最外層，平行綫變成了曲綫，如同用魚眼鏡頭拍攝成的照片一樣。這種效果，雖然通常會被從藝術或照片中消除，但會極大地增强觀察者在真實三維空間中的定位感。

• 紋理梯度

  ​ 我們可以輕鬆看清近處物體的精細細節，但卻對遠處物體細節無能爲力。例如，站在一條很長的礫石路上，觀察者可以清楚地看到附近礫石的形狀、大小和顔色，而在遠處，道路的紋理無法清晰區分。

• 光影

  ​ 光射在物體上及其反射的方式，以及物體投射的陰影，為大腦提供了有效的綫索，來確定物體的形狀以及在空間中的位置。

• 散焦模糊

  ​ 略

• 海拔

  ​ 如果一個物體相對地平綫可見，那我們傾向於，裏地平綫更近的物體離我們更嚴，而裏地平綫更遠的離我們更近。