普通心理学(1)-第21章
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(五)运动视差:在周围环境固定而观察者的头或身体移
动的时候,由于在同一单位时间内不同距离的物体的视角变
化的差异(近物体视角变化大,远物体视角变化小),便引起
相对运动的知觉。近的对象被知觉为向相反方向运动,最近
的对象向后移动较快,略远的对象向后移动较慢,而更远的
物体却向我们相同的运动方向移动。我们从行驶着的火车里
向外看,便有这种体验。由于视野中对象运动速度的差异,便
提供了关于对象所处的距离的信号。在我们固定而对象在眼
前横过时,头部和眼睛追随物体的运动提供了关于物体运动
速度的信号。假如已经熟悉这一对象的一般运动速度,便可
以根据对象的相对运动速度判断它的距离。运动快,知觉为
较近;运动慢,知觉为较远。
(六)眼睛的调节:在知觉对象的时候,眼睛的水晶体能
调节变化,保证网膜上获得清晰的视象。眼睛的睫状肌调整
水晶体的变化,使得看远物体时水晶体比较扁平,看近物体
时比较凸起。眼睛的调节活动传递给大脑的信号是估计对象
距离的依据之一。但是眼睛的调节作用只在10米的距离范围
内起作用,对于远距离的物体,调节作用便失效了。
(七)双眼视轴的辐合:在看东西的时候,两只眼睛的中
央窝对准对象,以保证对象的投影能射到网膜感受性最高的
区域,获得清晰的现象。两只眼睛对准对象的时候,视轴必
须完成一定的辐合运动。看近距离的物体,视轴趋于集中;看
远距离的物体,视轴趋于分散。控制两眼视轴辐合的眼肌运
动提供关于对象距离的信号。视轴辐合只在几十米的距离范
围内起作用,观察太远的物体,视轴接近平行,对估计距离
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就不起作用了。
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视轴的辐合运动与判断距离的其它机制协同活动,可以
帮助精确地知觉距离。一个一定大小的对象距离变远,视轴
趋于分散,网膜上的视象也减小;距离变近,视轴趋向集中,
网膜上的视象也增大。另外,眼睛的调节作用也随着对象的
距离而变化。两个距离不同、大小不等的对象,虽然可能在
网膜上的投影是同样大小,但是,由于视轴的辐合程度和眼
睛调节作用的变化,人可以知觉出它们的远近,并且知道远
方的对象较大。
(八)双眼视差:深度视觉主要是双眼的机能。人的两只
眼睛的构造是一样的。当注视一个平面物体的时候,两眼的
视象都落到两眼网膜中央的相同部位上。
但是,在看一个立体物体的时候,两眼的视象便不完全
落到对应的部位。例如知觉一个正前方的三角锥体,左眼看
左半边多些,右眼看右半边多些,两个网膜上的视象是不重
合的。如果Z是注视中心,则Z点落到两眼网膜的中央窝上,
即网膜的对应部位上,但是X 和Y 便落到两眼网膜的X′和
X Q、Y′和Y Q的非对应的部位。两眼网膜以Z′和 QZ的中央窝为
中心,两个视象向相反的方向偏斜,即都偏向内侧。这就是
说,在空间中远近不同的刺激物,造成两眼视觉上的差异——
双眼视差。两眼的不对应的视觉刺激变为神经兴奋,传到大
脑皮层,经过分析和综合活动,便形成深度的知觉。在实际
观察对象的时候,对象以外的近处与远处的其他物体的视象
落在两眼的不对应部位上,因而产生深度的知觉,觉得这些
物体比所注视的对象近些或远些。一个单眼的人在深度知觉
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方面是有缺陷的,他只能在经验的基础上根据眼睛调节、视
象大小等信号知觉距离。
双眼深度知觉现象可以用实体镜表演出来。实体镜中的两张
图片 (f、f ′)的内容虽然一样,但略有偏斜,因起分别作用于两
个网膜不完全对应的部位。通过两个三棱镜片(P、P′)的作用,
造成两眼视轴一定程度的辐合,近似于正常视觉的情形。在焦距
调节适宜时,可以看到立体景象(F)。立体电影便是利用实体镜
的原理拍摄和放映的。
借助于双眼视差的深度视觉能力是随对象的距离而不同
的。根据实验材料,一般人的深度视觉能力如表2。
表2 借助双眼视差的深度知觉能力
对象距离 (米)
1
10
100
1000
1300
可辩认的深度差异
0.37毫米
3.8厘米
4.15米
274米
深度知觉的极限
这个表的内容说明:距观察者约10米远的两个物体,其
相对的距离差异达到3.8厘米的时候,才能看出远近的差别:
如果二者的距离小于这个差异,便不能分辨出哪个在前,哪
个在后。物体在1,300米距离以外,观察者的双眼视差便失
去作用,这时必须依靠其它条件估计物体的相对距离。
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双眼视差是知觉立体物体和两个物体的前后相对距离的
重要信号。借助双眼视差可以比借助眼睛调节、视轴辐合等
条件更精细地知觉相对距离。特别是在缺乏其它线索估计对
象距离的时候,双眼视差更为重要。因而,在生产实践中,双
眼视差具有重要的意义。飞行员、火车司机以及精密仪器加
工、交通运输等方面的工人都要求有精确的双眼视差的深度
辨认能力,以便准确地判断有关对象的距离。
在实际生活中各种分析器是协同活动的。同一分析器内
部的各种机能也是综合起作用的。在知觉对象距离的时候,各
种客观条件和视象的大小,眼睛的调节、视轴的辐合、双眼
视差等身体内部的条件相互配合,经过实际经验中触摸觉和
运动觉的检查和校正,就形成了条件联系,成为知觉对象大
小和距离的综合性信号。
四 方 向 定 位
方向定位是指对物体的空间关系位置和对机体自身在空
间所处的位置的知觉。前、后、左、右方向都是就外界物体
与观察者的关系而言的,主要以观察者的身体为依据。上、下
两个方向需要以天地的位置作为参考。对物体方向的知觉主
要是由视觉、动觉和前庭分析器的活动来实现的。对于音源
的定位是由听觉和动觉分析器来实现的。这些感觉在实践中
相互联系,使人能够正确地判断客观对象以及自身的空间位
置。
(一)视觉、动觉及静觉的方向定位
人在正常环境中的定向一般以视觉为主。物体在视野中
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的位置不同,在网膜上视象的位置也不同。物体在网膜上形
成倒象,即物体的上部投射在网膜的下部,物体的左侧投射
在网膜的右侧等等。同样,视野中上部的物体投射在网膜的
下部,左侧的物体投射在网膜的右侧等等。在实际活动中网
膜上视象的位置经常与触摸觉和身体在空间运动的经验相互
验证,形成联系,以后就可以凭借视觉分辨对象的空间方位。
因此,当视觉对准外界空间的某一点的时候,网膜的左、右、
上、下各部位便是对象方位的参考指标。人可以根据对象在
网膜上投象的位置而感知它是在正前方、左方、右方等等。
通过视觉和动觉器官的运动去寻找对象是更常见的空间
定向的方式。人为了更好地看见对象,常把头和眼睛转向对
象的方向,如果对象在侧后方,还需要适当地扭转身体。头、
眼睛或躯体向某一方向转动的时候所提供的动觉和前庭感觉
信号,使人知道对象所在的空间地点。如果对象在运动中,头
和眼睛追随物体的运动感觉便是知觉物体运动方向的信号。
通过触觉和动觉也可以辨别对象的方位。在接触对象的
时候,皮肤感觉是来自身体的左侧或右侧;在伸出手去触摸
对象的时候,手臂与身体所处的关系位置 (手是在身体的前
方、左侧、右侧等等)都是辨别对象方位的依据。这些感觉
都补充着空间方位的视知觉。
实验有力地证明了视觉、触摸觉、动觉的联系在空间方向知
觉中的重要作用。实验者戴上一个特制的眼镜,通过眼镜的光学
系统,客观对象和视象的反转关系被〃纠正〃过来,使网膜视象
成为正象,即对象的左侧投射到网膜的左侧,对象的上部投射到
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网膜的上部等等。这时,实验者所见到的视野全盘颠倒,一切物
体看起来都是反转的。起初,实验者非常不习惯这种情景,视觉
与触摸觉、动觉之间发生矛盾,用手触摸物体、在空间行动都发
生困难。如想拿上面的物体,手常伸到下方,想拿右面物体,手
常伸到左方。经过8天以后,视觉逐渐与触摸觉、动觉协调起来。
在21天以后,他就能比较完善地适应新的空间关系,周围的景象
看起来正常了,也能行动自如。但是在取掉眼镜以后,又要重新
经历适应空间环境的过程。这个实验证明了对空间方位的视觉并
不为视象的位置所局限,而是多种分析器协同活动的结果。人作
用于客观现实的时候,各种感觉相互校正、相互补充,使人在作
用于客观现实的同时,也就正确地反映了客观现实。
对于上下方向的定位主要是依靠视觉和前庭分析器的协
同活动实现的。在一般情况下,视觉起着主导作用。天空与
地面的关系是上、下的最主要标志。当看到了天空与地面的
时候,便知道哪里是上方,哪里是下方。此外,一般的物体
多是处在垂直和水平方位的,如树木、烟囱都是垂直的;水
面、屋脊都是水平的,这都是判断上、下的参考标志。飞行
员主要根据观察天地线 (地平线)与飞机所形成的关系位置
来保持飞机的平衡状态。跳伞员在张伞之前的一段自由降落
时间内,前庭分析器的平衡感觉失去作用,他仍然能根据视
觉判断身体在空中的位置。如果人的视觉失去作用,依据前
庭分析器,以自己身体位置为参考,仍然可以报告上、下的
位置,但不如视觉参与时判断得准确。
在上下方向的定位中,视觉和平衡觉的相互关系可以由判断
〃垂直〃和〃水平〃的实验来表明。在实验中,要求受试者在暗室
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里把一根在墙壁上的发光的棍棒调成绝对〃垂直〃和绝对〃水
平〃,这样便可以将受试者调节的结果与真正垂直和水平(以地心
引力为标准的垂直和水平)作比较,并求出偏差角度的数量值。当
受试者的身体在正直位置的时候,判断结果是相当准确的。但是
如果受试者的头或身体倾斜了,判断就不很准确。头或身体的倾
斜角度越大,错误就越大。但是总起来说,头和身体的位置对于
判断垂直和水平方位的影响不很大。
在另一个实验中研究视野在判断垂直和水平中的作用。在一
间普通实验室内设置了一个1×1×2米的小屋,小屋向一侧倾
斜。屋的正面没有墙壁,内部放置一个小桌,在对面墙壁上是可
调成垂直和水平的棍棒。受试者在三种条件下各用三种方法向小
屋内部观察,把棍棒调成绝对垂直和绝对水平。实验结果(表3)
表明,在各种条件下受试者都把棍棒调成向小屋同样方向倾斜。
这说明垂直和水平的判断主要以视野为依据。当视野与身体位置
发生矛盾,即使身体位置正常,垂直和水平的知觉也偏向视野的
方位。当身体与视野都变位时,无论受试者向小屋同侧倾斜或异
侧倾斜,垂直和水平的知觉更偏向小屋的方向。这时受试者依据
身体位置判断方位更加困难,所以更多地依靠视觉确定方位。但
是当受试者在较远距离以外,能看到小屋以外的整个实验室环境
时,误差有减少的趋势,受试者能比较正确地判断垂直和水平方
位。这个实验表明,人一般是以整个视野范围作为参考来判断垂
直和水平的。视野中局部对象是作为整个视野的一部分被感知
的。因此,对视野局部对象的方位判断也就受着整个视野的影响,
特别是视野越熟悉,影响就越大。这个实验也表明了知觉的整体
性特征。
让受试者坐在一个方形小屋内部的倾斜椅上判断垂直和水
平。小屋和椅子可以彼此单独倾斜。当小屋是正常位置而受试者
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身体倾斜的时候,错误很少。但当受试者身体位置正常而小屋倾
斜的时候,错误增多。在小屋逐渐倾斜的过程中,受试者会错误
地认为自己的身体倾斜了。小屋倾斜角度增大,个别受试者甚至
以为自己身体倒转了。当小屋和身体都倾斜的时候,错误最大,并
且受试者不能凭自己的判断把小屋和椅子恢复到正直位置。在实
验中,视觉与平衡觉的矛盾常使受试者产生头晕和恶心的感觉。
这可能是晕船症的原因之一。
以上一系列实验说明了在上下的空间方位判断中视觉和平
衡觉的相互作用。根据实验结果看来,在一般情形下,视觉起着
主导作用。这类的研究对于航空和潜水艇操作有重要意义。
表3 垂直、水平方位判断的实验
偏离真正垂直和水平的平均误差(误差均偏向视野方位)
实验条件
小屋向右倾斜22° 小屋向右倾斜22°
受 试 者 从 椅 向 相
同方向倾斜24°
受试者人数:33人
19.4°
13.7°
10.0°
受 试 者 坐 椅 向 相
反方向倾斜24°
受试者人数:17人
20.1°
—
—
观察方法
1.距离2米
通过圆筒观察
2.靠近小屋前
面观察
3.距离2米
自由观察
小 屋 向 左 倾 斜
22°
受试者直立
受试者人数:76
人
14.9°
15.3°
8.5°
在宇宙飞行的失重情况下,前庭器官由于脱离地心引力
的影响而失去了作用,同时宇宙空间又没有任何天与地的视
觉参考标志,因此人便失去了上下的方向感觉。这时,所谓
上下只是指头和脚的方向,仅有相对的意义。实际上,上和
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下是就地面与天空的关系而言的,宇宙空间是无所谓上下关
系的。如果在任何情况下都以地球关系作为上下依据的话,那
么宇宙飞船在月球上着陆就应该说成是〃向上升陆〃了,这
样说是没有意义的。在宇宙中人可以根据太阳系中的任何一
个星球作为定向的标志。这时,人要通过仪表来确定自己的
方位。
东、西、南、北的方向是就太阳的位置和地球的磁场而
言的。因此人必须以环境中某些熟悉物体作为参考才能定向。
如知道某一山丘是在正北方,某一工厂的汽笛声来自东方,室
内的门是朝西开的等等,便可以根据陌生物体与这些熟悉物
体的关系来确定陌生物体的方位。如果没有熟悉物体可作参
考,就必须依靠罗盘或其它仪器来定向了。没有客观物体的
参考,人是无法辨认东、西、南、北的方向的。
(二)听觉的方向定位
人利用听分析器知觉声源的方向。正如双眼