第四章 视觉心理学
给大脑呢?对眼底视网膜来讲,最好是先对这些信息进行处理,使大脑知道哪里是空间上光强变化的地方——墙的边缘。如果整个视网膜区域没有光强变化,那么就不发送任何信号。大脑从quot;无信号quot;就可以得出quot;无变化quot;以及墙的这一部分是均匀的推论。
正如我们在后面章节将会看到的,在某种程度上,大脑对不同类型信息的处理是在不同的平行通路中实现的。因此,对如何观看形状、运动、颜色等过程分别进行研究是有道理的,尽管这些过程具有某种程度的相互作用。
让我们先从形状开始,很明显,抽提轮廓对于大脑非常有用。这就是为什么我们对线条图能如此容易地产生反应的原因。即使没有任何阴影、纹理、颜色等特征,你仍然可以对某景物的线条图形作出解释(如图11)。这说明,大脑中某些元素对精细的细节有较好的反应,另外一些对细节较少的部分起反应,而其他元素则对空间上的粗略变化起反应。你如果仅仅能看到后者,这世界就会模糊得像焦距没调准一般。心理学家常使用quot;空间频率quot;一词。高空间频率相应于精细的细节,低空间频率对图像在空间上的缓慢变化起反应。
请看图12。你很可能将它看成是具有均匀灰度的一些小正方形的组合体。现在,如果把它弄模糊(摘掉眼镜、半闭着眼睛或将它放到房内的远处),你就可能认出是林肯的面孔。图的细节(小正方形的边缘)干扰了识别过程。当视觉变得模糊时,这些细节就不那么显眼了。这时,尽管由于图像中只有较低的空间频率信息,因此图像仍然有些模糊,但是你却能认出他的面孔了,当然,一般说来,不论低空间频率或高空间频率对解释图像都有帮助。
大脑面对的最为困难的问题之一,是从二维图像中抽提深度信息。我们需要深度信息,不仅是为了确定物体与观察者之间的距离,而且还要识别每个物体的三维形状,使用两只眼睛是有帮助的。但常可利用一只眼睛或看它的照片就能看出它的形状。大脑使用哪些线索从二维图像中获得三维信息呢?一个线索就是由入射光的角度产生的物体阴影。请看图13。你可能将其中的一排看成是平面上的四个凹陷物,而将另外一排看成四个突起物。这样的深度印象就来自人射光的阴影。
偶尔,这种解释也可能是模棱两可的。凝视一会儿该图或者将页面倒置,你就会把凹陷看成突起,或把突起看成凹陷(注意,这种变化是同时发生的)。你的大脑最初认为,照明光来自某一侧,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。