按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
我们由进化获得的良好的颜色视觉，使我们的灵长类祖先能够在纷乱的绿色背景中发现红色的果实。能给我们带来众多视觉乐趣的东西，可能就是最初发现食物和识破伪装的装置。
我们对最早阶段视觉加工知识的了解，部分来自于对眼和脑的研究（参见第十章）。需要执行的最早操作差不多是去除冗余信息。眼中的光感受器对落人眼睛的光强起反应。假如你观察一面完全均匀而光滑的白墙，那么你眼内的所有光感受器将会对光作出同样的反应。有什么理由将所有这些信息传递给大脑呢？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“无信号”就可以得出“无变化”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“空间频率”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“从运动恢复结构”。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“探索者博物馆”（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“自上而下”（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“线”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．Ramachandran）所说：“虚幻轮廓的感觉可能比真正的轮廓还真实（对我们更重要）。”
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“体视”，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 Charles Wheatstone）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“视差”），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。）另一个明显的例子就是建筑、城市、风景等的写生或摄影。在这种情况下，两只眼睛就能使大脑推断出画面是平面的。实际上，用单眼仍然可以获得较生动的深度感觉。只要你站在一个没有玻�