CH10_100

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兢池
5 years ago
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Retinal disparity (binocular disparity) 眼動線索 Oculomotor cues 眼外肌肉 : 雙眼聚合內旋 convergence 鬥雞眼狀是較有效的眼動深度線索眼內肌肉 : 眼調節 accommodation 調節水晶體 Hypothesis: 我們感覺到上述肌肉的張力而推論物體的遠近試試看, 盯著你漸近鼻頭的手指 (

1 Chapter 10 Perceiving depth and size 深度與大小知覺外界影像從 3D 世界到 2D (Retina), 如何建構回 3D 立體深度知覺? Fig. 8-1, p. 168 The cue approach 各種幫助重建立體感的線索 Oculomotor cues 眼動線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues 雙眼線索 Retinal disparity (binocular disparity) 眼動線索 Oculomotor cues 眼外肌肉 : 雙眼聚合內旋 convergence 鬥雞眼狀是較有效的眼動深度線索眼內肌肉 : 眼調節 accommodation 調節水晶體 Hypothesis: 我們感覺到上述肌肉的張力而推論物體的遠近試試看, 盯著你漸近鼻頭的手指 ( 單雙眼試 ) 動眼線索只適用於近距離 ( 手臂距離內 ) 眼動線索中的雙眼聚合內旋 (convergence) The cue approach 各種幫助重建立體感的線索 Oculomotor cues 眼動線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues 雙眼線索 Retinal disparity Fig. 8-2, p. 169

2 圖片線索 Pictorial cues 單眼圖片線索與深度知覺 1. Occlusion 遮蔽 2. Relative High 相對高度 3. Relative Size 相對大小 4. Perceptive Convergence 知覺聚合 5. Familiar Size 熟悉大小 6. Atmospheric Perspective 大氣透視 7. Texture Gradient 質地梯度 8. Shadows 陰影單眼圖片線索與深度知覺 Occlusion 遮蔽 Relative height 相對高度愈接近地平線地平線者看起來愈遠 ( 人與雲 ) Occlusion, relative height, and shadows See also Figure 10.7 (p.233)

3 陰影與深度錯覺 Relative size 其他 Demo Familiar size Viewed in a dark room (an equal-sized dime looks closest) monocular viewing 哪個看起來離你最近? 一元 5 元 10 元 50 元 Atmospheric perspective 大氣透視質地梯度 texture gradient Fig. 8-6, p. 171

遮蔽 occlusion; 知覺聚合 perspective convergence 相對大小 relative size; 相對高度 relative height The

Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues

4 遮蔽 occlusion; 知覺聚合 perspective convergence 相對大小 relative size; 相對高度 relative height The cue approach 各種幫助重建立體感的線索 Oculomotor cues 眼動線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues 雙眼線索 Retinal disparity Fig. 8-3, p. 170 Movement-Produced Cues 運動線索 1. 運動視差 motion parallax 2. 刪除和增加 deletion and accretion 單眼線索運動線索運動視差 motion parallax 較近的刺激會在視網膜上移動較遠!! 單眼線索運動線索表面消除 (surface deletion) & 表面重現 (surface accretion) 各種線索不同的適用距離 See also Figure 10.9 deletion accretion

The cue approach Oculomotor cues 動眼線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8)

以 fovea 為球心 ) 叫做凝視球面 (Horopter) 每凝視一個新的物體, 就有一個新的 Horopter 在 Horopter 上的物體, 必定落在雙眼視網膜上的 Corresponding retinal points 上

5 The cue approach Oculomotor cues 動眼線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues 雙眼線索 Retinal disparity 雙眼像差 Binocular disparity 感受一下雙眼像差左右眼的影像是不同的補充 : 你知道你的優勢眼 (dominant eye) 是哪一隻眼睛嗎? Corresponding retinal points 左右眼右眼的 A 點, 通往相同的視皮質 (V1) 位置, 此位置稱為 Corresponding retinal points 凝視球面 Horopter 凝視物體形成的球面 ( 以 fovea 為球心 ) 叫做凝視球面 (Horopter) 每凝視一個新的物體, 就有一個新的 Horopter 在 Horopter 上的物體, 必定落在雙眼視網膜上的 Corresponding retinal points 上左眼右眼不在 Horopter 上的物體, 就無法落在雙眼視網膜上的 Corresponding points 上, 而是落在兩個 Noncorresponding points 上, 造成雙眼像差 (binocular disparity)! Non-corresponding points Angle of disparity Distance in depth 雙眼像差越大, 表示物體離 Horopter 越遠

6 disparity Disparity-generated stereopsis 視差造成立體知覺 disparity Fovea Fovea 立體知覺 Binocular disparity (Retinal disparity) 雙眼像差實體映像 Stereopsis: 立體鏡 stereoscope 物體前後距離較遠物體前後距離較近雙眼像差大雙眼像差較小 2004 Budapest, Hungary Two images with binocular disparity 3D 立體電影 (eg., IMAX 3D)

7 紅 - 綠濾鏡讓左右眼看不同畫面紅綠立體圖隨機點立體圖 Random-dot stereogram (RDS): Julesz 彩色隨機點立體圖 ( 使用紅綠眼鏡 ) 平行法 ( 左眼看左圖 ; 右眼看右圖 ): 右眼的方塊應該左移才是凸起感覺

心理系大三皓晨作品 : 隨機點立體圖的重要性 The correspondence problem? 記算同一個物體在兩個 retina 上的像差 (disparity)?

Monkeys matched texture gradients that were 2-D pictures and 3-D stereograms Recordings

responded to binocular disparity 頂葉有對特定有對特定圖片深度線索圖片深度線索敏感的神經 Response of neurons in the

, 2002, 2005) Binocular depth cell / disparity-selective cells Disparity tuning curve for a

8 心理系大三皓晨作品 : 隨機點立體圖的重要性 The correspondence problem? 記算同一個物體在兩個 retina 上的像差 (disparity)? 形狀並非先決條件 (RDS 為強力證據 ) 浮起的正方形 Ψ 浮起三層蛋糕正方形深度知覺的生理基礎 Experiment by Tsutsui et al. Monkeys matched texture gradients that were 2-D pictures and 3-D stereograms Recordings from a neuron in the parietal lobe showed: Cell responded to pictorial cues Cell also responded to binocular disparity 頂葉有對特定有對特定圖片深度線索圖片深度線索敏感的神經 Response of neurons in the parietal cortex (Tsutsui et al., 2002, 2005) Binocular depth cell / disparity-selective cells Disparity tuning curve for a disparity-sensitive neuron. 立體視覺的行為資料 Blake & Hirch (1975) 小貓六個月大之前兩眼交替看 ( 不讓牠有雙眼同時看的機會 ) 結果 : 雙眼細胞 (binocular cell) 數目減少同時發現小貓沒有立體視覺推論 : 對雙眼像差敏感的細胞負責立體視覺 Uka & DeAngelis (2003)

Connecting Binocular Disparity & Depth Perception

(1998) 訓練猴子對不同深度做反應在猴子腦中找到 Disparity-selective neurons

例如刺激 -2 像差神經, 猴子把 0 視差的刺激知覺成偏向負的 ) 物種差異前側眼 (frontal

disparity); 後者沒有獵食者和被獵食者蝙蝠 :echolocation Whiteout

失去距離知覺所造成的大小誤判大小知覺與距離 ( 深度 ) 知覺高度相關 Holway & Borings

9 Connecting Binocular Disparity & Depth Perception DeAngelis et al. (1998) 訓練猴子對不同深度做反應在猴子腦中找到 Disparity-selective neurons 用微電極刺激特定的 disparity-selective neurons 結果會影響猴子對深度的判斷 ( 例如刺激 -2 像差神經, 猴子把 0 視差的刺激知覺成偏向負的 ) 物種差異前側眼 (frontal eyes) 和旁側眼 (lateral eyes) 前者有精確的立體視覺 (binocular disparity); 後者沒有獵食者和被獵食者蝙蝠 :echolocation Whiteout (Ganzfeld) 大小知覺 Perceiving size 南極的飛航經驗, 火柴盒可能被看成房子失去距離知覺所造成的大小誤判大小知覺與距離 ( 深度 ) 知覺高度相關 Holway & Borings (1941) 大小判斷依據真實物理大小或視網膜上大小 ( 視角 ;visual angle)? 此實驗設計成 Test circles 永遠視角 1 度 ( 網膜影像大小不變 ) One eye Peephole No reflections

10 當深度距離線索不足的時候, 我們會根據 retinal size (visual angle) 判斷物體大小 1. Holway & Boring 的實驗 2. 太陽與月亮的大小 3. 從高空的飛機上往下看大小恆常性刺激在 retinal 的 size 改變 ( 也就是視角 visual angle 改變 ), 所知覺到的大小卻能維持不變大小恆常性與深度知覺打破大小知覺恆常性大小知覺恆常性的例子 1: The Ames Room 打破大小知覺恆常性的例子 2: 打破大小知覺恆常性的例子 3: 2009 Regensburg, Germany

S=K(R D) S: perceived size R: retinal size D: distance K: constant

Demo: the size of the afterimage Emmert s law S=K(R D) 後像在 retina 上的大小

accurately Relative size of familiar things texture gradient 一些與深度有關的錯覺

11 S=K(R D) S: perceived size R: retinal size D: distance K: constant Emmert s Law Size-distance scaling Try this! Demo: the size of the afterimage Emmert s law S=K(R D) 後像在 retina 上的大小 (R) 是固定的, 所以隨著距離 (D) 變大而知覺大小 (S) 變大 Other cues to help perceive size accurately Relative size of familiar things texture gradient 一些與深度有關的錯覺 The Muller-Lyer illusion 1. The Muller-Lyer illusion 2. The Ponzo illusion 3. The Ames room 4. The Moon illusion

The Muller-Lyer illusion Gregory (1966): misapplied size

s conflicting cues theory Conflicting cues between: The

length of the figure 另一個與深度有關的錯覺 : The Ponzo illusion

12 The Muller-Lyer illusion Gregory (1966): misapplied size constancy scaling S=K(R D) Size-distance scaling: 反證 Day s conflicting cues theory Conflicting cues between: The actual length of the to-be-judged lines The overall length of the figure 另一個與深度有關的錯覺 : The Ponzo illusion 深度錯覺的運用 : The Ames room Two explanations: S=K(R D) Relative size

13 The moon illusion 月亮錯覺月亮錯覺的解釋 The apparent-distance theory (Kaufman & Rock, 1962) S=K(R D) 月亮錯覺的其他解釋 The angular size-contrast theory atmospheric perspective 大氣透視 color Eye muscles beyond Emmert s Law S=K(RXD) 大小知覺除了與距離和視網膜影像大小有關之外, 還與感覺者的行動行動有關 Witt et al. s (2004) Summary: 深度知覺 Oculomotor cues 動眼線索雙眼聚合 convergence 眼調節 accommodation Monocular cues 單眼線索圖片線索 Pictorial cues (8) 運動線索 Movement-Produced Cues (2) Binocular cues 雙眼線索 Retinal disparity 大小知覺 Emmert s Law S=K(S X D) (illusions)

14 Try this! Autostereogram: 交叉的作業二立體知覺 (3D) 真實畫面 (2D) 請同學們利用第十章所學, 製作創意立體圖 ( 照片立體圖雙眼隨機點立體圖單張隨機點立體圖 ) 作業中請描述 : 1. 製作方法 ( 請詳細描述過程, 建議加入半成品以解說 ) 2. 預期看到的結果 ( 請描述清楚 ) 3. 說明此立體圖造成立體知覺的原理繳交期限 :2011/12/11 午夜前!!! 製作成功, 建議當作 DIY 聖誕卡送給朋友

15 同學作品分享 ( 聖文 ) 紅綠眼鏡請向柏翰詢問同學作品分享 ( 耕維 ) 同學作品分享 ( 桑瑜 ) 請改善學長姐們作品的小缺點立體感出現前 ( 戴上眼鏡前 ) 儘量不被看出圖形 : DIY 3D 照片輔助軟體 ( 軟體示範 )

Chapter 10 Perceiving Depth and Size 當我們走在街上, 可以準確地判斷前方的行道樹公車站牌路人甲乙丙與我們的距離我們如何知道環境中物體的遠近關係以及其大小呢? 讓我們試著想想看下面的問題 : 環境刺激是一個三度空間的訊息, 但是投影到視網膜上的刺激是二度

Chapter 10 Perceiving Depth and Size 當我們走在街上, 可以準確地判斷前方的行道樹公車站牌路人甲乙丙與我們的距離我們如何知道環境中物體的遠近關係以及其大小呢? 讓我們試著想想看下面的問題 : 環境刺激是一個三度空間的訊息, 但是投影到視網膜上的刺激是二度平面的訊息, 因此光是就視網膜上的平面刺激, 是無法確知不同物體間的深度關係, 必須要依賴其它線索在本章要討論與三度空間有關的深度知覺