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基于最新视觉理论对月亮错觉现象的解释(下)(3)
GA=5m,OA 是眼与近球的距离, ,GB 是眼与远球的水平距离,OB 是眼与远球的距离, 18.007 m≈18m。∠OCM=1/2∠BOC ,根据空间线面视知规则,CM 是远 OB 的视觉平行 线,由于平行线间距处处相等,则远球半径 BC 视觉长度,等于 OM 视觉长度;∠ONM=
1/2∠AON,根据空间线面视知规则,MN 是 OA 视觉平行线,则 AN 视觉长度等于 OM 视 觉长度,由于 OM 视觉长度等于 BC 视觉长度,则 AN 视觉长度等于 BC 视觉长度。由于
OA 视距处的 AD 和 AN 为参照线段,AN 视觉长度被认可为等于其实际长度,则 BC 视觉 长度等于 AN 线段长度。OM 可用公式(2)计算得到,AN 可以用公式(3)计算得到:
 

 
通过计算结果可以看出,远近两球的视觉直径基本上是一样大小的,可是,远近不同距 离的两墙间距视觉宽度却是远小近大。视觉经验会告诉我们,视觉上远小近大的墙间距,其 实是等宽的。当远处墙间距知觉大小被理解等于近处墙间距知觉大小时,我们需要将远处墙间距视觉宽度按比例放大,远处墙间距放大的比率为:近球处墙间距视觉宽度:远球处墙间距视觉宽度=1:0.82。当远球位置的墙间距被按比例放大 1:0.82 倍时,远处球也会被相应放大 1:0.82 倍。而近处球的视觉直径和远处球的视觉直径基本上是相等的,当远处球视觉直径 因为墙间距知觉大小不变性而被放大 1:0.82 倍时,远处球知觉直径长度看起来就会比近处球 知觉直径长度变大(1-0.82)=18%倍,而发表在自然杂志上目测实验得到的两球知觉直 径差值为 20%左右。当然,我们是根据两球视觉直径差值为 20%而设计的各项数据,我们 还可以根据视觉计算理论设计出很多种铁轨错觉案例。铁轨错觉也有很多种,通常情况下的 铁轨错觉差率并没有彩图中的错觉差率这么大,这是因为两墙间距强制性的使得视觉上按照 视线/平面一个方向时的视觉大小获得方式进行计算的结果,在某中意义上说,彩图中墙间 距视觉大小的获得方式类似于头顶天空中太阳大小的获得方式,而远处小球视觉大小的获得 方式则类似于地平线上太阳大小的获得方式,这正是彩图中错觉差率比较大的原因。铁轨错 觉的错觉比率不一定必然是 20%,在不同的视场情况下,铁轨错觉的错觉比率是不一样的: 可以是 20%,也也可以是任何一个错觉比率(比如 5%)。铁轨错觉现象的存在,证明了人视觉上确实是根据视距远近不同而调节衡量物体大小的 视觉尺度:远处物体用小的视觉尺度衡量看起来变小的物体,从而保证了物体知觉大小的恒 常性。我们观察天空中太阳的时候,也可以以不同的视觉尺度来理解太阳知觉大小,当我们 选择较小的视觉尺度(相当于按比例缩小了自我身体)来度量远处物体或天边太阳时,物体 或太阳的视觉直径就会被想象性地按比例放大相应的倍数。我们观察远处楼口的窗户时,可 以想象一个变小的自己能够爬进窗口,从而得到窗口的知觉大小。我们观察地平线上的太阳 时,如果我们静静的凝视太阳一会,就会感觉太阳好像变大了许多,调查过多人关于太阳大 小的印象时,大部分人都会觉得太阳大小的伸缩尺度是比较大的,这就是因为我们可以用不 同的视觉尺度或身体比例衡量太阳大小的结果:当我们用小的身体比例去度量视觉上的太阳 直径时,太阳知觉直径相对就会显得较大,我们用大的身体比例去度量视觉中太阳时,太阳 知觉直径相对就会显得较小。身体比例的调节可以通过皮层视初级区神经元群同步化的面积 大小实现,这也是图 8 的错觉实验中,视觉上大的物体占据更大的初级区空间,视觉上小的 物体占据小的初级区面积空间的原因。
3.总结
包括天空中太阳、月亮在内的一切物体视觉大小,都是受物体视觉大小获得的普遍规律 制约的。而物体视觉大小获得的普遍规律并不仅仅是视错觉这么简单,而是由一种更为精确 的视觉计算机制实现。视觉上是以垂直于物体表面的方式理解物体,并根据视轴(或视线)
的视觉平行线得到物体视觉大小。视轴视觉平行线的获得,是通过视注意力从视线视觉方向
性到空间物体表面视觉方向性之间相互转换过程中实现的,而视线视觉方向性和物体表面视 觉方向性则是由视回路上的单质点对应神经原群同步化兴奋抑制表达和多质点对应的朝向 性神经元群同步化兴奋抑制表达实现的,因而,空间物体视觉大小的获得是脑—神经系统自 动实现的,不需要额外的理性分析。从这点说,高等动物同样具有空间视觉计算的能力,而 非人类独有。
天空中太阳也是通过视轴视觉平行线(精确的说,应该是视线视觉平行线,只是视轴视 觉平行线更具有代表性而已)的方式获得的。由于平行线间距离处处相等,因而,通过视轴 视觉平行线就可以将远处太阳视觉直径转换成视觉上等值的近处空间直径面积大小。近处空 间面积是熟悉的,从而通过观察太阳时的视轴视觉平行线就能够实现太阳视觉直径大小的觉 知。
视觉上在利用视轴视觉平行线获得天空中太阳大小的时候,头顶天空中太阳大小的获得 方式和地平线上太阳大小的获得方式是有所区别的,这种区别造成了月亮错觉现象的产生。 仰望头顶天空的时候,空间被理解为以眼为中心,沿着视线平面的方向延伸到远方。当 视线与观察平面处于同一个方向上时,视线平面上的单位长度线段随距离增加而变窄的程度
较大,头顶天空中的太阳视觉直径就会相对较小。 观察地平线上的天空和太阳时,空间被理解为以脚下地面为中心,沿着地面或地面平行
线的方向延伸到远方。当视线与观察平面成一定角度时,观察平面(地面)上单位长度线段 随距离增加而变窄的程度较小,地平线上远处太阳视觉直径也就相对较大。
一些视错觉也会对月亮错觉的程度造成影响,但视错觉不是产生月亮错觉的根本原因, 因为视错觉赖以存在的背景空间景物视觉大小也需要视觉计算才能完成,因而视觉计算机制 是产生视觉经验、视觉错觉和月亮错觉的根本原因。没有视觉计算机制,就没有视错觉产生 的前提条件。
参考文献

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[2]Donald E. Simanek. The Moon Illusion,An Unsolved Mystery. http://www.lhup. edu/~dsimanek/3d/moonillu.h- tm
[3]Don McCready Professor Emeritus. The Moon Illusion Explained. http://facstaff.uww. edu/mccreadd/intro9.htm
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[5] 沈东黎. 空间视觉形象获得的知觉规则.http://www.paper.edu.cn/paper.php?serial_number=200608-40
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2
[7] Scott O Murray, Huseyin Boyaci & Daniel Kersten. The representation of perceived angular size in human primary visual cortex . Nature Neuroscience 9, 429 - 434 (2006)
The Moon Illusion Explained On the Latest Visual Theory

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