人的两只眼睛。
白頭海鵰 的眼睛。
双眼视觉 (binocular vision)是指两眼能朝同方向且有重叠视野的动物,可感知周围单一三维 物像的视觉 ;由于两眼只看到融合的一个成像 ,又称双眼单视 。英语 binocular 源于拉丁语 ,bini “双”之义,ocularis “眼的”意思[ 1] 。
双眼视觉的成因为双眼因有瞳距 ,而在视网膜 产生有差别但又基本相似的图像,这种视觉信号传送至大脑之后,大脑将两幅图像之间的差异进行整合,即可判断出眼睛到物体之间的精准距离关系[ 2] 。双眼视觉可分为三个阶段:同时视、融合功能、立体知觉[ 3] 。
与单眼视觉 相比,双眼视觉有四个明显的好处:
比一只眼睛多一个备份,减少因损坏影响生存的机率。
视场 范围更大。比如说,人们两只眼睛的总视场有近 200 度,中间部分大概有 120 度是双眼视觉区域,两侧各 40 度是单眼视觉区域[ 4] 。
双眼加和 作用使得两只眼睛能够相互弥补对方看不清的部分[ 5] 。
双眼视觉形成的视差 可以辅助产生精细的深度知觉 ,进而产生立体视觉 [ 6] 。
双眼视觉伴随着视觉的融合,尽管两只眼睛中的图像稍有差别或可能因视力不同而不相同,但是视觉在融合后可以产生单一的整体感觉[ 6] 。 其他与双眼视觉有关的现象包括utrocular discrimination ,优势眼 ,双眼竞争。如果双眼视觉出了问题,可以寻求视轴矫正 师医治。
视场和眼动
鸽子 (Pigeon)和猫头鹰(鸮,xiao) (Owl)的视野范围比较。
对于被捕食者 来说,他们的眼睛通常长在头的两侧,这样他们就能够拥有尽可能宽的视野 ,比如兔 ,水牛 和羚羊 。这些动物的两只眼睛通常能够独立转动,这样可以增加视野范围。某些鸟类,即使保持眼睛不动,也可以实现360度的视野。而捕食者 的眼睛通常位于它们头部前方,这样可以产生双眼视觉和立体视觉 。比如人 ,鹰 ,狼 和蛇 。然而还有一些捕食者,尤其是某些大型动物,如蓝鲸 和虎鲸 ,它们的眼睛却位于头的两侧。还有些动物并不是严格意义上的捕食者,如果蝠 和某些灵长类 ,它们的眼睛是面向前方的。这些动物通常需要精细的深度视觉 来帮助它们提高抓取水果或者树枝的能力。
双眼前视动物的两只眼睛通常是联动的。当两只眼睛水平运动时,英文叫做 version 。当两只眼睛朝相反的方向运动时叫做聚散 ,如果眼睛都朝鼻侧 转动,叫做汇聚 ,如果都朝颞侧 转动,叫做发散 。还有些动物,比如人(尤其是外斜视 患者),还有椋鸟 ,它们的眼睛既可以将两只眼睛转到两边形成宽广的视野,也可以将两只眼睛汇聚形成立体视觉。一个很显著的例子是变色龙 ,它们的每只眼睛可以独立的像炮塔 一样上下左右自由转动,然而,当它们在捕食的时候,却可以将两只眼睛汇聚到一个物体上形成立体视觉。
双眼加和
双眼加和 是指双眼一起对某种视觉刺激 的反应阈值要低于单只眼睛。主要有两种形式:第一,在试图看清一个模糊信号时,两只眼睛相比一只眼睛由于接收的能量更多,所以具有统计学上的优势。从数学上看,双眼对于单眼的优势差不多相当于根号2,大约1.41倍[來源請求] 。第二,视皮层 的某些细胞在接受双眼同时输入时,细胞的发放 会比分别给予单只眼睛视觉输入时发放的总和还要强。使用双眼比单眼有1.41倍的优势,这种现象还叫做神经加和现象 。
双眼相互作用
除了双眼加和现象,两只眼睛之间最少还在三个方面存在相互作用:
瞳孔直径:射入一只眼睛中的光线会影响到双眼的瞳孔 直径。这一点很好检测,在身边找一个朋友,当他的一只眼睛(A)睁着的时候,另外一只眼睛(B)的瞳孔比较小,但是当眼睛(A)闭上的时候,眼睛(B)的瞳孔就会放大。
聚焦 和辐辏 :聚焦是指眼睛的聚焦状态。如果将一只眼睛(A)睁着,闭上另外一只眼睛(B),当用眼睛(A)注视一个近处的物体时,闭上的那只眼睛的聚焦情况和睁开的那只眼睛相同。另外,那只闭上的眼睛(B)还会将其焦点指向眼睛(A)注视的物体。有研究表明,两只眼睛依靠反射弧来实现同步聚焦和辐辏。
双眼单视
一旦雙眼視野重疊,就會有對同一物體在左右眼的影像產生潛在性的混亂。這可以用兩種方法解決:其中一眼的視覺被壓抑或者是雙眼影像互相融合成一。
优势眼
由于每只眼睛都可以向大脑传输一幅图像,因此就有可能将潘农融合区 内外的物体排列到一起。有一个检测优势眼的简便方法:将一个水杯(或者其他小物体)放在房间的远处,在一张白纸上掏一个指甲盖大的小孔,将白纸放在眼前约20厘米的位置,透过小孔去看水杯。此时盖上一只眼睛,如果盖上的这只眼睛看不到水杯,就表明这只眼睛是优势眼。通常情况下,人们通常用来瞄准的眼睛就是优势眼。
立体视觉
双眼竞争
双眼视觉异常
另外参见
参考文献
^ Harper, D. (2001). Online etymological dictionary. Retrieved April 2, 2008, from http://www.etymonline.com/index.php?term=binocular (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 )
^ 簡志忠,《附錄B》,http://cslin.auto.fcu.edu.tw/bioassist/eyetrack/paper3/3-14.htm (页面存档备份 ,存于互联网档案馆 ),發表日期不明。(中文)
^ 存档副本 . [2024-01-05 ] . (原始内容存档 于2024-01-05).
^ Henson, D.B. (1993). Visual Fields. Oxford: Oxford University Press.
^ Blake, Randolph; Fox, Robert. The psychophysical inquiry into binocular summation. . Perception & Psychophysics. August 1973, 14 (1): 161–85 [2012-02-23 ] . doi:10.3758/BF03198631 . (原始内容存档 于2020-03-27).
^ 6.0 6.1 Wheatstone, Charles. Contributions to the physiology of vision.—Part the First. On some remarkable, and hitherto unobserved, phænomena of binocular vision. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 1838, 128 (0): 371–394. doi:10.1098/rstl.1838.0019 .
扩展阅读
Scott B. Steinman, Barbara A. Steinman and Ralph Philip Garzia. (2000). Foundations of Binocular Vision: A Clinical perspective . McGraw-Hill Medical. ISBN 0-8385-2670-5 .
液晶快门眼镜
Blake, Randolph; Wilson, Hugh. Binocular vision . Vision Research. 2011, 51 (7): 754–770. PMC 3050089 . PMID 20951722 . doi:10.1016/j.visres.2010.10.009 .
Steinman, Scott B.; Steinman, Barbara A.; Garzia, Ralph Philip. Foundations of Binocular Vision: A Clinical perspective . McGraw-Hill Medical. 2000. ISBN 0-8385-2670-5 .
Stidwell, David; Fletcher, Robert. Normal Binocular Vision: Theory, Investigation and Practical Aspects. John Wiley & Sons. 2017. ISBN 9781119480334 .
外部链接